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Schaltvorrichtung für Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen. Man kennt
bereits Schaltvorrichtungen für Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, bei welchen
-mit einer Schaltstange gelenkig verbundene Hebel durch den einen oder den anderen
verschiebbaren und schwenkbaren Nocken eingestellt werden. Die neue Schaltvorrichtung
gemäß der Erfindung ist dadurch neu und eigentümlich, daß die Nocken Einbuchtungen
besitzen, in welche an den Enden der Hebel gelagerte Rollen eintreten können.
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Es ist eine Feststellvorrichtung für die
Hebel der
Schaltvorrichtung vorgesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Nocken mit
Hilfe eines an ihrer Rückenfläche aufliegenden Stiftes einen Hebelarm einstellen,
der Einschnitte zum Erfassen der Hebel trägt.
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Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in einer Ausführungsform
dargestellt. Es zeigt: Abb. i eine Gesamtansicht, Abb. 2 einen lotrechten Längsschnitt
durch die Vorrichtung, Abb.3 eine Oberansicht der Schaltvorrichtung.
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Abb. d. stellt einen lotrechten Längsschnitt nach Linie q.-4 der Abb.
3 dar.
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Abb. 5 ist ein Querschnitt nach Linie 5-5 der Abb. d..
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Abb.6 zeigt die den betreffenden Stellhebel beeinflussende Feder.
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Die Abb.7, 8 und 9 geben Einzeldarstellungen der Nockenglieder für
die übersetzungen auf Höchstgeschwindigkeit, langsamen Gang, Rückwärtsgang, zweite
Geschwindigkeit und Leerlauf.
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Abb. io ist ein schematischer Schnitt nach Linie io-io der Abb. i
i, der die Einstellung der N ockengruppe am Ende derjenigen Schaltbewegung veranschaulicht,
die dem langsamen Gang entspricht.
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Abb. i i ist eine Innenansicht der N ockengruppe. Abb. 12 zeigt die
Einstellung der @Tockengruppe auf »zweiten Gang«.
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Parallel zur Schaltstange 16 ist eine Schaltstange 2o (Abb. 2) angeordnet,
die einen seitlich von ihr abstehenden Arm 21 besitzt, dessen gegabeltes Ende lose
die Nabenverlängerung des Zahnrades 22 umgreift, welches letztere achsial verschiebbar
auf der Vierkantwelle 7 sitzt. Wird die Schubstange 2o, soweit es geht, nach links
verschoben, so wird das Zahnrad 23 der Vorgelegewelle 6 in das Zahnrad 22 eingreifen
und das Räderwerk steht auf langsamen Gang. Wird aber die Schubstange 2o nach rechts
geschoben, soweit es geht, so greift das Zahnrad 22 in ein Zwischenrad 2d, welches
mit einem Stirnrad 25 der Vorgelegewelle 6 kämmt, so daß das Räderwerk auf Rückwärtsgang
steht.
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Die neue Vorrichtung läßt sich unmittelbar hinter dem Gehäuse 3o des
bekannten Getriebes anbringen und Anschlußs.tücke lassen sich zwischen der Vorrichtung
und den Schaltstangen 16 und 2o anordnen. Die neue Umschaltvorrichtung ist in einem
Kasten 35 untergebracht, in dem Lager 38 zur Aufnahme einer Welle 36 vorgesehen
sind. Dicht daneben und parallel zu ihr ist eine Schubstange 39 längsverschiebbar
gelagert (Abb. 2). Auf .die W eile 36 sind eine Reihe von Nocken aufgekeilt, die
mit den Bezugszeichen R, L, N, S- und H versehen sind, die Nocken
H
und I_ sind mit je einer Bogenfläche 40 versehen, die dazu dient, den Schenkel
desjenigen Winkelhebels anzuheben, der mit den, betreffenden Nocken in gleicher
Bewegungsebene liegt, sobald der Nocken vorwärts geschwenkt wird. Die Bogenfläche
40 geht in eine tiefere Ausbuchtung 41 (Abb. io) über, die den Zweck hat, den Schenkel
des Winkelhebels einzufangen und seine Bewegung am äußersten Ende zu begrenzen.
Die drei Nocken N (Abb. 9) sind von gleicher Gestalt untereinander und besitzen
je zwei Bogenflächen .43, q.3a, die beide in eine zwischen ihnen liegende tiefere
Ausbuchtung 44 einmünden. Auf der Welle 36 lassen sich alle Nocken gemeinschaftlich
verschieben. Die Bogenflächen 43 und q.3a der Nocken N sind so beschaffen,
daß sie den Schenkel jedes Winkelhebels heben oder senken und ihn auch in die neutrale
Einstellung bringen können, in der der Nocken mit der tieferen Einbuchtung 4.4 zum
Anliegen kommt. Die beiden Nocken R und S (Abb. 8) besitzen gleiche Umrißlinien
und in deren Verlauf den Buckel 45, der dazu bestimmt ist, den Schenkel des betreffenden
Winkelhebels zu senken. Die Flächen .4o und .43 haben gleiche Krümmung, ebenso die
Flächen 45 und d.3a, so daß, wenn die Nocken gleichzeitig gegen die Welle anliegen,
die gekrümmten Flächen ineinander übergehen.
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Zwischen den Lagern 5o nahe dem Boden des Kastens 35 ist eine Achse
51 angebracht, auf der in der Mitte zwei Winkelhebel 52 und 53 lose sitzen, deren
untere, wagerechte Schenkel mit ihren äußeren Enden für gewöhnlich unter den beiden
Nocken N liegen. Die oberen Sche@ikel (Abb. 2) 56a und 57a der Winkelhebel sind
durch Gelenkbolzen 56b und 57b an Schubglieder 58 bzw. 59 angeschlossen, die durch
die Gelenkbolzen 58a und 5911 mit den Schaltstangen 2o und 16 in Verbindung stehen.
Vermöge dieser Bauart lassen sich die Schubstangen 2o und 16 mit Hilfe der Winkelhebel
einzeln und auch gemeinschaftlich bis an die Enden ihrer Hubstrecken hin und her
schieben, und zwar regelbar durch die Einstellung der Nocken. An den Enden der Schenkel
54 und 55 sind Gleitrollen 56 und 57 vorgesehen, die sich in die erwähnten Nockeneinbuchtungen
und gegen .die Buckelflächen legen, wobei sie auch in die tieferen i Ausbuchtungen
41 oder 44 gelangen können, um die Hebelbewegung entsprechend. der jeweiligen Nockenwahl
zu begrenzen. In den Abb.2 und 3 stehen die Nocken auf Leerlauf. Auf der Welle 36
sitzt ferner ein
Arm 6o (Abb. i), der durch die Stange 62 finit
dein Kupplungsfußhebel 65 verbunden ist. der an der Kupplung 3 mittels des auf der
Welle 66 befindlichen Armes 67 (Abb. 2) angreift. Die Schubstange 62 bewegt sich
nicht eher, als bis die Kupplung gelöst ist, da der Bolzen 6.1 im Schlitz 63 zunächst
toten Gang hat und das Ende des Schlitzes 63 zwecks Bewegung der Nocken erst erreicht,
wenn die Kupplung gelöst ist. Die Länge der Spreizweite der Schenkel 5.1 und 55
im Verhältnis zur Breite der Nocken ist so bemessen, daß einer der Schenkel sich
immer im Eingriff befindet (finit einem Nocken N), bevor der Schub vollendet ist,
wodurch die Möglichkeit vermieden wird, daß beide Schubstangen 16 und 20 Zugleich
arbeiten, flenn ein Winkelhebel befindet sich ständig in der Leerlaufstellung.
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Die Stehstange 39 (Abb. 3 und d.) durchgreift ein Joch 70, ;71, zwischen
dessen Armen 71 die ganze N ockengruppe liegt. Die Stellstange 39 ist itn Joch 70,
71 nicht drehbar. Die Welle 36 geht drehbar durch die Arme 71 hindurch. Das Joch
70, 71 bewirkt, daß die Nockengruppe seitlich verschoben wird. Letztere ist im ganzen
auf der Welle 36 verschiebbar und dreht sich mit dieser. Die Stellstange 39 ist
in ihren Lagern. 72 verschiebbar und an ihrem einen Ende (Abb. 2) mit einer Reihe
von fünf Einschnitten 73 versehen, die den fünf Umschaltungen entsprechen (einschließlich
Leerlauf). In jeden dieser Einschnitte kann ein unter Federdruck stehender Bolzen
74 eindringen, der durch eine Schraubkapsel75 in einem entsprechenden Gehäuse gehalten
wird. Die Stellstange 39 wird seitlich nach beiden Richtungen des Bolzens verschoben,
so claß j e -zwei Nocken den betreffenden Schenkeln der Winkelhebel gegenübergestellt
werden, um die verlangte Schaltbewegung zu erzielen. Die Bewegung der Stellstange
läßt sich mit jedem beliebigen Getriebe erreichen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das eine Ende der Stellstange 39 mit einer Gabel 76 versehen und an den Arm
77 einer horizontalen, in Lagern 79 drehbaren Stange 78 angeschlossen (Abb. i).
Am vorderen Ende hat die Stange 78 einen abwärts gerichteten Arm 8o, der mit dem
Hebelarm 82 der Stange 83 gelenkig verbunden ist, die innerhalb der hohlen Steuersäule
8.4 drehbar ist. Am oberen Ende der Stange 83 ist ein Stellgriff 85 vorgesehen,
der auf einer Bogenschiene 86 gleitet. Auf dieser sind Kennmarken angebracht. Die
Stell-Stange 39 wird mittels des Griffs 85 so gesteuert, daß sie die Nocken in die
gewünschte Einstellung bringt.
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Wenn die Stellstange 39 um eine oder zwei Einkerbungen nach rechts
oder nach links von ihrer in Abb. 3 gezeichneten Einstellung au bewegt wird, so
wird die Nockengruppe ent sprechend verstellt, und zwar für eine de vier Geschwindigkeiten.
Wenn beispiels weise die Stellstange 39 um einen Einschnit in Richtung des Pfeiles
a bewegt wird ge langt der Nocken L vor den Winkelhebel 5.4 der Schenkel
53 liegt unter dem mittelstet Nocken X. In dieser Einstellung wird
dii Arbeitsfläche des Nockens I_ bei Drehung dei ockengruppe an der Gleitrolle 56
angreifen Der Schenkel 5.1 des Winkelhebels 56a wirr also angehoben und die Schubstange
2o verschoben, die das Zahnrad 22 mit dem- Zahnrad 23 zum Eingriff bringt, was langsatneir
Gang entspricht, wobei der Schenkel 53 durch den Nocken X in neutraler Lage erhalten
bleibt.
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Die Abb. 2 veranschaulicht die Einstellung der Teile für den Fall,
daß die Stellstange39 um zwei Einschnitte in Richtung des Pfeiles b verschoben wird,
und daß die N ockengruppe so weit gedreht worden ist, tim das L bersetzungsgetriebe
auf höchste Geschwindigkeit einzustellen. Die Nocken L und H
haben
zwar gleiche Gestalt, wirken aber auf verschiedene Schubstangen. Nachdem die Verstellung
vorgenommen ist, wird der Schalthebel 65 losgelassen, und der zum anderen Ende des
Schlitzes 63 zurückgellende Zapfen 64 holt die N ockengruppe in deren ursprüngliche
Einstellung -zurück, bevor die Kupplung wieder eingreift. Die Winkelhebel 52 und
53 verbleiben dabei in ihren Einstellungen, in de:ien sie durch einen Federriegel
gesichert sind, der nachfolgend beschrieben wird. Die Welle 36 (Abb. 6) wird nämlich
in beiden Richtungen entgegen der Wirkung eines Federriegels gedreht, der dazu dient,
die Welle mit den auf ihr sitzenden Nocken in ihren Grenzeinstellungen festzuhalten.
Am äußeren Ende der Welle 36, und zwar jenseits des Lagers 38, ist ein Kurbelarm
9o befestigt. An dessen Zapfen 9i greift ein Ende der Feder 92 an, die schwächer
als die Kupplungsfeder ist und mit ihrem anderen Ende am Stift 93 des Kastens 35
angreift. Die Feder 92 wird eine Umstellung des Kurbelarmes go in jeder Richtung
über die senkrechte Mittellinie d hinweg zu verhindern suchen (Abb. 5).
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Um die Schubstangen 16 und 2o gegen unbeabsichtigte Verschiebung zu
sichern, bedient man sich einer selbsttätigen -\'orrichtung, die ihren Antrieb durch
N ockenbewegung erhält, um die Winkelhebel in jeder ihrer Einstellungen festzuhalten.
Die Gelenkzapfen 56b und 5 b 7 , die zwischen den Schenkeln 56a und
57'
an diesen derart angeordnet sind, daß sie sich nicht berühren (Abb.3),
können in irgendeinen
der Einschnitte 95, 96 und 97 des Hebels
98 eingreifen, dessen Nabe 9g den am Kasten 35 befestigten Gelenkbolzen ioo umgreift.
Der an der Nabe 99 angeordnete Hebelarm ioi trägt an seinem unteren Ende
die Stellschraube io2, die sich gegen den Rücken der N ockengruppe legt und die
so eingestellt wird, daß die Nuten des Hebels.98 auf die Stifte 56b und 57v in jeder
Stellung entgegen der Wirkung der Feder 105 (Abb. i) herabgedrückt werden,
diese Feder drückt gegen die obere Fläche der Nockengruppe. Sobald die Nocken nach
vorn schwenken, wirft die Feder 105 sofort den Hebel 98 empor, um die Stifte 56b
und 57b freizugeben, wodurch ,die Winkelhebel Bewegungsfreiheit erhalten, bevor
die Nocken auf sie einwirken.
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Im folgenden sei die Wirkungsweise der Umschaltvorrichtung beschrieben,
und zwar in Anlehnung an die übliche Schaltungsreihenfolge von langsamen Gang auf
die zweite Geschwindigkeit und dann auf die Höchstgeschwindigkeit, wie es dem allmählichen
Ingangsetzen eines Kraftwagens entspricht.
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Die Anfangslage des Mechanismus ist in der Abb. 3 und 4. angegeben.
Es soll jetzt eine seitliche Verstellung der Nockengruppe mit Hilfe des Griffes
85 ausgeführt werden, um den Nocken L dem Hebelarm 5q., der an die Schubstange 2o
angeschlossen ist, und den mittelsten Nocken N dem Schenkel 55 des Winkelhebels
53 gegenüber zu stellen. Sobald die Nocken in dieser Art eingestellt sind, wird
der Schalthebel 65 in seine äußerste Linksstellung gebracht. Die Kupplung
wird losgelassen, bevor eine Umstellung der Räder stattfindet. Dazu dient der erste
Teil der Bewegung des Kupplungshebels. Das Ergebnis dieser Verstellung des Kupplungshebels
ist das Ausschwenken der Nocken bis zur Fühlungnahme mit dem Schenkel 5¢, der nun
in die durch Abb. io veranschaulichte Einstellung gelangt, bei der die tiefere Ausbuchtung
44 des Nockens N den Schenkel 55 erfaßt, um ihn in neutraler Lage zu halten. Die
Schaltung bringt das Zahnrad 22 mit dem Zahnrad 23 zum Eingriff, so daß das Getriebe
auf langsamen Gang steht. . Der Hebel 65 wird nun wieder losgelassen und bei seiner
Rückwärtsbewegung greift .der Mitnehmerstift 6,4 in das Hinterende des Schlitzes
63, so daß der Arm 6o zurückschwingt und die Nocken in deren ursprüngliche strichpunktierte
Einstellung zurückbefördert, wobei die , Winkelhebel in ihren Lagen verbleiben,
die in Abb. io voll ausgezogen bzw. strichpunktiert angegeben sind. Die Nocken sind
nun seitlich in beiden Richtungen frei bewegbar und der Stellhebel wird bewegt,
um die Nocken in die in Abb. i2 veranschaulichte Lage zu bringen, die der Schaltung
für zweiten Gang entspricht. Wenn der Kupplungshebel vorwärts geht, nachdem die
Kupplung gelöst ist, und wenn die Nockengruppe vorschwingt, trifft die Fläche 43a
des Nockens IV gegen den Schenkel 5¢ und bringt ihn in seine Mittellage zurück,
wodurch auch das Zahnrad 22 in dessen Ursprungslage zurückgeschoben wird. Diese
Bewegung vollzieht sich, bevor der Schenkel 55 sich unter dem Einfluß des Nockens
S zu bewegen anfängt, um den genannten Schenkel zu senken und durch seine Verbindung
mit der Schubstange 16 das Zahnrad i i mit dem Zahnrad 18 zum Eingriff zu
bringen. Das Getriebe ist jetzt auf den zweiten Gang eingestellt. Die Nocken werden
wieder in die Anfangslage zurückgebracht, indem man den Kupplungshebel losläßt,
und der Stellhebel wird wieder bedient, um die Nocken entsprechend einzustellen.
Der Nocken H gelangt über den Schenkel 55 und der linke Nocken N über den Schenkel
5q.. Wenn der Schalthebel nun wieder vorbewegt wird, bewegt der Nocken H den Hebelarm
55 in Stellung gemäß Abb. 2. Das Zahnrad i i verläßt das Zahnrad 18 und die Kupplungshälfte
12 kommt wieder mit dem Gegenstück i 3 zum Eingriff, wodurch die Räder auf Höchstgeschwindigkeit
eingestellt sind.