DE2818941A1

DE2818941A1 - Gangschalteinrichtung fuer mehrganggetriebe

Info

Publication number: DE2818941A1
Application number: DE19782818941
Authority: DE
Inventors: Leo R Kessmar
Original assignee: Dana Inc
Current assignee: Dana Inc
Priority date: 1977-05-02
Filing date: 1978-04-28
Publication date: 1978-11-09
Also published as: CA1151056A; BR7802732A; AU3550878A; AU512067B2; FR2389508A1; US4104929A; MX147786A; SE437789B; NL7804510A; SE7804914L; IT1103851B; FR2389508B1; JPS53136164A; IT7849165A0; GB1598772A

Description

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PATENTANWÄLTE

DR.-ING. R. DÖRING D1PL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

Dana Corporation,

4500 Dorr Street, Toledo, Ohio

"Gangschalteinrichtung für Mehrganggetriebe"

Die Erfindung betrifft eine Gangschalteinrichtung für Mehrganggetriebe gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Die Entwicklung von mittels Hand betätigbaren Gangschalteinrichtungen für Mehrganggetriebe hat zu dem Problem geführt, daß eine Gangschalteinrichtung geschaffen werden muß, die geeignet ist, all die erforderlichen Gangschaltbewegungen auszuführen, wobei jedoch ein relativ einfaches Schaltmuster verwirklicht werden soll. Schalteinrichtungen umfassen üblicherweise einen schwenkbaren Schalthebel und können eine Reihe von Gestängeverbindungen aufweisen, die mit dem Schalthebel verbunden sind und die zugehörigen Getriebeglieder des Getriebes in Eingriff bringen bzw. lösen.

übliche Mehrganggetriebe verwenden Schaltgabeln, um Getriebeteile axial in und außer Eingrff zu verschieben. Dabei kann jede Schaltgabel an zwei Schaltgliedern angreifen. Mehrere Schaltgabeln

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sind bei einem Getriebe notwendig, wenn mehr als zwei Gänge ■ vorgesehen sind. Jede Schaltgabel ist an einer axial verschieb-

j baren Schaltstange befestigt, wobei alle Schaltstangen des J

i

Getriebes nebeneinander und parallel zueinander angeordnet i

sind. Die meisten Schaltgabeln haben einen Ansatz oder ein Auge,!

ι ί

j um mit der Schalteinrichtung in Eingriff- zu gelangen. Wenn !

' ι

j sich alle Getriebeteile in der neuetralen Stellung befinden, ί

stehen die Ansätze oder Augen der Schaltgabeln allgemein in ;

' einer seitlichen Fluchtung zueinander* Die Schalteinrichtung ^:

ι

muß geeignet sein, selektiv mit jedem Schaltgabelansatz in Ein- ^:

griff gebracht zu werden, um die betreffende Schaltgabel verschieben zu können. !

Bei einigen Fahrzeugen ist die Kabine des Fahrers oder der Be- ! dienungsperson vollgepackt mit Instrumenten und Hebeln und j

dgl. Es ist daher noch notwendiger, hienfür ein einfaches :

Schaltmuster zu sorgen. Beispielsweise ist bei vielen Schwer- ;

lastkraftwagen die Fahrerkabine direkt über dem Motor angeord- i net, wobei der Motor nach oben über den Boden der Kabine hinausragt. Der in die Fahrerkabine ragende Abschnitt der Maschine ist von einer die Wärme und den Schall isolierenden Abdeckung abgedeckt, welche zwischen den Sitzen des Fahrers und des Passagiers oder dgl. angeordnet ist. Ein Mehrganggetriebe ist arbeitsmäßig an dem rückwärtigen oder Ausgangsabschnitt des Motors an einer Stelle angeordnet, die im wesentlichen hinter dem Sitz des Fahrers liegt. Es wird deshalb eine Fernschaleinrichtung verwendet, um die Gänge des Getriebes zu schalten. Der Gang-

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Schalthebel, der normalerweise bei diesen Schwerlastfahrzeugen verwendet· wird, ragt vom Boden der Kabine zwischen dem Sitz des Fahrers und dem Motordeckel nach oben. Gangschalthebel dieser Art sind üblicherweise nach vorn und nach rückwärts sowie Kur Seite schwenkbar. Ein seitliches Schwenken des Schalthebels bewirkt die Auswahl der sich in Fluchtung befindlichen Schaltgabeln des zugehörigen Getriebes, während eine Vorwärts- oder Rückwärt s schwenkbewegung die ausgewählte Schaltgabel nach vorn oder nach hinten verschiebt, wodurch die der Schaltgabel zugeordneten Getriebeglieder in Eingriff bzw. außer Eingriff gebracht werden.

Das Raumproblein in der Fahrerkabine wird noch gravierender, wenn die Zahl der Gänge im Getriebe zunimmt. Da mehrere Schaltgabeln dm Getriebe vorliegen, wird auch mehr seitlicher Schwenkraum für den Schalthebel erforderlich. Eine Behinderung der seitlichen Bewegung des Schalthebels durch den Fahrersitz oder den Hotordeckel tritt zunehmend in den Vordergrund.

Bei anderen Fahrzeugen, z.B. bei kleineren Lastkraftwagen oder reriiiJiiouwufnn, int da« Getriebe direkt unter der Fahrerkabine nii( (»ordnet . Kinn f ernbedie.nbare Gangschalt einriebt ung i:;t nicht ( riord( ι 1 ich. Der Schalthebel kann sich von einer direkten ."t euer; < halt ei iiri eht uiif, die auf dem Getriebe montiert i n\ , oder direM ' t r 11 den ."' 'hai t fnlieln innerhalb Av n (!(»triebe.·· am: er-- ;-t ret 1"( i: j jedoch i vA en auch in dienen Fällen bisher notwendir ( (U(Vi i:_; den ."el al 1 lid <^:1 seitlich zu verschwenken, um eine v< η

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mehreren Schaltgabeln auszuwählen. Die Sitze oder andere Einrichtungen innerhalb der Fahrerkabine können dabei die seitliche Bewegung des Schalthebels behindern.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dieaufgezeigten
Probleme zu überwinden und den zum seitlichen Verschwenken des Schalthebels benötigten Raum zu reduzieren, so daß auch bei
einem Mehrgangschaltgetriebe und engem Raum in dei¹ Fahrerkabine ein zuverlässiges störungsfreies Auswählen der Schaltgabel und ein sicheres ungestörtes Schalten möglich sind.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst.

Wesentlich dabei ist, daß in jedem der Ausführungsbeispiele
der Schalthebel einen Hauptabschnitt aufweist, der eine allgemein in Längsrichtung verlaufende Achse aufweist, um die der Schalthebel drehbar ist. Ein starr von dem Hauptabschnitt des
Schalthebels ausgehender Teil weist einen Betätigungsabschnitt auf, der im radialen Abstand von der Hauptachse des Hauptabschnittes des Schalthebels liegt. Dieser Betätigungsabschnitt
ist antriebsmäßig mit den Schaltgabeln des Getriebes verbindbar. Auf diese Weise wird erreicht, daß für die Auswahl der betreffenden Schaltgabel eine seitliche Schwenkbewegung des JSelnlthebels praktisch nicht mehr erforderlich ist. In den bevorzugten Auisführungabeispielen wird vielmehr die Schwenkbewegung den
Schalthebels auf praktisch eine einzige Ebene beschrankt ,

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während Sehwenkbewegungen in anderen Ebenen zwangs lauf ig -iu^gt;-schlossen :;ind. Die Drehbewegung de:; Schalthebel:; um seine Längsachse wird bevorzugt für die Aus v/ah L der betreffenden Schaltgabel verwendet, während die Verschiebung der Schaltgabfi durch Schwenkbewegung des Schalthebels stets in (hu· gleichen Ebene erfolgt. Auf diese Weise wird ein sehr einfache:; Schalt, muster erreicht. Außerdem läßt sich die (iangschalte inrichtung außerordentlich einfach und robust herstellen. Vor allem aber wird der zum Schalten benötigte Raum auch bei sehr langen Schalthebeln, wie sie bei Schwerlastkraftfahrzeugen häufig be>nötigt werden, in engen Grenzen gehalten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Schalteinrichtung nach der· vorliegenden Erfindung,

Pig. 2 im größeren Maßstabe und im Querschnitt einen Abschnitt der Schalteinrichtung nach B¹Ig. 1,

Fig. 5 eine Endansicht eines ßesohwindigkeitsschaltgetriebe;·, nach Fig. 1, wobei Teile zur Verdeutlichung weggobrochen dargestellt sind,

Fig. h einen Querschnitt der Hinrichtung nach Fig. .',

Fig. ^l) eint; Seitenansicht einer Ausführungt)form des H.in<i ü . -im i ι toö vies Schalthebels nach der vorliegenden ΚγΓπιΊιιμ. ,

U 0 ^l) H » Ί ' 0 «) 1 β

BAD

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Fig. 6 einen senkrechten Schnitt einer abgewandelten Ausführungsform der Schalteinrichtung, wie sie verwendbar ist für eine direkte Schalleinheit,

Fig. 7 einen Querschnitt entlang der Schnittebene 7-7 der Fig.6 und

Fig. 8 eine isometrische perspektivische Darstellung einen· zweiten alternativen Ausführungsform der Schalt einrichtung für direkten Eingriff.

Fig. 1 zeigt eine Schalthebelanordnung 10, die antriebsinäßig mit einein synchronisierten Fünf ganggetriebe 90 für Schwerfahrzeuge, wie Lastkraftwagen, verbunden ist. Die Anordnung 10 umfaßt eine Fernsteuereinheit 80, die an dem Getriebe 90 montiert ist und eine unabhängige Steuereinheit 12, die in der H'ihe der Bedienungsperson oder der Fahrerkabine des Fahrzeugs angeordnet ist. Die Fernbedienungseinheit und die davon unabhängige Steuereinheit fund mechanisch miteinander verknüpft, Aiii« weiter unten n'iher t ( ichrieben wird,

VJh am !(»ten aus Fig. ? vvui chi 1 i oh i.· t , weint die unalh.'ingige St euere i i.heiI 1? ein ί iini ro j t i ι ei Uch'iiUH¹ oder < ine Untnnt (¹I uii(, 1H auf, welche» eine rtlel'A/Hrl i{ < Unnd ?? und eine n! (] e Uai.d i¹¹. umfaßt. Line vordere Dicke] pi nt I ( ί[ ift an den ι ■< h/lu! t 1 Ί mittel: .'Vhrauben 13 l-.ci cf I i( t . lic V(O'dci'i>l;it t ( 1'· \/ci:t rim voi'ilci'i¹ ; y 1 indri f-( he IU-Iirunp K auf, udclio (iiifi 'lcil < intr ilohalt ί iil el ί·ί nut nii mit , wie dief? uoiter unten 1 <^:f chrii 1 cn vird. Die rdi 1 ι/irt ige· \/nnd < ;■ ent li/131 ι ine rüd w/lrt i | ι ⁱ:yl indr ί :-chc

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BAD ORIGfNAL

Bohrung 17 von gleichem Durchmesser und in axialer Fluchtung mit der vorderen Bohrung 16. Die obere Wand 23 des Gehäuses 14 weist einen nach oben ragenden Ansatz oder Flansch 18 auf, der von einer öffnung 19 durchragt wird. Der obere Abschnitt der öffnung 19 weist eine kegelstumpfförmige Fläche 21 auf, welche die notwendige Freiheit für die Schwenkbewegung des Schalthebels 25 liefert.

Der Schalthebel 25 umfaßt einen Hauptabschnitt 26 mit einer allgemein langgestreckten Hauptteilachse 28, um die der Schalthebel drehbar ist. Der Hauptabschnitt 26 kann sich aus der Steuereinheit 12 um etwa 25 - 100 cm heraus erstrecken in Abhängigkeit von der Art des Fahrzeuges, in der das Getriebe verwendet wird, und in Abhängigkeit von der Höhe des Fahrersitzes und dgl. Starr am oberen Ende des Hauptabschnittes 26 ist ein Griffabschnitt 31 zum Drehen und Schwenken des Schalthebels 25 vorgesehen. Der Griffabschnitt 31 nach Fig. 1 ist eine einstückig nach rückwärts gebogene Verlängerung des Hauptabschnittes 26 und weist einen aus Gummi oder Kunststoff bestehenden Griff 32 auf. Der Griffabschnitt 31 erleichtert die Drehung des Schalthebels 25 und zeigt gleich die Winkelstellung an, in der sich der Schalthebel 25 befindet. Es können jedoch auch andere GrifftypeiijZ.B. ein Kugelkopf oder ein T-förmiger Griff verwendet werden, denen entsprechende Einrichtungen zur Bestimmung der Winkelstellung zugeordnet sind, in denen sich der Hebel 25 befindet. Solche besonderen Anzeigeeinrichtungen können auch dem dargestellten Hebel zugeordnet sein.

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Pig. 5 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform für den Griff 31¹» der aus Hargumrai oder Kunststoff geformt ist. Der Griff 31' ist auf das obere Ende des Hauptabschnittes 26· aufgefädelt oder aufgeschraubt. Der Griff 31· umfaßt einen schmalen zylinderförmigen Pingergriffabschnitt 33 und einen größeren kugelförmigen Hackenabschnitt 34, der mit dem Handball der Bedienungsperson in Kontakt tritt und das Vorwärtsschwenken des Schalthebels erleichtert. Der Pingergriffabschnitt 33 weist in Richtung auf die Vorderseite des Fahrzeuges und ist leicht j

i nach oben geneigt und dient somit gleich zur Anzeige des Winkels,

unter dem sich der Schalthebel befindet.

Gemäß Fig. 2 ist mit dem unteren Ende des Hauptabschnittes 26 : ein versetzter oder abgekröpfter Abschnitt oder Schaltfinger starr verbunden, der mit 36 bezeichnet ist und inftie Schaltgabel eingreift. Der Abschnitt 36 weist eine allgemeine Längsachse 38 auf, die sich unter einem Winkel "a" gegenüber der Hauptachse 28 erstreckt. Der abgekröpfte Abschnitt 36 ist bei der Ausführungsform nach Fig. 1 gekrümmt. Es ist jedoch ersichtlich, daß auch ein gerader Abschnitt verwendet werden kann. Einstückig am unteren Ende des abgesetzten Abschnittes 36 ist ein stumpfartiger Kugelkopfabschnitt 40 vorgesehen, der antriebsmäßig in die Schaltgabel 6l eingreift. Die kugelförmige Gestalt des Teiles 40 wird bevorzugt, um die relative Schwenkbewegung zwischen dem Teil 40 und der Gabel 61 zu erleichtern, wenn der Schalthebel 25 gedreht und/oder geschwenkt wird.

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Einstückig mit dem Schalthebel ist zwischen dem Hauptabschnitt 26 und dem abgesetzten Abschnitt 36 ein allgemein in Form eines ' Kugelkolbens ausgebildeter Schwenklagerteil 42 angeordnet. Die- ,

ser Lagerabschnitt 42 ist in der zylindrischen Bohrung 19 des Gehäuses 14 der unabhängigen Steuereinheit angeordnet und weist ' einen Durchmesser annähernd gleich der lichten Weite der Bohrung 19 auf. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß eine Schwenkzapfenbohrung 44 von allgemein abgeplatteter Sanduhrform vorgesehen ist, \ die sich durch den kugelförmigen Lagerabschnitt 42 erstreckt. Die Bohrung 44 erstreckt sich in einer Richtung allgemein senkrecht zur Hauptachse 28. Die Bohrung 44 weist einen mittleren Abschnitt 46 von allgemein kreisförmigem Querschnitt und zwei Endabschnitte 45 auf, die einen allgemein länglichen Querschnitt besitzen. Jeder längliche Endabschnitt 45 weist eine Hauptachse 47 auf, welche sich in einer Ebene im allgemeinen senkrecht zur Hauptachse 28 erstreckt. Ein allgemein zylindrischer Schwenkzapfen 49 ist mit dem Flansch 18 verbunden und erstreckt sich durch die abgeplatteten uhrglasförmigen Bohrungsabschnitte 44. Der Durchmesser des Stiftes 49 ist annähernd der lichten Weite im mittleren Abschnitt 46 der Bohrung 44. Der Schwenkzapfen greift mit engem Sitz in die Bohrung 44, gestattet jedoch eine begrenzte Drehung dee Schalthebels 25. Der Stift 49 gestattet außerdem ein Verschwenken des Schalthebels 25 in einer Ebene senkrecht zu der Längsrichtung des Lagerstiftes 49. Dagegen wird durch die beschriebene Anordnung eine seitliche Schwenkbewegung verhindert.

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Ein umgekehrt tassenförmiger Deckel 51 deckt den Flansch 18 ab, um Fett oder ein anderes Schmiermittel in der Schalteinrichtung zurückzuhalten. Der Deckel 51 greift eng um den Hauptabschnitt ■ 26 und bewegt sich mit dem Schalthebel, wenn dieser gedreht oder; geschwenkt wird. Eine Druckfeder 32 drückt die Kappe 51 nach unten, um sie in sicherer Anlage an dem Flansch 18 zu halten. Die Feder 52 stützt sich einerseits an dem Deckel 51 und anderer»- seits an einem Federwiderlager 53 ab, das mittels Stift 55 und zylindrischer Bohrung 54 an dem Hauptabschnitt 26 befestigt ist.

Die Schaltgabel 61, welche eine allgemein in Längsrichtung verlaufende Achse 62 aufweist, erstreckt sich durch die unabhängige' Steuereinheit 12. Jeder Endabschnitt 64 der Schaltgabel 61 ragt durch eine der Bohrungen 16 oder 17 in der Einheit 12. Jede der Bohrungen 16 und 17 enthält eine ölabdichtung 63, welche abdichtend an der Schaltgabel 61 angreift, jedoch eine axiale Verschiebung und eine Drehbewegung der Schaltgabel zuläßt. Zwischen den Endabschnitten 64 der Gabel ist ein starr damit verbundener abgekröpfter Abschnitt 65 vorgesehen, der radialen Abstand von der Achse 62 der Schaltgabel aufweist. Der abgesetzte oder abgR-kröpfte Abschnitt 65 ist allgemein U-förmig und als gesonderter Teil an den Endabschnitten 64 durch Schweißen oder auf andere Weise befestigt. Der abgesetzte Abschnitt 65 enthält eine zylindrische Bohrung 66, die mit einer gehärteten zylindrischen Gleitbuchse 67 versehen ist. Die innere lichte Weite der Buchse 67 ist derart, daß sie mit engem Sitz den Schaltkugelabschnitt

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40 des abgesetzten Schalthebelabschnittes 36 umfaßt. Der Schalt- j abschnitt 40 erstreckt sich in die öffnung 66 und die Buchse 77 ■ und steht in einem antriebsmäßigen Schwenkeingriff mit der Bohrung. ;

Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 1 wird darauf verwiesen, daß ein Universalgelenk 72 an dem rückwärtigen Endabschnitt 64 der ! Schaltgabel 61 in üblicher Weise befestigt ist. Das andere Ende ! des Universalgelenkes 72 ist an dem einen Ende eines Verbindungs-j gliedes 74 befestigt, das sich zwischen der unabhänigen Steuer- ' einheit 12 und der Fernsteuereinheit 80 erstreckt. Ein zweites Universalgelenk 77- verbindet das andere Ende des Verbindungs- , Stückes 74 mit einer äußeren Welle 8l, die sich durch die Fernsteuereinheit 80 erstreckt. Die Universalgelenke 72 und 77 werden hier eingesetzt, da häufig die Schaltgabel 61 und die äußere Welle 8l nicht entlang einer gemeinsamen Achse fluchten. In Abhängigkeit von dem besonderen Fahrzeug, das in Frage steht, können zusätzliche Wellen oder Verbindungsglieder wie das Verbindungsglied 74 in der Anordnung 10 verwendet werden.

Aus Fig. 3 wird noch deutlicher, daß die Fernsteuereinheit 80 ein Gehäuse oder einen Deckel 79 umfaßt, der auf der Oberseite des synchronisierten Mehrganggetriebes 90 angeordnet ist. Die äußere Welle 81 ragt durch das Gehäuse 79 an einer Stelle, die im seitlichen Abstand von der Mitte des Getriebes 90 angeordnet ist. An der äußeren Welle 81 ist ein äußerer Schaltfinger 82

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starr befestigt, der sich nach unten erstreckt und in einem kugelförmigen Kontaktelement 83 endet.

Der äußere Schaltfinger 82 ist so angeordnet und ausgebildet, daß er eine querverlaufende Schaltgabel 84 drehen und seitlich verschieber^kann. Die Schaltgabel 84 ist starr an dem einen Ende einer Querwelle 86 befestigt, die sich durch das Gehäuse 79 in einer Richtung quer zur Achse der äußeren Welle 81 erstreckt. Die Gabel 84 erstreckt sich allgemein nach unten und nach außen, und zwar von der Querwelle 81 aus, und nimmt das Kontaktelement 83 in einer öffnung 85 auf.

Ein Schaltfinger 87 ist an der Querwelle 86 an einer Stelle oberhalb eines mittleren Abschnittes des Getriebes befestigt. Ähnlich dem äußeren Schaltfinger 82 erstreckt sich der Schaltfinger 87 nach unten und endet in einem Ansatz 88. Dieser kann selektiv in eines von drei Augen oder Ansätzen 94, 95 und 96 angreifen, von denen sich ein jeder von einer Schaltgabel 91,92 und 93 nach oben erstreckt. Jede der drei Schaltgabeln 91, 92 und 93 läuft auf einer Schaltstange 97, 98 oder 99, die sich der Länge nach durch das Getriebe 90 erstreckt. Die Schaltgabeln .91, 92 und 93 können ausgewählte Getriebeglieder des Getriebes axial verschieben, um einen Eingriff oder ein Lösen zu bewirken.

Die Schaltgabeln 91, 92 und 93 besitzen jeweils eine "vordere" und eine "rückwärtige" Stellung, wobei jede Stellung dem Eingriff eines anderen Getriebeteils entspricht. Eine Stellung der

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Schaltgabeln zwischen den beiden genannten Stellungen entpricht der neutralen Stellung des zugehörigen Getriebeteils. Die Schaltjgabel 91 greift an dem niedrigsten oder ersten Gang und dem Rückwärtsgang in der vorderen bzw. der rückwärtigen Stellung an.j

1 Ähnlich greifen die Schaltgabeln 92 und 93 an den Getriebeglie- I dern des zweiten und dritten Ganges und des vierten und fünften Ganges jeweils in der vorderen und rückwärtigen Stellung an. .

Eine Beschreibung der inneren Teile des Getriebes und der

1 Synchronisierungsmechanik und der Schaltvorgänge des Getriebes

;ist nicht notwendig, da diese allgemein bekannt sind.

Zum Zwecke eines noch besseren Verständnisses der Erfindung wird nachfolgend eine Beschreibung der Arbeitsweise der bisher beschriebenen Einrichtung gegeben. Die Richtungen vorwärts, rückwärts, links und rechts werden in diesem Zusammenhang in j bezug auf eine Person gegeben, die auf dem Fahrersitz eines Fahrzeuges sitzt, bei dem die Fernsteuereinheit verwendet ist. Uhrzeigersinn und Gegenuhrzeigersinn bedeuten Richtungen in bezug auf den Hauptabschnitt 26 gemäß Fig. 4, sofern nichts anderes ausdrücklich erwähnt ist.

Der erste Gang des Getriebes 90 wird normalerweise eingelegt, wenn das Fahrzeug vom Stillstand in Bewegung gesetzt werden soll. Wenn der erste Gang eingelegt ist, btfindet sich der Schalthebel 25 in einer Drehstellung entsprechend der äußersten Stellung im Uhrzeigersinne. Der abgesetzte Abschnitt 36 und der abgesetzte Abschnitt 65 der Gabel 6l befinden sich dabei in den

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zugehörigen Stellungen R zum Eingriff in die erste Schaltgabel. ■

j Der Teil 61,'der Verbindungsteil 74, die äußere Welle 81 und [

der äußere Schaltfinger 82 sind alle entsprechend in eine Dreh- ',

Stellung bewegt worden. Der äußere Schaltfinger 82, die äußere J Schaltgabel 84, die Querwelle 86 und der Schaltfinger 87 befin- j den sich jeweils in der am weitesten rechts liegenden Stellung, ι Der Schaltfingeransatz 88 kann daher an dem Ansatz 94 der ersten. Schaltstange 91 angreifen. ;

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird deutlich, daß in der ersten . Gangstellung der Hauptabschnitt 26 um den Schwenkstift 49 in die rückwärtige Stellung Z verschwenkt ist und der abgesetzte j Abschnitt 36 in die vorderste Stellung Z bewegt worden ist. Die ! Schaltgabel 61 befindet sich ebenfalls in der vordersten Stellung Z zusammen mit dem Verbindungsglied 74,der äußeren Welle 81 und dem äußeren Schaltfinger 82. Der Teil 84, die Querwelle 86 und der Schaltfinger 87 werden dadurch in die vorderste Stellung gedreht. Die erste Schaltgabel 91 befindet sich somit in der vorderen Stellung, welche dem Eingriff des ersten Ganges entspricht .

Um vom ersten Gang zum zweiten Gang zu schalten, muß die Bedienungsperson zunächst den ersten Gang lösen, und zwar durch Verschwenken des Hauptabschnittes 26 nach vorn um den Schwenkzapfen 49, also aus der Stellung Z in die neutrale Stellung Y. Die abgeflachte Sanduhrform der Bohrung 44 gestattet ein Verschwenken des Schalthebels unabhängig von jeder Drehstellung des Schalt-

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hebeis im Uhrzeigersinne oder im Gegenuhrzeigersinne. Ein Vorwärtsverschwenken des Hauptabschnittes 26 um den Schwenkzapfen 49 von der Stellung Z in dieStellung Y führt zu einem allgemeinen Rückschwenken des abgesetzten Abschnittes 36 aus der Stellung Z in die neutrale Stellung Y sowie eine Rückwärtsbewegung des Teiles 61 in die neutrale Stellung Y.

Das Verbindungsglied 74 wird nach rückwärts verschoben und treibt damit den äußeren Schaltfinger 82 nach rückwärts, wodurch die Welle 84 gedreht wird, und zwar zusammen mit der Querwelle 86 und dem Schaltfinger 87. Alle Teile gelangen dabei in die neutrale Stellung. Die Schaltgabel 91 wird ebenfalls durch den Schaltfingeransatz 88 zusammen mit der Schaltstange 97 nach rückwärts getrieben, so daß der erste Gang gelöst wird.

Der Schalthebel 25 wird dann im Gegenuhrzeigersinn durch Verdrehen des Hauptabschnittes 26 um die Hauptachse 28 gedreht. DiB abgeflachte Sanduhrbohrung 44 gestattet eine Drehung des Schwenkteils 42 um den Schwenkstift 49 unter gleichzeitiger Unterstützung des Schalthebels 25. Eine Drehung des Hauptabschnittes verursacht eine Drehung des abgesetzten Abschnittes 36 zusammen mit dem Eingriffsteil 40 und dem abgesetzten Abschnitt 65, der sich entlang einer gekrümmten Bahn von der ersten Eingriffsstellung R in die zweite Eingriffsstellung S bewegt. Der Teil 4ü treibt unter Drehbewegung den abgesetzten Abschnitt 65> wodurch der Teil 61 um die Achse 62 gedreht sird. Diese Drehbewegung

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wird durch die Verbindung auf die Fernsteuereinheit 80 übertragen, welche die Drehung in eine lineare Bewegung umsetzt. Die Drehung des äußeren Schaltfingers 82 treibt den Teil 84 und die Querwelle nach links, bis der Schaltfinger 87 sich in Fluchtung mit dem Ansatz 95 auf der zweiten Schaltgabel 92 befindet.

Nachdieser Drehung des Schalthebels 25 kann die Bedienungsperson den zweiten Gang durch Verschwenken des Hauptabschnittes 26 nach vorn in die Stellung X entlang der gleichen Bahn oder in der gleichen Ebene wie beim Lösen des ersten Ganges einlegen. Dadurch wird der abgesetzte Abschnitt 36 verschwenkt, ebenso wie der Teil 61, und zwar jeweils in die rückwärtigen Stellungen X. Diese Rückwärtsbewegung wird auf die Fernsteuereinheit übertragen, welche letztlich den Schaltfinger 87 inüie rückwärtige Stellung bewegt, wodurch die zweite Schaltgabel 92 nach rückwärts aim Einrücken des zweiten Ganges bewegt wird.

Eine Drehbewegung des Schalthebels ist beim Schalten vom zweiten in den dritten Gang nicht notwendig, da beide Gänge durch die zweite Schaltgabel 92 betätigt werden. Eine einzige Bewegung im Schwenksinne des Hauptabschnittes 26 in der Schwenkebene von der vorderen Stellung X in die rückwärtige Stellung Z führt

j zum Ausrücken des zweiten Ganges und zum Einlegen des dritten ^!

Ganges, indem die zweite Schaltgabel 92 nach vorn bewegt wird. '' Es ist ersichtlich, daß ein Schalten vom dritten Gang in den

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vierten Gang und dann in den fünften Gang durch entsprechende selektive Drehung des Schalthebels 25 und durch Verschwenken des Hebels in einer einzigen Ebene erfolgen kann.

Die oben beschriebene Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach den Fig. 1 bis 4 ist besonders geeignet für Getriebe,bei denen eine Pernsteuereinheit verwendet wird. Es sind jedoch häufig Anwendungsfälle für die vorliegende Erfindung gegeben, bei denen ein Schalthebel im Bereich des zugehörigen Getriebes vorgesehen ist.

Die Fig. 6 und 7 zeigen einen Schalthebel 125, der zur Betätigung einer direkten Steuereinheit 130 geeignet ist, welche ihrer seits direkt an dem Getriebe 190 angeordnet ist. Der Schalthebel 125 weist einen Hauptabschnitt 126 auf, der eine allgemeine Längsachse 128 aufweist, um die der Schalthebel gedreht werden kann. Der Hauptabschnitt 126 ist in einer Ebene, welche die Hauptachse 128 enthält, in der weiter unten beschriebenen Weise schwenkbar.

Die direkte Steuereinheit 130 umfaßt ein Gehäuse 114, das an dem Getriebe 190 in geeigneter Weise, z.B. durch Schrauben, befestigt ist. Ein unterer Abschnitt des Gehäuses 114 umfaßt ein Schwenklager 141 mit einer allgemeinfeylindrischen Bohrung 143. Ein oberer Abschnitt des Gehäuses 114 umfaßt eine zylindrische Bohrung 120, in die eine aus Kunststoff bestehende Schalthebelführung 121 eingesetzt ist. Die Führung 121 umfaßt

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einen langgestreckten Schlitz 122 mit einer Breite annähernd gleich dem Durchmesser des Hauptabschnittes 126. Während der Schwenkbewegung führt der Schlitz 122 den Abschnitt 126 entlang einer geraden Bahn nach vorn und nach rückwärts, während jede seitliche Bewegung verhindert wird. Eine Gummimansehette 129 ist um die Kunststofführung 121 gelegt und greift an dem Hauptabschnitt an. Die Manschette 129 gestattet ein Verschwenken und Drehen des Hauptabschnittes 126 und hält jedoch Schmutz und andere Verunreinigungen aus dem Getriebe.

Der Hauptabschnitt 126 umfaßt einen allgemein kugelförmigen Kopfabschnitt 142 am unteren Ende, der den Schwenklagerabschnitt bildet. Der Abschnitt 142 wird drehbar in einer geschlitzten Nylonbuchse 144 unterstützt, die in der Bohrung 143 mittels der Stahlblechkappe 145 gehalten wird. Der Hauptabschnitt 126 wird durch die Bohrung 143 und die Hälften der geschlitzten Buchse 144 nach unten geschoben, bis der Abschnitt 142 fest von der Buchse aufgenommen ist. Die Buchse wird dann nach oben in die Bohrung 143 gedrückt und die Halteßinrichtung 145 eingepreßt, um die Buchse in ihrer Lage zu halten. Eine vorspringende Halterung 136 mit einer allgemeinen Längsachse I38 ist starr an dem Hauptabschnitt 126, z.B. durch Schweißen, befestigt. Die vorspringende Halterung I36 erstreckt sich von der Hauptachse 128 unter einem Winkel "b" = 90°.In anderen Ausführungsformen sind andere Winkel möglich. Ein Abschnitt des vorspringenden Teils I36 ist im radialen Abstand von dem Hauptabschnitt 126 vorgesehen und enthält eine zylindrische Bohrung 166. Die vor-

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springende Halterung 136 ist geeignet, um einen Schaltfinger 187 in der beschriebenen Weise zu betätigen.

Der Schaltfinger I87 ist auf einer zylindrischen Querwelle I86 befestigt, dessen Längsachse mit I89 bezeichnet ist. Der Schaltfinger 187 ist um dieWelle 186 drehbar und axial auf der Welle verschiebbar, und zwar in Abhängigkeit von der Drehung und/oder Schwenkung des Schalthebels 12¹J. Ein Ende des Fingers 187 umfaßt , einen allgemein kugelförmigen Eingriffsabschnitt 180, der in die Bohrung 176 antriebsmäßig eingreift. Das andere Ende des Schaltfingers umfaßt ein Eingriffsmittel I88, um mit Ansätzen 194,195 und 196 wahlweise in Eingriff zu treten, welche starr an den Schaltgabeln 191, 192, 193 zur Betätigung des Getriebes 190 befestigt sind.

Bei Betrieb wird der Schalthebel 125 um die Hauptachse 128 gedreht, um eine vorbestimmte Schaltgabel, die betätigt werden soll, auszuwählen. Wenn der Hauptabschnitt 126 gedreht wird, bewegt sich der vorspringende Teil 136 entlang einer gekrümmten Bahn um die Achse 128, wobei der Schaltfinger I87 auf der Querwelle 186 axial verschoben wird, wodurch das Eingriffsteil I88 von der Fluchtungsstellung mit einer Schaltgabel in die Fluchtungsstellung mit einer anderen Schaltgabel bewegt wird. Die Drehbewegung des Schaltfingers 187 um die Welle I86 ist während dieser axialen Bewegung klein. Diese kleine Drehbewegung ist allgemein akzeptabel. In extremen Fällen kann es notwendig sein, daß die Bedienungsperson den Schalthebel auch geringfügig verschwenkt, um den Schaltfinger

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ι in ordnungsgemäßen Eingriff mit der ausgewählten Schaltgabel ι zu bewegen.

; Um weiterhin die Anzahl der Teile der Schalteinrichtung zu ver-

¹ mindern,kann der Schalthebel nach der vorliegenden Erfindung

! auch zum direktenEingreifen in die Schaltgabeln des zugehörigen

ι Getriebes verwendet werden. Ein Beispiel hierfür ist in Fig. 8

gezeigt. Eine Schalteinrichtung 210 umfaßt ein Gehäuse 212, das

direkt auf der Oberseite des Getriebes 290 befestigt ist. Das ! Gehäuse 212 umfaßt einen nach unten ragenden Plansch 218, der : eine allgemein zylindrische Bohrung 219 aufweist. Das Getriebe

290 umfaßt mehrere Getriebeteile, welche durch mehrere Schaltgabeln 291, 292, 293 in Eingriffsstellung gebracht werden können. ^: Jede Schaltgabel gleitet auf einer Schalt stange 297, 298 und 299. ¹ Schaltansätze 294, 295 und 296 sind starr an den Schaltgabeln 291, 292 und 293 befestigt.

Ein Schalthebel 225 umfaßt einen Hauptabschnitt 226 mit einer Längsachse 228, um die der Hauptabschnitt gedreht werden kann. Eine vorspringende Einrichtung 236 mit einer allgemeinen Längsachse 238 ist starr an dem Hauptabschnitt 226 befestigt und erstreckt sich unter einem Winkel "c" zu der Hauptwelle 228. Der vorspringende Abschnitt 236 ist gerade und endet in einen nach . unten ragenden Eingriffsteil 288. Der Eingriffsteil 288 ist ge-' eignet, um selektiv in Eingriff mit jedem der Ansätze 29¹I, 295 und 296 gebracht zu werden.

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Ein Schwenkteil 292 für den Schalthebel ist in Form einer allgemein kugelförmigen Verdickung zwischen dem Hauptabschnitt 226 und dem vorspringenden Abschnitt 236 vorgesehen. Der Lagerabschnitt 242 liegt innerhalb der Bohrung 219 des Gehäuses 212. Der Lagerabschnitt 242 umfaßt abgeflachte sanduhrförmige Bohrungen 244, durch die sich ein zylindrischer Schwenkzapfen 249 erstreckt. Der Zapfen 249 ist an dem Plansch 218 befestigt, um drehbar und schwenkbar den Schalthebel 225 zu unterstützen. Der abgeflachte sanduhrförmige Bohrungsabschnitt 244 gestattet eine begrenzte Drehbewegung des Schalthebels 225 um den Stift 249 und gestattet eine Schwenkbewegung des Schalthebels in einer Ebene senkrecht zu dem Stift 249. Der Stift arbeitet mit der Bohrung 244 zusammen, um jede seitliche Bewegung oder Schwenkbewegung des Schalthebels 225 zu verhindern.

Bei Betrieb wird der Schalthebel 225 um den Stift 249 gedreht, um eine Schaltgabel, die betätigt werden soll, auszuwählen. Wenn der Hebel gedreht wird, bewegt sich das Eingriffselement 288 entlang einer gekrümmten Bahn zwischen den Schaltgabelansätzen 294, 295 und 296. Wenn der Angriffsteil 288 in ordnungsgemäßer Pluchtung mit dem ausgewählten Schaltgabelansatz ist, wird der Hauptabschnitt 226 geschwenkt, um die betreffende Schaltgabel nach vorn oder nach rückwärts entlang der zugehörigen Schaltstange zu verschieben.

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Claims

5313

PATENTANWÄLTE

5. DR. J. FRI

DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

Ansprüche

1./Gangschalteinrichtung für Mehrganggetriebe von Kraftfahrzeugen, insbesondere Schwerlastfahrzeugen, bestehend aus einem schwenkbaren Schalthebel mit einem Hauptabschnitt und einem Sehaltabschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (25) um seine Hauptlängsachse (28) drehbar ist und der Schaltabschnitt (36) in radialem Abstand von dem Hauptabschnitt angeordnet ist.

2. Gangschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (44,49) zur Unterbindung von Schwenkbewegungen des Schalthebels (25) in Ebenen außerhalb einer Hauptschwenkebene vorgesehen ist.

3. Gangschalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Schalthebel (25) eine Bohrung (44) vorgesehen ist, durch die sich ein Lagerstift (4g) erstreckt.

4. Gangschalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Einrichtung zur Unterbindung von Schwenkbewegungen des Schalthebels (25) eine Führung (121) mit einem langgestreckten Schlitz (122) vorgesehen ist, durch den sich der Gangschalthebel (125) erstreckt.

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ORIGINAL INSPECTED

5. Gangschalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (25) einen zweiten Abschnitt (36) aufweist, der starr an dem Hauptabschnitt (26) angeordnet ist und der sich in seiner Längsrichtung (38) allgemein unter einem Winkel zur Achse (28) des Hauptabschnittes (26) erstreckt.

6. Gangschalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, bei der der Schalthebel ein langgestrecktes Schaltglied betätigt, das drehbar und entlang seiner Längsachse verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein an dem Schaltglied (6l) angreifender Eingriffsabschnitt (40) im radialen Abstand von der Achse (28) des Hauptabsehnittes (26) des Schalthebels (25) angeordnet und über eine Drehung des Schalthebels um die Hauptachse entlang einer gekrümmten Bahn bewegbar ist.

7. Gangschalteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das langgestreckte Schaltglied (61) einen in radialem Abstand von der Längsachse (62) angeordneten abgesetzten Abschnitt (65) aufweist, an dem der Eingriffsabschnitt (4o) des Schalthebels angreift.

8. Gangschalteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der abgesetzte Abschnitt (65) eine öffnung (66) aufweist, in welche der Eingriffsabschnitt (40) eingreift.

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9. Gangschalteinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriffsabschnitt einen zweiten Abschnitt (36) des Gangschalthebels (25) aufweist, der starr mit dem Hauptabschnitt (26) verbunden ist, und daß an dem zweiten Abschnitt ein Gelenkkopf (40) starr befestigt ist, der schwenkbar und antreibend in der öffnung (66) des abgesetzten Abschnittes (65) aufgenommen ist.

10. Gangschalteinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennze ichnet, daß der Betätigungskopf (40) kugelförmig ausgebildet ist und die Ausnehmung (66) eine gehärtete Buchse (67) aufweist, welche an dem Kugelkopf (40) angreift.

11. Gangschalteinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel einen Lagerabschnitt (42) aufweist, der fest mit dem Hauptabschnitt (26) verbunden ist und um den der Hauptabschnitt schwenkbar ist.

12. Gangschalteinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerabschnitt eine Bohrung (44) aufweist, die sich durch den Hauptabschnitt im wesentlichen senkrecht zur Hauptabschnittachse (28) erstreckt, wobei diese Bohrung eine Umrißgestalt annähernd entsprechend einer flachgedrückten Sanduhr aufweist, wobei

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die Endbereiche (45) der Bohrung einen allgemein langgestreckten Querschnitt und ein mittlerer Abschnitt (46) einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, wobei die Hauptachse (47) des langgestreckten Querschnittes sich in einer Ebene erstreckt, die im wesentlichen senkrecht zur Achse (28) des Hauptabschnittes (26) verläuft.

13. Gangschalteinrichtung nach Anspruch 12, dadurch : gekennzeichnet, daß der Lagerabschnitt weiterhin einen allgemein zylindrischen Schvmkstift (49) aufweist, der sich durch die Bohrung erstreckt.

14. Gangschalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 13.,für Getriebe mit mehreren Schaltgabeln, die parallel zueinander axial verschiebbar geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit den Schaltgabeln (291-293) in Eingriff verbringbarer Teil (236) starr an dem Hauptabschnitt (226) des Schalthebels (225) befestigt und in radialem Abstand von der Längsachse (228) des Hauptabschnittes so angeordnet ist, daß er bei Drehen des Hauptabschnittes entlang einer gekrümmten Bahn in Eingriffsfluchtung mit jeder der Schaltgabeln bewegbar ist.

15. Gangschalteinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriffsteil (288) an einem Schalthebelabschnitt (236) vorgesehen ist, der sich unter einem Winkel gegenüber der Hauptaschse (228) des

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- 5 Hauptabschnittes (226) erstreckt.

16. Gangschalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch ^! _; gekennzeichnet, daß der Hauptabschnitt (126) an seinem einen Ende (142) schwenk- und drehbar gelagert ist \ und zwischen seinen Enden einen Schaltabschnitt (136) trägt, ■ der sich unter einem Winkel gegenüber der Achse (128) des Hauptabschnittes (126) erstreckt und im Abstand von der Hauptachse einen Kupplungsteil (l66) für ein um eine Achse (189) quer zur Hauptachse (128) schwenkbares und entlang der Achse verschiebbares Schaltglied (187) aufweist derart, daß der Kupplungsabschnitt bei Drehen des Hauptabschnittes (126) entlang einer gekrümmten Bahn um die Achse (128) des Hauptabschnittes (126) bewegbar ist.

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