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Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen bei
ferngesteuerten Stellantriebmechanismen, die zwei unabhängige
Bewegungsmodi benötigen, und, insbesondere auf ein verbessertes
Gegentakt- bzw. Schub-Zug-Drahtzugsystem zum Schalten von
Gängen in einem Fahrzeuggetriebe durch Betrieb oder Bewegung
eines Gangschalthebels, der abseits von dem Getriebe
angeordnet ist.
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Derzeit werden in Situationen, in denen das Fahrzeuggetriebe
abseits von der Fahrzeug-Bedienungsperson angeordnet ist, wie
beispielsweise in einem Lastwagen oder in einem Bus mit einem
Heckantrieb Schubstangen und starre Verbindungsglieder
verwendet, um die Steuerbewegung des Gangschalthebels durch
den Fahrer auf das Fahrzeuggetriebe zu übertragen. Um die
Anbringung eines Getriebesteuermechanismusses zu vereinfachen,
ist es möglich, flexible, koaxiale Gegentakt-Drahtzüge oder -
Kabel zu verwenden, um den Übertragungs- oder
Getriebeschaltmechanismus durch Fernsteuerung bzw. -lenkung zu
übertragen.
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Wenn flexible Gegentaktkabel für eine derartige
Fernbetätigung des Getriebes verwendet werden, sind die Kabelreibung
und das Kabelspiel wichtige Faktoren, die beachtet werden
müssen. Des weiteren ist es notwendig, das Verbindungssystem
in einen relativ kleinen und vorbestimmten Raum einzupassen.
Normalerweise werden zwei unabhängige Bewegungsmodi zur
Steuerung der Übertragung verwendet, wobei die Bewegung in
dem einen Modus dazu verwendet wird, um die Gangführung, in
der die gewünschten Gänge in dem Getriebe angeordnet sind,
auszuwählen, während der zweite Bewegungsmodus dazu verwendet
wird, das Getriebe in die gewünschten Gänge um- bzw.
einzuschalten. Um einen guten Betrieb des Getriebes zu erhalten,
ist es notwendig, die Bewegung in den beiden Modi unabhängig
bzw. getrennt voneinander zu halten und muß außerdem jegliche
Verbindung, die verwendet wird, um eine Bewegung der
Bedienungsperson auf das Getriebe zu übertragen, die
Wechselwirkung zwischen der Bewegung in den beiden Modi minimieren.
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Die EP-A-0166532 beschreibt einen Schaltmechanismus mit zwei
Drahtzügen mit einer Übermittler- und einer Empfängereinheit
für Getriebesysteme, wobei die Übermittlervorrichtung gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgebildet ist und das
Steuerteil indirekt mit dem ersten Ausgangsglied verbunden ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung stellen wir eine
fernbediente Doppelverbindungs-Schaltervorrichtung zur Verfügung
mit einer Übermittlereinheit, die einfach für eine Fahrzeug-
Bedienungsperson zugänglich ist und einer Empfängereinheit,
die abseits von der Übermittlereinheit benachbart des
Fahrzeuggetriebes angeordnet ist, wobei die
Übermittlereinheit aufweist ein langgestrecktes Steuerteil, eine
Befestigungseinrichtung zur Befestigung des Steuerteils am
Fahrzeug, um eine Bewegung des Steuerteils um bzw. über eine
erste Achse und eine unabhängige Bewegung des Steuerteils um
bzw. über eine zweite Achse, die orthogonal zur ersten Achse
ist, zu ermöglichen, wobei die Befestigungseinrichtung derart
aufgebaut und angeordnet ist, um die zweite Achse orthogonal
zu dem langgestreckten Steuerteil zu halten, wenn das
Steuerteil um die erste Achse rotiert, einem ersten
Ausgangs(verbindungs)glied, das an seinem ersten Ende mit einem
langgestreckten Steuerteil gekoppelt ist und einem zweiten
Ausgangs(verbindungs)glied, das an seinem ersten Ende mit der
Übermittlereinheit und einer Verbindungseinrichtung gekoppelt
ist, wobei die Verbindungseinrichtung das erste Ende des
zweiten Ausgangsgliedes zum Steuerteil derart verbindet, daß
eine Bewegung des Steuerteils um die erste Achse in einer
linearen Bewegung des zweiten Ausgangsgliedes in einer Richung
parallel zur ersten Achse resultiert, wobei die Kopplung des
ersten Ausgangsgliedes direkt mit dem Steuerteil verbunden
ist und die Befestigungseinrichtung einen ersten Bolzen
aufweist, der am Fahrzeug koaxial zur ersten Achse befestigt
bzw. angehängt ist, einen ersten Gabelkopf mit einem mittigen
Bereich, der drehbar auf dem Bolzen montiert ist, und ersten
und zweiten Armen, die sich von dem mittigen Bereich
erstrecken, einen zweiten Bolzen, der drehbar innerhalb der Arme des
ersten Gabelkopfes koaxial zur zweiten Achse gehalten ist und
einen zweiten Gabelkopf mit einem mittigen Bereich und ersten
und zweiten Armen, die sich vom mittigen Bereich erstrecken,
wobei die ersten und zweiten Arme des zweiten Gabelkopfes auf
den zweiten Bolzen montiert sind, und wobei das
langgestreckte Steuerteil an dem mittigen Bereich des zweiten
Gabelkopfes befestigt ist.
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In der vorliegenden Erfindung ist die Übermittlereinrichtung
in unmittelbarer Nähe der Fahrzeug-Bedienungsperson
angeordnet, befindet sich unterhalb der Steuerung der
Bedienungsperson und erfolgt durch ein Steuerteil, wie z.B. des
Gangschalthebels. Der Hebel wird zur Bewegung in einem ersten
Modus so nach vorn und hinten geführt, um auf diese Weise eine
longitudinale oder Längs-Verschiebung eines ersten
Gegentaktkabels zu erzeugen, das als Schaltkabel bezeichnet wird. Das
Schaltkabel ist mit einer Empfängereinheit gekoppelt, die
benachbart zum Getriebe angeordnet ist, um das Schalten des
Getriebes zu bewirken.
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Der Gangschalthebel ist auch in einer Seitwärts-Bewegung
dadurch bewegbar, dar die Bedienungsperson den Hebel um eine
Vor- und Zurückachse der Fahrerkabine dreht. Die Seitwärts-
Bewegung wird über einen Verbindungsmechanismus in eine
Längsverschiebung seines zweiten Gegentakt-Kabels übertragen,
das als Auswahlkabel bezeichnet wird, das wiederum mit einer
Verbindung in der Empfängereinheit gekoppelt ist, um die
Auswahl der gewünschten Gangschiene in dem Getriebe zu
bewerkstelligen.
Die Verbindung des Gangschalthebels mit dem
Schaltkabel zur Verbindung, die den Gangschalthebel mit dem
Auswahlkabel verbindet, ist derart angeordnet, dar im
wesentlichen keine Wechselwirkung zwischen der Längsbewegung der
zwei Gegentakt-Drahtzüge auftritt, wenn der Gangschalthebel
in jeder der beiden Bewegungsmodi bewegt wird.
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Der beschriebene Übermittler kann bei jedem Empfänger
verwendet werden, dem es möglich ist, Längsbewegung von zwei
unabhängigen Kabeln aufzunehmen, um eine Übermittlung zu
bewirken. Eine derartige Empfängereinheit ist beispielsweise in
der US-A-4 483 211, veröffentlicht am 20.11.1984 oder in dem
Empfänger aus der EP-A 0 166 532 beschrieben. Der zuletzt
genannte Empfänger eignet sich zur Verbindung des Übermittlers
mit einem Getriebe des Typs, das von der Zahnradfabrik
Friedrichshafen in Friedrichshafen, Westdeutschland, hergestellt
wird. Ein derartiger Empfänger stellt eine Auswahlverbindung
zur Verfügung, die mit dem Auswahlkabel verbunden ist und die
die Längsbewegung des Auswahlkabels in eine lineare
Längsbewegung einer Ausgangsstange überträgt, die mit dem Getriebe
verbunden ist, um die gewünschte Gangschiene auszuwählen. Das
Schaltkabel von dem Übermittler ist mit einer zweiten
Verbindung in dem Empfänger verbunden, der die Längsbewegung des
Schaltkabels in eine Drehbewegung der Ausgangsstange
umwandelt, um so den Eingriff bzw. das Einschalten der gewünschten
Zahnräder in der ausgewählten Gangschiene zu bewerkstelligen.
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Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand
eines Beispiels mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen
beschrieben.
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Es zeigen:
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Fig. 1 eine isometrische Ansicht einer bevorzugten
Ausführungsform einer Übermittlereinrichtung gemäß den
Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 2 eine isometrische Ansicht eines Bereichs der Übermit-
Übermittlervorrichtung aus Fig. 1.Fig. 3 eine Sei-
Seitenrißansicht der Übermittlervorrichtung aus Fig.
1, wobei der Gangschalthebel sich in einer neutralen
Stellung befindet.
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Fig. 4 eine Vorderrißansicht des Übermittlers aus Fig. 1, in
der sich der Gangschalthebel in einer neutralen
Stellung befindet.
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Fig. 5 eine Vorderrißansicht der Übermittlervorrichtung aus
Fig. 1,in der eine Seitwärtsverschiebung des
Gangschalthebels gezeigt ist.
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Fig. 6 eine Seitenrißansicht des Übermittlers aus Fig. 5 mit
derselben Seitwärtsschrägstellung des Ganghebels.
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Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer
Übermittlervorrichtung gemäß den Prinzipien der
vor-liegenden Erfindung, die es einer Bedienungsperson, die sich
abseits bzw. entfernt von einem mechanischen Getriebe befindet,
ermöglicht, die Gänge in dem Ge-treibe zu schalten. Die
Übermittlervorrichtung ist gewöhnlich innerhalb eines
Gehäuses aufgenommen und befindet sich unterhalb des Bodens
einer Fahrzeugka- bine benachbart der Bedienungsperson. Ein
Schalthebel 10, von dem ein Teil in Fig. 1 gezeigt ist,
erstreckt sich nach oben durch eine Öffnung 12 im Boden 13 der
Kabine, wie dies in Phantomlinien in Fig. 1 gezeigt ist, um
so von der Bedienungsperson gegriffen werden zu können. Der
Gangschalthebel 10 ist typischerweise in zwei Bewegungsmodi
betreibbar. Die Bewegung in einem ersten Bewegungsmodus
bewerkstelligt die Auswahl in einer der Gangschienen einer
ferngesteuerten bzw. bewegten Übermittlungs- bzw.
Getriebeeinheit (nicht gezeigt), während die Bewegung in dem zweiten
Modus zum jeweiligen Eingriff in eines der Antriebszahnräder
in derselben Übermittlungs- bzw. Getriebeeinheit führt, die
mit der Gangschiene verbunden ist, die ausgewählt worden ist.
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Im Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 gezeigt ist, sei
angenommen, daß die Gangschienenauswahl durch Bewegung des
Schalthebels 10 von einer Seite zur anderen erfolgt, wie
dies durch den Pfeil 14 gezeigt ist, während das Einschalten
des ausgewählten Ganges durch Bewegung des Schalthebels 10 in
eine Vor- und Zurückrichtung erfolgt, wie dies durch den
Pfeil 16 gezeigt ist. Wie weiter unten beschrieben werden
wird, wird die Bewegung des Gangschalthebels 10 in eine
zugehörige Längsbewegung von ersten und zweiten Gegentakt-ode
Schub-Zug-Drahtzügen 18 und 20 umgewandelt, die mit
Verbindungen in einer nicht gezeigten Empfängereinheit verbunden
sind, die wiederum benachbart der Getriebeeinheit angeordnet
ist. Der Empfänger nimmt die Längsbewegung der jeweiligen
Gegentaktkabel auf und wandelt die Bewegung in eine
entsprechende Bewegung um, die erforderlich ist, um das Einschalten
des ausgewählten Ganges in dem Getriebe durchzuführen. Bei
den Drahtzügen 18 und 20 handelt es sich um konventionelle
koaxiale Steuerkabel- oder Drahtzüge, die jeweils einen
inneren Kern 21 und 23 haben, der sich in Bezug auf die äußere
Hülle der Kabel bewegt, um die Steuerbewegungen eines
Steuerhebels, wie beispielsweise eines Gangschalthebels 10, zu
übertragen.
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Der Gangschalthebel 10 sitzt innerhalb einer Bohrung eines
Ringes 22 oder einer Hülse und befindet sich in Fig. 1 in im
wesentlichen neutraler Stellung. Der Hebel 10 ist so in den
Ring 22 eingesetzt, dar der Hebel 10 sich innerhalb des
Ringes nicht drehen kann. Der Ring 22 ist einteilig mit einem
Gabelkopf 24 ausgebildet, der erste und zweite Arme 24a und
24b aufweist, wobei jeder der Arme jeweils damit verbundene
Ringe oder Hülsen 26a und 26b aufweist, die an ihren Enden
ausgebildet sind. Koaxiale Bohrungen sind in den Ringen 26a
und 26b ausgebildet, wobei die Achsen der Bohrungen quer in
Bezug auf die Vor-Rückrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist,
ausgerichtet sind. Der Gabelkopf 24 ist mit einer Stange 28
verbunden, die durch die Bohrungen in jedem Ring 26a und 26b
hindurchgeführt sind. Die Ringe sind so mit der Stange 28
verbunden, daß eine Bewegung des Gangschalthebels in der Vor-
Rückrichtung zur Drehung des quer angeordneten Stabes 28
führt.
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Der Stab 28 erstreckt sich über die Ringe 26a und 26b hinaus
und steht mit Bohrungen in Eingriff, die in Ringen 30a und
30b ausgebildet sind, die als Teile von Armen 32a und 32b
einer zweiten Gabelkopfeinrichtung 32 ausgebildet sind. Die
Arme 32a und 32b sind einteilig mit einem zentralen
Gabelkopfring 32c ausgebildet, der drehbar auf einem Stift 34
montiert ist, der wiederum an einem nach vorne weisenden
Bereich einer Befestigungseinrichtung 36 befestigt ist, die an
dem Boden 13 der Fahrerkabine über die Bolzen 40 verschraubt
ist. Der Gabelkopf 32 und seine Beziehung bzw. Anordnung zur
Befestigungseinrichtung 36 ist am besten in Fig. 2
ersichtlich. Die Stange 28 ist frei innerhalb der Ringe 30a und 30b
bewegbar, so dar eine Bewegung des Schalthebels 10, während
dieser den Stab 28 in die Vor/Rückrichtung mit sich trägt,
die Ringe 30a oder 30b oder den Gabelkopf 32 beeinflußt.
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Mit erneutem Bezug auf Fig. 1 ist eine Kugel 42 an einem
Montierbolzen 44 befestigt, der mit einer Hülse 46 verschraubt
ist, die sich seitlich von dem Ring 22 erstreckt. Die Kugel
42 ist innerhalb einer komplementären Kugelpfanne 46
gehalten, die an einem Endstück 50 ausgebildet ist, das an einem
ersten Ende einer ersten Schieberstange 52 befestigt ist, die
sich vor und zurück von einer Position, benachbart des
Schalthebels 10, zu einer Kopplung 54 erstreckt, die die
Schieberstange mit dem ersten Gegentaktkabel 18 in üblicher
Weise koppelt. Wie klar aus den Figuren ersichtlich ist,
führt eine Bewegung des Schalthebels 10 in Vor/Rückrichtung,
wie durch den Pfeil 16 gezeigt, notwendigerweise zu einer
komplementären Vor/Rückbewegung der Kugel 42 und der
Gelenkpfanne 48, die ihrerseits zu einer Vor/Rückbewegung der
Schieberstange 52 führt und zu einer komplementären
Vor/Rückbewegung des inneren Kerns des Druck/Zugkabels 18.
Die Vor/Rückbewegung des inneren Kerns 21 des Kabels 18 wird,
wie bereits oben erwähnt wurde, bei einer Empfängereinheit
dazu verwendet, entweder das Einschalten oder die Auswahl der
Gänge eines Getriebes durchzuführen. Wie weiter unten
beschrieben wird, ist der Übermittler so aufgebaut und
angeordnet, dar die Vor/Rückbewegung des inneren Kerns 10 des
Schaltkabels 18, die durch eine Vor/Rückbewegung des
Schalthebels 10 hervorgerufen wird, das zweite Druck/Zugkabel 20
nicht beeinflußt.
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Der innere Kern 23 des zweiten Druck/Zug- oder
Gegentaktkabels 20 ist mit Hilfe eines bekannten Kopplungsmechanismusses
56 mit einer zweiten Schieberstange 58 verbunden, dessen
vorderes Ende mit einer Hülse oder einem Stück 60 verbunden ist,
das einen Gelenkpfannenbereich 62 aufweist. Die Gelenkpfanne
62 hält eine Kugel 64 gefangen, die an dem Ende eines Bolzens
66 angeordnet und ausgebildet ist, wobei der Bolzen
andererseits fest mit einem ersten Ende eines Steuerarms 68
verschraubt ist, der wiederum drehbar auf der Querstange 28 über
einen Ring oder Bund 70 gehalten ist, der in dem zweiten Ende
des Steuerarms 68 ausgebildet ist. Die Stange 28 greift in
eine Bohrung ein, die in dem Ring 70 ausgebildet ist. Die
Stange 28 ist frei drehbar innerhalb des Ringes angeordnet,
so daß eine Bewegung der Stange 28 infolge einer
Vor/Rückbewegung des Schalthebels 10 keinen Einfluß auf den
Steuerarm 68 hat. Wenn der Gangschalthebel 10 von einer Seite
zur anderen bewegt wird, dreht sich zumindest der zweite
Gabelkopf 32, der drehbar auf dem Stift 34 angeordnet ist, der
sich von der Befestigungseinheit 36 erstreckt, um den Stift
34 und, als Folge davon, um die Vor/Rückachse des Fahrzeugs.
Eine Steuerverbindung 72 weist eine Kugelpfanne auf, die an
einem ersten Ende davon ausgebildet ist und die eine Kugel 73
hält, die an dem Ring 70 des Steuerarms 68 befestigt ist. Die
Gelenkpfanne ist universell auf der Kugel 73 drehbar. Ein
zweites Ende der Steuerverbindung 72 ist drehbar an einem
Flansch 74 befestigt, der sich seitlich von dem vorderen Ende
der Befestigungseinrichtung 36 erstreckt. Die Kopplung des
zweiten Endes der Steuerverbindung zum Flansch 74 erfolgt
durch eine Kugel und eine Gelenkpfannen-Kopplung, dessen
Gelenkpfannenbereich eine Kugelpfanne aufweist, die an dem
zweiten Ende der Steuerverbindung 72 ausgebildet ist, während
der Kugelbereich der Kopplung eine Kugel 76 aufweist, die
einteilig mit einem Bolzen 78 ausgebildet ist, der fest in
den Flansch 74 der Befestigungseinrichtung eingeschraubt ist.
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Wenn der Schalthebel 10 zur Seite hin bewegt wird, wie dies
beispielsweise in Fig. 5 gezeigt ist, bewegt sich der Ring 70
zusammen mit dem Ende der Stange 28 nach oben. Wenn sich der
Ring 70 nach oben bewegt, übt dieser eine Druckkraft auf die
Steuerverbindung 72 aus. Da jedoch die Steuerverbindung 72
aus einem starren Teil besteht und inkompresssibel ist,
besteht die Reaktion der Steuerverbindung statt einer
Kompression darin, um die Kugeln 73 und 76 zu drehen. Das obere Ende
der Steuerverbindung ist in Bezug auf den Fahrzeugaufbau
aufgrund ihrer Verbindung bzw. Befestigung an der
Befestigungseinheit 36 nicht linear bewegbar. Daher muß die
Steuerverbindung 72 drehen, um auf den nach oben gerichteten
Druck aufgrund der Seitwärtsbewgung des Gangschalthebels 10
zu reagieren.
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Wie am besten aus Fig. 6 ersichtlich ist, führen die
Reaktionskräfte der Verbindung 72 zu einer Drehbewegung des
Steuerarms 68, die das obere Ende des Steuerarms 68 nach hinten
bewegt, d.h. in Bezug auf Fig. 6 nach rechts, was zu einer
komplementären Bewegung der zweiten Schieberstange 58 nach
hinten führt, die wiederum eine rückwärtige Bewegung des inneren
Kerns 23 des zweiten Schub/Zugkabels 20 verursacht.
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0bwohl nicht dargestellt, ist es für einen Fachmann klar, dar
eine Bewegung des Gangschalthebels 10 in die entgegengesetzte
Seitwärtsrichtung, also beispielsweise mit Bezug auf Fig. 5
nach rechts, die entgegengesetzte Wirkung auf die
Steuerverbindung 72 und den Steuerarm 68 haben würde, so daß eine
Bewegung des oberen Endes des Steuerarms mit Bezug auf Fig. 6
nach links stattfinden würde oder nach vorn mit Bezug auf die
Fahrerkabine, wobei der innere Kern 23 des Seiten-Zug-Kabels
20 daraufhin ebenfalls nach vorn bewegt werden würde. Es ist
daher ersichtlich, dar die Verbindung des Gangschalthebels 10
über den Steuerarm 68 und die Steuerverbindung 72 eine
Seitwärtsbewegung des Gangschalthebels 10 in eine
Vor/Rückbewegung der zweiten Schieberstange 58 über- bzw.
umsetzt und deshalb in eine Vor/Rückbewegung des inneren Kerns
des zweiten Schub-Zug-Kabels 20, um eine Längsbewegung zu
einer Empfängereinheit zu übermitteln, die benachbart des
Fahrzeuggetriebes angeordnet ist. Wie aus der Zeichnung,
insbesondere Fig. 5, ersichtlich wird, bewegt eine
Seitwärtsbewgung des Gangschalthebels 10 die Kugel 42 und die Hülse 46,
die das erste Druck-Zugkabel 18 mit dem Gangschalthebel
verbindet. Jedenfalls findet keine signifikante Längsbewegung
der Kugel und der Gelenkpfannenverbindung oder der ersten
Schieberstange 52 statt. Daher beeinflußt eine
Seitwärtsbewegung des Gangschalthebels 10 nur die Längsbewegung des
zweiten Gegentaktkabels 20, während, was bereits oben ausgeführt
wurde, die Vor- und Rückbewegung des Gangschalthebels 10 hat
einen Einfluß nur auf die Längsbewegung des ersten Schub-Zug-
Kabels 18 hat, so daß keine signifikante Wechselwirkung
zwischen der Längsbewegung der Kabel 18 und 20 mit Bezug auf die
Bewegung des Gangschalthebels stattfindet.
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Die wesentliche Funktion des Übermittlers besteht darin, die
Bewegung des Gangschalthebels durch die Bedienungsperson zur
Übersetzung in unabhängige lineare Bewegungen von zwei Kabeln
zu übersetzen, die den Übermittler verlassen. Bei einer
Ausführungsform des Übermittlers an einem Fahrzeug würde der
Übermittler mit einem Empfänger kombiniert werden, der sich
benachbart des Fahrzeuggetriebes befindet. Die Funktion des
Empfängers besteht darin, den Eingang bzw. die Signale von
dem Übermittler aufzunehmen, der bzw. die aus einer linearen
Bewegung von zwei unabhängigen Schub-Zug-Kabeln bestehen, von
denen einer die Gangauswahl anzeigt und der andere das
Einschalten anzeigt und außerdem in der Kopplung dieser Eingänge
zum Getriebe, was zum Schalten der Gänge in dem Getriebe
führt. Es ist daher klar, daß jeglicher Empfänger, der die
lineare Bewegung von zwei unabhängigen Schalt- und
Auswahlkabeln akzeptiert, durch den Gebrauch des oben beschriebenen
und in den Zeichnungen gezeigten Übermittlers verwendet
werden kann. Der Übermittler der vorliegenden Erfindung könnte
beispielsweise bei einem Empfänger verwendet werden, der in
der US-A-
4 483 211, die am 20.11.1984 veröffentlicht wurde, gezeigt
ist oder aber in der noch anhängigen US-Patentanmeldung Nr.
623 977 verwendet werden. An sich kann der Übermittler der
vorliegenden Erfindung überall dort verwendet werden, wo es
erforderlich ist, unabhängige Längsbewegungssignale von einem
Steuermechanismus zu einem fernbedienten Teil zu senden.