DE2920236A1 - Schalteinrichtung - Google Patents
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Description
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN - Aktiengesellschaft -
7990 Friedrichshafen
Schalteinrichtung
Akte 5588
030048/0258
ZAHNRÄDFABRIK FRIEDRICHSHAFEN - Aktiengesellschaft -
7990 Friedrichshafen
Titel; Schalteinrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum Umschalten von Getrieben, Steuerkolben oder dergleichen,
wie sie beispielsweise zur Zuschaltung zum Schaltgetriebe von an Nutzkraftfahrzeug-Getrieben befindlichen
Nebenabtrieben Verwendung finden, oder auch zur Betätigung von Steuerkolben angewendet werden kann.
Für das Zuschalten eines Nebenabtriebes zum Schaltgetriebe ist es bekannt, einen Schalthebel zu verwenden,
welcher stirnseitig an einer Schwenkwelle befestigt ist. Am anderen Ende der Schwenkwelle ist ein aus dem
Gehäuse herausragendes Hebelelement vorgesehen, an welchem ein druckmittelbetätigter Zylinder angreift und
welcher das Schwenken der Welle zusammen mit dem Schalthebel verursacht. Der Schaltzylinder ist nun seinerseits
außen am Schaltgetriebegehäuse über ein Befestigungsblech festgeschraubt, wobei dieses Befestigungsblech
je nach Stellung des Nebenabtriebes im Getriebegehäuse und je nach der Art des Nebenabtriebes verschiedene
Formen aufweist, als auch verschiedene Positionen am Getriebegehäuse einnehmen muß. Es müssen folglich je
nachdem, wo dieses Getriebe eingebaut wird, Vorabuntersuchungen angestellt werden, ob der Zylinder samt Abschwenkhebel
und Befestigungsblech in gewohnter Weise
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am Getriebegehäuse angeordnet werden kann, oder ob eine neue Anordnung, d.h., neue Befestigungslöcher und eventuell
andere Befestigungsbleche und Hebelelemente vorgesehen werden müssen (s. Anbauanleitung für Nebenabtriebe
N 352/2, N 70/1,2 bzw. 3 der Zahnradfabrik Friedr. AG).
Desweiteren ist es bekannt, die Zuschaltung eines Nebenabtriebes zu einem Schaltgetriebe mit Hilfe eines parallel
zu den zusammenzuschaltenden Wellen angeordneten Zylinders vorzunehmen. Dabei ist der Schalthebel, welcher
die Schiebemuffe betätigt, direkt und starr mit dem Kolben verbunden und wird bei Zu- bzw. Abschalten
vom Kolben in die jeweilige Endstellung geschoben, wodurch die Schiebemuffe direkt in die jeweils gewünschte
Position gebracht wird. Der parallel zu den zusammenzuschaltenden Wellen angeordnete Zylinder ist durch den
notwendigen, verhältnismäßig großen Schaltweg relativ lang, wodurch viel Platz in Längsrichtung am Getriebe
benötigt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schalteinrichtung anzugeben, welche einfach und billig in ihrer Herstellung
und Wartung ist, welche je nach Bedarf in dem Gehäuse des Schaltgetriebes integriert ist oder eine eigene
am Getriebegehäuse (oder am Gehäuse, z.B. eines Steuerventiles) befestigbare, kompakte Einheit darstellt. Die
Schalteinrichtung soll möglichst wenig Platz einnehmen und insbesondere in Achsrichtung des Getriebes einen möglichst
kleinen Platzbedarf haben.
^v Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einer Schalteinrichtung
mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Die Schalteinrichtung nach der Erfindung besteht demnach aus einer mit einem Schalthebel versehenen Schwenk-Q
welle, die mit dem Kolben ihres Betätigungszylinders in direkter, trieblicher Verbindung steht, wobei es gegemäß
einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens besonders vorteilhaft ist, daß die Schwenkwelle und der Zy-
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linder quer zueinander angeordnet sind.
Es ist an sich bekannt (Schwenkmotor), eine Schwenkbewegung mit Hilfe eines quer angeordneten Zylinders zu
erzeugen, wobei die Kolbenstange als Zahnstange ausgebildet ist, in welche das Zahnrad, das mit der zu verschwenkenden
Welle verbunden ist, eingreift. Die Verwendung von Zahnrad und Zahnstange sind dabei relativ
aufwendig, sowohl von der Fertigungsseite als auch vom Platzbedarf her. Außerdem muß, wenn das Schwenkelement
selber keinen Wegbegrenzungsanschlag aufweist, am Zylinder zusätzlich noch eine entsprechende Wegbegrenzung
vorgesehen werden.
Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens besitzt der Betätigskolben eine Quer-Ausnehmung,in welche
die Schwenkwelle in ihrem ganzen Querschnitt hineinpaßt, wodurch die Bauhöhe der Schaltung auf ein Minimum
reduziert wird. Besonders vorteilhaft ist dabei, daß diese Quer-Ausnehmung in solcher Weise dimensioniert
ist, daß ihre querverlaufenden Schenkel gleichzeitig die Endanschläge für den Kolbenweg darstellen, wobei
die lichte Weite zwischen den Durchbruchsschenkeln und dem Umfang der Schwenkwelle den benötigten Kolbenhub
darstellen.
Die triebliche Verbindung zwischen Kolben und Schwenkwelle wird gemäß einer anderen Weiterbildung des Erfindungsgedankens
über ein Verbindungselement hergestellt, welches sowohl an der Welle als auch in der Quer-Ausnehmung
des Kolhens befestigt sein kann, wobei es dann ein fester Teil des jeweiligen Befestigungselementes
ist und jeweils in eine entsprechende Ausnehmung am
Paarungsteil eingreift.
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Erfindungsgemäß ist in erster Ausführung dieses Verbindungselement
ein an der Schwenkwelle vorgesehener Zahn, welcher in eine entsprechende Zahnlücke eingreift.
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-Y- £ ■
Gemäß einer zweiten Ausführung ist das Verbindungselement eine axial am Umfang der Welle eingelassene Rolle,
welche in eine entsprechende Quer-Ausnehmung im Kolben eingreift.
Gemäß einer dritten Ausführung ist das erfindungsgemäße
Verbindungselement eine axial am Umfang der Schwenkwelle vorgesehene, nockenförmige Ausstülpung, welche
in eine entsprechende Ausnehmung im Kolben eingreift.
In einer weiteren Ausführung ist das Verbindungselement ein radial aus der Schwenkwelle herausragendes
Segment, welches ebenfalls in eine entsprechende Ausnehmung in der Kolbenstange hineinreicht.
Jede dieser erfindungsgemäßen Ausführungsformen des
Verbindungselementes kann an der Welle derart angeordnet sein, daß es aus dem Umfang der Welle herausragt,
es kann aber auch die Welle an der Seite, wo das Verbindungselement eingelassen ist, eine Zurücknahme erfahren,
wodurch das Verbindungselement über den ursprünglichen, kreisförmigen Wellenumfang nicht mehr
ausreicht und wodurch noch mehr an Höhe eingespart
wird.
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Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist die Schaltung, bestehend aus Zylinder, Schwenkwelle
und Schalthebel, im Gehäuse des Schaltgetriebes integriert, wodurch eine besonders vorteilhafte und platz-ου
sparende Anordnung ermöglicht wird.
Gemäß einer anderen Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist es sehr vorteilhaft, den Betätigungszylinder
zusammen mit der Schwenkwelle als separate Baugruppe
in einem eigenen Gehäuse anzuordnen, wobei aus diesem Gehäuse lediglich der Schalthebel herausragt. Dieses
Gehäuse ist nun erfindungsgemäß so ausgebildet, daß die Baugruppe je nach Bedarf, also je nachdem, wie die
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Position des Schwenkhebels im Innern des Schaltgetriebes eine optimale Anordnung erfährt,um jeweils 90°
umgesetzt werden kann. Durch die Verwendung einer Schwenkbewegung zum Getriebeschalten wird durch die erfindungsgemäße
Queranordnung des Beiätigungszylinders ein bedeutend geringerer Kolbenweg benötigt, der vom
Kolben in entsprechend kurzer Zeit zurückgelegt werden kann, was ebenfalls zur Erreichung einer sehr kurzen
Schaltzeit beiträgt.
Weitere Merkmale der Schalteinrichtung nach der Erfindung werden im folgenden in Verbindung mit den in der
Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispielen erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen axialen Schnitt durch die Schalt-
einrichtung nach der Erfindung, und zwar gemäß den Schnittlinien I-I aus Fig. 2,
Fig. 2 einen axialen Schnitt nach den Linien
II-II in Fig. 1,
Fig. 3, 4 und 5 je einen teilweisen, axialen Schnitt,
ähnlich wie in Fig. 2 dargestellt, die unterschiedliche Ausbildungen darstellen,
Fig. 6 einen Schnitt nach den Linien VI-VI aus
Fig. 3,
Fig. 7 einen Schnitt nach den Linien VII-VII
aus Fig. 4 und
Fig. 8 ein Anwendungsbeispiel der Erfindung zur
Umschaltung von Steuerkolben.
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40.
Ein erstes Ausführungsbeispiel der Schalteinrichtung nach der Erfindung ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt.
Daraus ist zu ersehen, daß eine Schalteinrichtung in einem Getriebegehäuse 2 eines Schaltgetriebes angeordnet
ist, wobei über eine Schiebemuffe 13 zueinander fluchtende Zahnräder 14 bzw. verzahnte Wellen zusammengeschaltet
werden. Dabei greift ein Gleitstein 12 eines Schalthebels 11 in eine entsprechende, nicht dargestellte. Ausnehmung
der Schiebemuffe 13 ein. Der Schalthebel ist frontal an einer senkrecht zu den zu koppelnden Achsen
angeordneten Schwenkwelle 10 befestigt, welche wiederum drehbar, jedoch axial unverschieblich in einer entsprechenden
öffnung 4 des Getriebegehäuses 2 gelagert ist. Senkrecht zur Schwenkwelle 10 ist ein druckmittelbetätigter,
einfach wirkender Zylirder 7 vorgesehen, in welchem ein Kolben 5 arbeitet, an dessen einem Ende eine
Dichtung vorgesehen ist, während sich an seinem anderen Ende der Kolben über eine Druckfeder am Gehäuse abstützt.
Der Zylinder 7 kann auch erfindungsgemäß ein beidseitig
druckmittelbeaufschlagter Zylinder sein, wobei dann die Steuerung über ein 3/2 Wegeventil erfolgt.
Der Arbeitsraum des Zylinders 7 wird von einem Zylinderkopf 9 abgeschlossen, welcher eine Druckmittelzuführbzw,
abführöffnung 8 besitzt, und über welche die Betätigung der Zylinder erfolgt. Der Zylinderkopf 9 kann erfindungsgemäß
in axialer Richtung des Kolbens 7 mit einer Gewindebohrung versehen werden, über die mittels einer
ou Schraube der Kolben mechanisch betätigt werden kann
(Notschaltung).
Der Kolben 5 besitzt eine Quer-Ausnehmung 17, durch welche die Schwenkwelle 10 quer hindurchführt. Dabei ist
die Schwenkwelle 10 mit dem Kolben 5 über einen am Umfang
der Schwenkwelle 10 vorgesehenen Zahn 18, welcher in eine entsprechende Ausnehmung 19 am Boden der Quer-Ausnehmung
17 eingreift, trieblich verbunden.
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- 10 -
Das in. Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel der Getriebeschaltung
zeigt eine Schwenkwelle 10, an deren Umfang sich eine nockenförmige Ausstülpung 20 befindet/
welche in eine entsprechende Ausnehmung 19 am Boden der
Quer-Ausnehmung 17 eingreift.
Die Fig. 6 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung des Zylinders
und der Schwenkwelle 10 mit an ihr befestigtem Schalthebel als separate, kompakte Baugruppe 16, die in
einem eigenen Gehäuse 21 angeordnet ist, wobei lediglich der Schalthebel 11 aus dem Gehäuse herausragt.
In einer weiteren Ausführung ist im Umfang der Schwenkwelle 10 in einer entsprechenden axialen Ausnehmung 23
eine Rolle 22 befestigt, welche in eine gleichgerichtete Ausnehmung 19 eingreift (Fig. 4).
In einer letzten dargestellten Ausführung (Fig. 5) ist am Umfang der Schwenkwelle 10 in einer entsprechenden
axialen Ausnehmung ein radial weisendes Segment 24 eingelassen, welches in eine entsprechende Ausnehmung 19
gleicher Ausrichtung eingreift. Die Quer-Ausnehmung 17 besitzt zwei senkrechte Schenkel 26, welche gleichzeitig
als Anschlag für den Kolben dienen, wobei der Kolbenhub 25 des Zylinders 7 gleich der lichten Weite zwischen
dem Umfang der Schwenkwelle 10 und den Schenkeln 26 der Quer-Ausnehmung 17 ist.
In Fig. 8 ist eine erfindungsgemäße Ventilsteuerung dargestellt, bei welcher die kompakte Baugruppe 16 mit
der Flanschseite ihres Gehäuses 21 auf dem Gehäuse 27 eines Steuerventiles 28 so aufgesetzt ist, daß der
Schalthebel 11 mit seinem Gleitstein 12 in eine entsprechende
Ringnut eines Steuerkolbens 29 eingreift. 35
Die Schalteinrichtung nach der Erfindung arbeitet folgendermaßen:
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- 11 -
Soll beispielsweise eine Zuschaltung des Nebenabtriebes
an das Schaltgetriebe stattfinden, so wird über die öffnung 8 Druckmittel in den Zylinder 7 eingeführt, wodurch
der Kolben 5 (siehe Fig. 1) betätigt wird und eine Verschiebebewegung erfährt, bis der Kolben mit dem entsprechenden
Schenkel 26 seiner Quer-Ausnehmung 17 an der Schwenkwelle 10 anschlägt. Bei seiner translatorischen
Bewegung nimmt der Kolben 6 den Zahn 18, welcher in seine
Ausnehmung 19 eingreift, mit, wodurch die Schwenkwelle 10 um einen dem Verschiebeweg entsprechenden Winkel verschwenkt
wird. Die gleiche Schwenkbewegung, wie die Schwenkwelle 10, wird auch der Schalthebel 11 und mit
ihm der Gleitstein 12 ausüben, wodurch die Schiebemuffe
13 axial verschoben wird, bis sie in die Verzahnung der zweiten Welle eingreift, und damit die Zuschaltung abschließt.
Soll nun der Nebenabtrieb wieder gelöst werden, so wird umgekehrt verfahren. Im Zylinder wird ein druckloser
Zustand erzeugt, wodurch sich über die Druckfeder 3 der Kolben bis auf Anschlag in die entgegengesetzte
Richtung bewegt, und ein Verschwenken von Schaltwelle 10, Schalthebel 11 und Gleitstein 12 und damit auch ein
Verschieben der Schiebemuffe 13, also ein Lösen der Kupplung, stattfindet.
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Claims (14)
- ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN - Aktiengesellschaft -7990 FriedrichshafenTitel; SchalteinrichtungPATENTANSPRÜCHESchalteinrichtung zum umschalten von Getrieben, Steuerkolben oder dergleichen, insbesondere für Nebenabtriebe an Nutkraftfahrzeug-Getrieben mit einem an einer Schwenkwelle (10) befestigten Schalthebel (11), wobei die Schwenkwelle (10)über einen Zylinder (9) betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkwelle (10) mit dem Kolben (5) des sie betätigenden Zylinders (7) direkt in trieblicher Verbindung steht. 10
- 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkwelle (10) und der Zylinder (7) quer zueinander angeordnet sind.
- 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkwelle (10) in einer Quer-Ausnehmung (17) des Kolbens (5) angeordnet ist.
- 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quer-Ausnehmung (17) gleichzeitigAkte 5588 Q 3 0 04 8 / 0 2 S S-2-die Wegbegrenzung des Kolbens (5) ist.
- 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkwelle (10) mit dem Kolben (5) über einen in eine entsprechende Ausnehmung (19) eingreifenden Zahn (18) trieblich verbunden ist.
- 6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkwelle (10) mit dem Kolben (5) über eine axial am Umfang der Schwenkwelle (10) eingelassenen Rolle (22) trieblich verbunden ist.
- 7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkwelle (10) eine nockenförmige, axial gerichtete Ausstülpung (20) aufweist, welche in eine entsprechende Ausnehmung (19) im Kolben (5) eingreift.
- 8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Schwenkwelle (10) ein radial herausragendes Segment (24) eingelassen ist, welches in eine entsprechende Ausnehmung (19) im Kolben (5) hineinreicht.
- 9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die triebliche Verbindung herstellende Element, wie der Zahn (18), die Rolle (22) , die Nocke (20) oder das Segment (24) am Kolben (5) vorgesehen ist, während am Umfang der Schwenkwelle (10) jeweils eine entsprechende Ausnehmung (19) vorgesehen ist.
- 10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (11) an der Schwenkwelle (10) in unterschiedlichen Stellungen befestigbar ist.
- 11. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (7) zusammen mit der Schwenkwelle (10) eine separate, in einem eigenen Gehäuse (21)030048/0258angeordneten Baugruppe (16) besteht, aus welcher nur der Schalthebel (11) herausragt.
- 12. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung, bestehend aus Zylinder (7), Schwenkwelle (10) und Schalthebel (11) im Getriebegehäuse (2) integriert ist.
- 13. Einrichtung nach den Ansprüchen 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente, wie Zahn (18), Nocke (20), Rolle (22) und Segment (24) aus dem Umfang der Schwenkwelle (10) herausragen (Fig. 3, 4 und 5).
- 14. Einrichtung nach den Ansprüchen 5,6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente den Umfang der Schwenkwelle (10) nicht überschreiten (Fig. 2).0300A8/0258
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