DE529281C - Schaltvorrichtung fuer mechanische Kraftfahrzeuggetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Motorfahrzeuge, wie z. B. Automobile o. dgl., die mit einer Bremsvorrichtung sowie mit Einrichtungen zum Umkehren der Bewegungsrichtung der getriebenen Teile versehen sind. Sie hat in der Hauptsache den Zweck, die Bedienung derartiger Fahrzeuge, insbesondere beim Schalten und Bremsen, zu vereinfachen und sicherer zu gestalten, als dies bei bisher bekannten Vorrichtungen dieser Art bekannt ist. In erster Linie soll jedoch durch die Erfindung sichergestellt werden, daß der Schaltvorgang zwecks Umkehrung der Bewegungsrichtung des Fahrzeuges nicht stattfinden kann, ehe die getriebenen Teile durch. Bremsung zum Stillstand .gebracht worden sind. Ein weiterer Zweck der Erfindung ist, diese Umkehrung der Bewegungsrichtung schnei] zu bewerkstelligen.

Die Erfindung ist an umsteuerbaren Übersetzungsgetrieben beliebiger Art anwendbar. Sie soll aber besonders in Vereinigung mit selbsttätig veränderlichen Übersetzungsvorrichtungen zur Anwendung gelangen, bei denen die Motorleistung von der Motorwelle auf die getriebene Welle unter Zuhilfenahme eines oder mehrerer Glieder, zweckmäßig planetarisch umlaufender Massen, übertragen ■ wird, die abwechselnd positive und negative Drehmomente an mit der getriebenen Welle sowie mit einem festen Teil zusammenwirkende Sperrvorrichtungen abgeben, wobei die positiven Drehmomente auf die getriebene Welle mittels der einen Sperrvorrichtung übertragen und die negativen Drehmomente von dem festen Teil, d.h. dem Rahmen der Vorrichtung, mittels der anderen Sperrvorrichtung aufgenommen werden und wobei ·; beide Sperrvorrichtungen abwechselnd für den einen und den anderen Gang in der einen und in der anderen Richtung eingerichtet, d.h. umkehrbar sind und zweckmäßig mil einer gemeinsamen äußeren Sperrhülse · zusammenarbeiten, die abwechselnd die positiven und die negativen Drehmomente aufnimmt und dieselben auf die getriebene Welle: bzw. den ortsfesten Teil überträgt. Dabei ist die Bremsvorrichtung derart ausgeführt, daß · die Bremsung selbsttätig zustande kommt, wenn das Schaltglied für die Bremse freigegeben wird, während die Bremswirkung bei Beeinflussung dieses Gliedes vermindert bzw. aufgehoben werden soll.

Wenn das Kraftfahrzeug stillsteht und das

Schaltglied der Bremse freigegeben ist, ist somit die Kardanwelle festgebremst. Solange die obengenannten" Sperrvorrichtungen in Eingriff stehen, werden daher sämtliche Teile in der einen Drehrichtung von der festgebremsten Kardanwelle und in der anderen Drehrichtung von der mit dem festen Teil zusammenwirkenden Sperrvorrichtung festgehalten. In demselben Augenblick, wo beim ίο Schalten zwecks Umsteuerung der Wirkung der Sperrvorrichtungen die bewegbaren Sperrglieder aus ihrer Eingriffslage gelöst werden, wird aber die obengenannte gemeinsame äußere Sperrhülse frei, um beschleunigt zu werden durch die Einwirkung derjenigen Glieder, welche die positiven und negativen Drehmomente erzeugen. Werden hierbei die Sperrvorrichtungen umgesteuert, so zwingt die feste Sperrvorrichtung oder das Sperrglied der festgebremsten Kardanwelle die gemeinsame äußere Sperrhülse zum plötzlichen Anhalten. Bei Berücksichtigung derjenigen Arbeit, die dabei durch die Federung der Sperrvorrichtungen aufgenommen werden muß, dürfen in diesem Falle gewisse Drehzahlen des Motors nicht überschritten werden, damit die Sperrvorrichtungen nicht zerstört werden. Dieser Übelstand wird gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß, wie bereits ausgeführt, eine schnelle Umsteuerung der Sperrvorrichtungen erfolgt. Die verschiedenen Teile der Sp err vor richtungen haben dann nicht Zeit., bis zu einer schädlichen Geschwindigkeit beschleunigt zu werden, und die Umsteuerung kann ohne besondere Vorkehrungen bewerkstelligt werden, um im Augenblicke der Unterbrechung die Sperrglieder stillstehend zuhalten. Die Umkehrvorrichtung soll aber hierbei erfindungsgemäß mit dem Schaltglied der Bremsvorrichtung derart zusammengekuppelt sein, daß das Umkehren nur stattfinden kann, wenn das Schaltglied freigegeben ist und somit, wie bereits erwähnt, die Kardanwelle festgebremst ist. Hierbei ist darauf zu achten, daß die Bremsvorrichtung derart kräftig ist, daß sie das Fahrzeug auch im Fahren und bei wieder freigegebenem Schaltglied der Bremse mittels der Kardanwelle sicher festbremst.

Bei folgerichtiger Durchführung eröffnet dieser Erfindungsgedanke die Möglichkeit, Schaltglieder auf die verschiedenste Weise zu konstruieren, welche im Zusammenhang mit der Bewegung des Bremsgliedes die Umsteuerung der Sperrvorrichtungen durchführen. Man kann z. B. durch das eigentliche Bremspedal in seiner höchsten Lage irgendein damit verbundenes Glied in Eingriff bringen zwecks Durchführung der Umsteuerbewegung, die dabei zweckmäßig beim Niederdrücken des Pedals von seiner Höchstlage erfolgt.

Wird anstatt des Bremspedals allein ein Schalthebel o. dgl. verwendet, kann seine Funktion gegebenenfalls darauf beschränkt werden, nur ein zwischen dem Schalt- oder Bremspedal und der Umkehrvorrichtung vorhandenes Bewegungsübertragungsglied umzulegen, so daß dasselbe nach Belieben die Umsteuervorrichtung für Vorwärts- und Rückwärtsgang beim Niederdrücken des Pedals beeinflußt. Wird der Schalthebel verwendet, um auf die Sperrvorrichtungen die zur Ausführung der Umsteuerbewegung erforderliche Arbeit zu übertragen, so muß das Bewegungsglied des Schalthebels mit demjenigen des Bremspedals derart verbunden sein, daß das Bremspedal seine Höchstlage erreicht haben muß, um eine freie» Bewegung des Schalthebels zu gestatten. Hierdurch wird die Vornahme der Umsteuerung bei nicht festgebremster Kardanwelle und dadurch eine etwaige Zerstörung der Sperrvorrichtungen vermieden.

Es sei hier bemerkt, daß bereits mehrfach, auch im Kraftwagenbau, Vorschläge gemacht worden sind, die auf eine Vereinfachung der Bedienung hinauslaufen. So sind beispielsweise Vorrichtungen zum Einstellen verschiedener Einrichtungen an Motorwagen bekannt, bei denen mittels einer Steuerwelle nacheinander die Bremsung, Kupplung und Zündung beeinflußt werden. Andererseits sind Einrichtungen zur elektrischen Kraftübertragung mittels auf Doppelschlußmotoren arbeitender Generatoren bekannt, bei denen eine Bremsung der Umsteuerung vorangeht.

Gegenüber all diesen bekannten Einrichtungen, die teils auch auf ganz anderem Gebiet liegen als die vorliegende Erfindung, unterscheidet sich diese im wesentlichen dadurch, daß ein Schaltglied für die Umstellung der Bewegungsrichtung des Fahrzeuges derart mittelbar oder unmittelbar von der Stellung eines Schaltgliedes für die Bremsvorrichtung des Fahrzeuges abhängig angeordnet ist, daß die Umstellung nur bei gebremstem Fahrzeug erfolgen kann. Ein weiteres für die Erfindung kennzeichnendes Merkmal ist dadurch gegeben, daß für die Bedienung der Bremse, der Umsteuervorrichtung für die Bewegungsrichtung und zweckmäßig auch der Triebkraftregelung ein gemeinsames Schaltglied vorgesehen ist, das nach Durchlaufen des Bremsweges einerseits auf das Umsteuerglied, andererseits auf das die Triebkraft regelnde Glied einwirkt.

Dieses gemeinsame Schaltglied wird zweckmäßig für Bedienung durch Fuß eingerichtet und ist zu diesem Zweck mit einem entsprechenden Pedal versehen. Es gestattet alle Schaltbewegungen auszuführen, für deren Bewerkstelligung sonst drei Glieder, nämlich das

Gaspedal, das Bremspedal und der Schalthebel, erforderlich sind. Das Schaltglied für die Bremsvorrichtung ist hierbei in bezug auf das Glied zur Regelung der Triebkraft derart angeordnet, daß bei Bedienung des Schaltgliedes (z. B. beim Niederdrücken desselben mit dem Fuß) zunächst die Bremswirkung vermindert bzw. aufgehoben wird und dann das Glied zwecks Regelung der Triebkraft verstellt wird. Die Bremsung wird hierbei zweckmäßig durch Federwirkung herbeigeführt, wobei die Federvorrichtung derart eingerichtet sein muß, daß der Federdruck auf das Bremspedal in dem Maße abnimmt, in dem das Pedal niedergedrückt wird zwecks Verminderung bzw. Aufhebung der Bremswirkung, und in der Höchstlage des Pedals am größten ist. Demgemäß muß der Federdruck in den unteren, für die Regelung der Triebkraft bestimmten Lagen des Pedals einen geringeren Wert haben, so daß das Pedal ohne größere Anstrengung mit dem Fuße innerhalb dieser Stellungen gehalten werden kann.

In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform einer Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung in Verbindung mit einer selbsttätig veränderlichen Übersetzungsvorrichtung der oben angegebenen Art dargestellt.

Abb. ι ist ein axialer Schnitt des Übersetzungsgetriebes nach, der Linie i-i in Abb. 2. Abb. 2 ist ein Querschnitt desselben. Abb. 3, 4 und 5 zeigen verschiedene Schnitte einer Vorrichtung zwecks gleichzeitiger Umsteuerung der Sperrvorrichtungen und Freigabe eines ortsfesten Teiles des Übersetzungsgetriebes.

Abb. 6 und 7 zeigen Einzelheiten. Abb. 8 ist eine schema tische Darstellung der eigentlichen Schaltvorrichtung. Diese Abb. 8, an der nachstehend das eigentliche Wesen der Erfindung erläutert werden soll, gehört unmittelbar zu den Abb. r und 2, wie auch, das den drei Abbildungen gemeinsame Zahnrad 43 erkennen läßt. Sie ist lediglich der Klarheit wegen als besondere Abbildung und gegenüber den Abb. 1 und 2 um 90⁰ verdreht dargestellt.

Abb. 9 zeigt eine abgeänderte Einzelheil der Abb. 8.

Mit der treibenden Welle 1 der Übersetzungsvorrichtung, z. B. der Motorwelle eines Kraftfahrzeuges, ist ein hohles Schwungrad 2 fest verbunden. In diesem Schwungrad sind auf Kugellagern drei Planetenräder 4 angebracht, welche in ein zentral angebrachtes Zahnrad 5 eingreifen. Auf den hohlen Wellen 6 der Planetenräder sind Schleudergevvichte 7 exzentrisch angebracht, welche an der Umdrehung der Räder um die Wellen 6 teilnehmen und daher bei ihrem Umlauf Epicycloiden beschreiben. 8 ist eine äußere Sperrhülse, die mit dem zentralen Zahnrad 5 in einem Slück ausgeführt ist. In dieser äußeren Hülse 8 sind zwei Sperrhülsen 9 und 10 angebracht, auf welchen die äußere Hülse mittels Kugelreihen 11 gelagert ist. Die Hülse 9 ist mit der getriebenen Welle 12 fest verbunden, während die andere Sp err hülse 10, wie unten näher beschrieben, mit einem normalerweise stillstehenden Teil gekuppelt ist.

Zwischen der äußeren Sperrhülse 8 und jeder der inneren Sp err hülsen 9 und 10 ist eine Gruppe zylindrischer Sperrollen 13 bzw. 14 angebracht. Die bewegbare Sperrhülse 9 sowohl, als die stillstehende Sperrhülse 10 sind in bekannter Weise mit zueinander geneigten Reibungs- oder Sperrflächen versehen, so daß durch. Umstellung der Sperrollensätze die Sperrvorrichtungen entweder in der einen oder in der anderen Richtung wirksam werden und somit Vorwärtsgang oder Rückwärtsgang gestatten.

Die Rollensätze skid zu diesem Zweck in Haltern 15 angeordnet, welche in bezug auf die Sperrhülsen 8, 9, 10 drehbar sind und mit Einstellvorrichtungen zusammenwirken. Letztere bestehen aus axial verschiebbaren Einstellhülsen 16 und 17, die in bezug auf die entsprechenden inneren Sperrhülsen 9 und 10 verschiebbar, aber nicht drehbar sind und die mit in entgegengesetzten Richtungen schräg verlaufenden Nuten versehen sind, in welche Teile der Rollenhalter 15 eingreifen, so daß bei Verschiebung der Einstellhülsen 16, 17 in der einen oder der anderen Richtung die Rollenhalter mit den Rollen in entgegengesetzten Richtungen gedreht werden.

Die Einstellung der Hülsen 16, 17 geschieht mittels einer gemeinsamen äußeren Hülse 18, die auf der äußeren Sperrhülse 8 verschiebbar angebracht ist und durch radial gestellte Verbindungsstücke 19, welche durch Öffnungen 20 in der Sperrhülse 8 hindurchgehen, mit den Einstellhiilsen 16, 17 verbunden ist. Die Verbindung zwischen den Hülsen 16, ij und den radialen Verbindungsstücken 19 erfolgt durch Reihen von Kugeln 21, welche in Nuten der Hülsen sowie eines Ringes 22 laufen, der die Verbindungsstücke 19 trägt. Die somit geschaffenen Kugellager sind so eingerichtet, daß sie axiale Drucke aufnehmen können.

Mit der getriebenen Welle 12 ist ferner in bekannter Weise ein Schwungrad 23 gekuppelt. Das ganze Übersetzungsgetriebe ist in einer stillstehenden Haube 24 eingeschlossen. Die Wirkung der Übersetzungsvorrichtung ist an sich bereits bekannt und braucht hier nicht näher-beschrieben zu werden. Die positiven und negativen Drehmomente, die mittels der Gewichte 7 und des Planetengetriebes 4, 5 auf die gemeinsame Sperrhülse 8 ausgeübt

werden, werden auf die getriebene Welle 12 bzw. auf den früher erwähnten stillstehenden Teil mittels der in entgegengesetzten Richtungen wirkenden Sperrvorrichtungen 9., r 3 bzw. 10, 14 übertragen, wobei die Welle 12 mit dem Schwungrade 23 in eine ununterbrochene Drehbewegung versetzt wird. Die Gewichte 7 erhalten hierbei eine Epicycloidbewegung, wobei sie abwechselnd verzögert und beschleunigt werden und das mittlere Zahnrad 5 sowie die Sperrhülse 8 abwechselnd in der einen und der anderen Richtung beeinflussen. Die somit erhaltenen positiven Drehmomente werden hierbei auf die getriebene Welle 12 mittels der beweglichen Sperrvorrichtung 9, 13 übertragen, während die negativen Drehmomente von dem stillstehenden Teil mittels der festen Sperrvorrichtung ίο,. 14 aufgenommen werden. Die Gewichte nehmen somit abwechselnd Energie von der Kraftquelle auf und geben dieselbe an die getriebene Welle ab, wobei diese Energie zwischen den Wellen durch die Fliehkraft übertragen wird. Die Schwankungen im Übersetzungsverhältnis entstehen sellbsttätig dadurch, daß, die Bahnen der Gewichte entsprechend den Änderungen der Belastungsmomente. variieren, wobei die Bewegung der Gewichte mit längeren oder kürzeren Zeit-Intervallen beschleunigt oder verzögert wird. Bei..unmittelbarer Kupplung nehmen die Gewichte eine Mittellage zwischen dem äußeren Umkreis ihrer Bahn und der Mitte des Systems ein, und irgendwelche schwankenden Drehmomente treten nicht auf, sondern die Leistung wird unmittelbar zwischen den Wellen ι und 12 mittels der jetzt im Verhältnis zueinander, unbeweglichen Zahnräder 4, 5 und der Sperrvorrichtung 8, 9, 13 übertragen. Die feste Sperrvorrichtung ist hierbei unwirksam. Die feste Sperrhülse 10 ist gemäß der Erfindung mit einer das Ende der festen Sperrvorrichtung 8, 10, 14 umgebenden Hülse 25 verbunden, welche ihrerseits mit einer bewegbaren Masse 26 fest verbunden ist, die in einem Kugellager 37 frei gelagert ist und von dem getriebenen Schwungrad 23 umschlossen wird. Die Masse 26 ist an dem Umkreis mil einer. Anzahl radial gerichteter Aussparungen 27 versehen, in welchen Zapfen 28 angeordnet.sind, die eine Befestigung für das äußere Ende einer entsprechenden Anzahl radial angebrachter Schraubenfedern 29 bilden. Deren innere Enden sind an Zapfen 30 befestigt, welche an einem normalerweise stillstehenden ringförmigen Teil 31 angeordnet sind. Der Teil 31 ist mittels einer Kugelreihe 32 auf einem mit der Haube 24 fest verbundenen Ring S3 gelagert und an dem Umkreis mit einem Zahnkranz 34 versehen, in welchen für gewöhnlich ein Sperrhaken 3 5 eingreift und dadurch eine Drehung des Teiles 3 r verhindert.

Der Sperrhaken 35 bildet einen Teil einer Vorrichtung, die in ihren Einzelheiten in Abb. 3 bis 5 gezeigt ist und die auch in Abb. ι als in die Haube 23 eingesetzt veranschaulicht ist.

Diese Vorrichtung besteht aus einem Rahmen 36, welcher derart angeordnet ist, daß er in die Haube 24 eingeführt und mit derselben verbunden werden kann. In diesem Rahmen sind sowohl der obengenannte, mit dem stillstehenden Übersetzungsteil 3 r zusammenwirkende winkelförmige Sperrhaken 3 5, der um den Zapfen 38 drehbar gelagert ist, als auch zwei Wellen 39 und 40 gelagert, welche ineinanderkämmende Zahnräder 41 und 42 tragen, deren Übersetzungsverhältnis derart gewählt ist, daß bei Drehung der Welle 39 mit dem größeren Zahnrad 41 um einen gewissen Winkel, entsprechend z. B. ¹/₆Umdrehung, die Welle 40 mit dem kleineren Zahnrad 42 eine halbe Umdrehung ausführt. Die Drehung der Wellen 39, 40 kann z. B., wie gezeigt, mittels eines auf dem außerhalb des Rahmens 3 6 gelegenen Ende der Welle 39 befestigten Zahnrades 43 (Abb. 3) herbeigeführt werden. Auf der Welle 40' sind zwei symmetrisch geformte und angeordnete Nocken 44 ausgebildet oder befestigt, welche bei jeder halben Umdrehung der Welle 40 mit dem äußeren Ring eines auf dem aufwärts gerichteten Schenkel 45 des Sperrhakens 35 befestigten Kugellagers 46 in Eingriff gebracht werden und dadurch den Sperrhaken 3 5 außer Eingriff mit den Zähnen 34 am Umkreise des normalerweise stillstehenden Teiles 31 (die in Abb. 1 gezeigte Lage) bringen. Der Sperrhaken 3 5 wird für gewöhnlich mit dem Tei] 31 in Eingriff gehalten mittels von Federn 47 beeinflußter Stifte 48 (Abb. 4), wobei das auf dem Sperrhakenschenkel 45 befestigte Kugellager 46 eine Lage zwischen den beiden Nokken 44 einnimmt, wie am besten aus Abb. 5 hervorgeht. Bei Drehung der Welle 40 mit den genannten Nocken um eine halbe Umdrehung, gerechnet von der in Abb. 5 gezeig ten Stellung, wird somit der Sperrhaken 35 zunächst außer Eingriff mit dem Teile 31 und danach in Eingriff mit demselben gebracht.

Diese Bewegung des Sperrhakens 3 5 und die dadurch bewirkte augenblickliche Freigabe des Teiles 31 soll bei Umstellung der Sperrvorrichtungen 9, 13 und 10, 14 vom Vorwärtsgang zum Rückwärtsgang oder umgekehrt zustande kommen. Zu diesem Zweck ist die Welle 40 an ihrem inneren Ende mit einem exzentrisch angebrachten Zapfen 49 versehen, auf welchem der innere Ring eines Kugellagers 50 befestigt ist, dessen äußerer

Ring in einer ringförmigen Aussparung 51 am äußeren Umkreis der für die Umstellung der Sperrvorrichtungen bestimmten Hülse 18 angebracht ist.

Bei Drehung der Welle 40 mit den Nocken 44 und dem exzentrisch angebrachten Kugellager 50 um eine halbe Umdrehung wird somit die Hülse 1.8 von der einen Außenlage in die andere verschoben und bewirkt dadurch Umstellung der Sp err vorrichtungen 9, 13 und 10, 14 in der früher beschriebenen Weise, und gleichzeitig erfolgt eine augenblickliche Freigabe des mit der festen Sperrvorrichtung 10, 14 zusammenwirkenden, normalerweise stillstehenden Teiles 31, wodurch die Spannung der Federn 29 aufgehoben wird, auch die Masse 26 und die damit verbundene feste Sperrhülse 10 augenblicklich freigegeben werden und dadurch die Umstellung der Sperrvorrichtungen erleichtert wird.

Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn z. B. ein mit einem Übersetzungsgetriebe gemäß der Erfindung versehener Kraftwagen eine Steigung hinauffährt und zum Stillstand gebracht wird. Hierbei wirkt die feste Sperrvorrichtung 8, 10, 14 als eine Bremse insofern, als diese Sperrvorrichtung, wenn sie für Vorwärtsgang. eingestellt ist, nicht der getriebenen Welle 12 gestattet, sich in entgegengesetzter Richtung zu drehen. Wünscht man nun Rückwärtsgang, so müssen die Sperrvorrichtungen mittels der in Abb. 3 bis 5 gezeigten Vorrichtung umgeschaltet werden. Es kann aber hierbei eintreten, daß infolge der vorherg ehenden Bremswirkung und auch infolge der Spannung in den Federn 29 der Bremswiderstand zwischen den Teilen der Sperrvorrichtung 8, 10, 14 gar nicht oder nur mit Schwierigkeit überwunden werden und somit die gewünschte Umsteuerung nicht bequem bewirkt werden kann. Durch die beschriebene Freigabe des Teiles 31 wird aber, wie schon erwähnt, die Spannung in den Federn 29 ausgelöst, und die Sperrhülse 10 wird freigegeben, wobei aller Widerstand gegen die Umsteuerbewegung aufgehoben wird.

Die vorgenannte Umsteuerbewegung solJ bewerkstelligt werden, wenn die getriebene Welle stillsteht, d. h. an einem Kraftwagen bei festgebremster Kardanwelle. Deshalb werden, solange sich die Sperrvorrichtungen 9,

13 und 10, 14 in Eingriff befinden, sämtliche Teile in der einen Drehrichtung von der festgebremsten Kardanwelle und in der anderen Richtung von der festen Sperrvorrichtung 10,

14 festgehalten. In demselben Augenblick, wo bei der Handhabung die Sperrollen 9, 10 aus ihrer Eingrifflage gelöst werden, wird aber die äußere Sperrliülse 8 frei, um durch den Einfluß der Schleudergewichte 7 beschleunigt zu werden. Werden dabei die Sperrvorrichtungen umgeschaltet, so zwingen die feste Sperrliülse 10 oder die Sperrhülse 9 der festgebremsten Welle 12 die äußere Sperrhülse 8 zum plötzlichen Anhalten. '

Mit Rücksicht auf die dabei durch die Federung der Sperrvorrichtungen aufzunehmende Arbeit dürfen gewisse Drehzahlen der getriebenen Welle 1 nebst dem zugehörigen Schwungrad und den Schleudergewichten nicht überschritten werden, damit die Sperrvorrichtungen nicht zerstört werden.

Dieses bedeutet eine Gefahr und erfordert auch, ständig darauf zu achten, daß die Umsteuerung nicht bei höheren Drehzahlen der treibenden Glieder vorgenommen wird.

Dieser Übelstand wird gemäß der Erfindung durch die oben beschriebene Umsteuervorrichtung vermieden, welche sehr schnell die Umsteuerung der Sperrvorrichtungen bewerkstelligt. Beim Beginn der Umsteuerbewegung, welche gegen die Wirkung der den Sperrhaken 35 beeinflussenden Federn 47 geschieht, tritt nämlich, wenn das Kugellager 46 auf einen der Nocken 44 gleiten soll, ein verhältnismäßig großer Widerstand ein, und die Spannung der Federn 44 wird erhöht bis zu dem Augenblick, in dem das Kugellager 46 sich gänzlich auf den Nocken 44 aufgeschoben hat. Dabei hört plötzlich der Widerstand gegen die Umsteuerbewegung auf, und durch Anspannen der für die Umsteuerung verwendeten Kraft (Muskelkraft) wird selbsttätig eine Beschleunigung der Bewegung herbeigeführt, wobei das Kugellager 46 durch die Einwirkung der Federn 47 sehr schnell einschnappt und in der gegenüberliegenden Vertiefung zwischen den Nocken 44 gesperrt wird und gleich schnell die Drehung der Welle 40 und die Umstellung der Sperrvorrichtungen in der beschriebenen Weise bewerkstelligt.

Die verschiedenen Teile der Sperrvorrichtung haben dabei nicht Zeit, bis auf schädliche Geschwindigkeit beschleunigt zu werden, auch wenn die Geschwindigkeit der treibenden Welle groß sein sollte, und die Umsteuerung kann ohne besondere Vorkehrung bewirkt werden, um die Sperrglieder im Augenblicke der Umsteuerung auf Stillstand zu hai· ten. Die mit der Sperrhülse 10 verbundene bewegbare Masse 26, die ja bei der Umsteuerung durch die Freigabe des Teiles 31 zum Umlaufen frei wird, hat dabei auch keine Zeit, irgendwelche schädliche Geschwindigkeit anzunehmen.

Es ist indessen von Bedeutung, daß die Umst euer bewegung im Anfang einen kräftigen Widerstand erfährt, der ein Anspannen der Umsteuerkraft bewirkt, so daß, wenn dieser Widerstand plötzlich aufhört, durch die angespannte Kraft (Muskelkraft) eine Be-

schleunigung der Umsteuerbewegung und dadurch eine schnelle Umschaltung selbsttätig herbeigeführt wird. Die Muskelkraft kann hierbei durch eine Federkraft ersetzt oder ergänzt werden, welche ebenfalls im Anfang der Umsteuerbewegung angespannt wird und den erwünschten Anfangswiderstand veranlaßt.

Einige Ausführungsformell von für diesen ίο Zweck geeigneten Vorrichtungen sind in Abb. 6 und η gezeigt.

Gemäß Abb. 6 ist in Vereinigung mit dem auf der Welle 39 befestigten Zahnrade 43 ein Sperrhaken 56 angeordnet, welcher mittels einer Feder 57 in Eingriff mit den Zähnen des Rades gehalten wird und bei der Drehung des Rades in der Richtung des gezeigten Pfeiles über diese Zähne gleiten kann. Hierbei wird der Widerstand gegen die Drehung des Rades erhöht, bis zu dem Augenblick, in dem der Haken 56 über -einen Zahn gleitet und in die nächstfolgende Zahnlücke hinabfällt, wobei der Widerstand plötzlich aufhört.

Gemäß Abb. 7 ist auf der von der Welle 39 getriebenen Welle 40 (vgl. Abb. 3 bis 6) eine mit zwei diametral entgegengesetzt gelegenen Vorsprüngen oder Nocken 58 ver-■ sehene Scheibe 59 befestigt, mit welcher ein· durch eine Feder 60 beeinflußter Sperrhaken 61 zusammenwirkt, so daß bei jeder Umdre< hung der Welle 40 um eine halbe Umdrehung in der bereits beschriebenen Weise^: diese Bewegung im Anfang einen Widerstand erfährt, wenn der Sperrhaken 61 gegen die Wirkung der Feder 60 über einen der Nokken 58 gehoben werden soll.

Die Vorrichtung kann im übrigen auch derart ausgeführt werden, daß eine im Anfang der Bewegung angespannte Feder, nachdem der Anfangswiderstand überwunden worden ist, unmittelbar zur Beschleunigung der fortgesetzten Bewegung beiträgt. Zu diesem Zweck kann beispielsweise eines der Zahnräder 41, 42 (Abb. 3 bis 5) mit der zugehörigen Welle 39 bzw. 40 nachgiebig verbunden sein.

Bei der in Abb. 8 gezeigten Schaltvorrichtung bezeichnet 70 den Fußboden des Führerplatzes eines Kraftwagens, an welchen sich vorn in üblicher Weise ein geneigter Vorderteil 71 anschließt. Der durch diesen Teil hindurchgehende Hebel 72 des obengenannten Pedals 73 dient sowohl der Regelung der Gaszufuhr zum Motor als auch der Bremsung und Umschaltung des Übersetzungsgetriebes von Vorwärtsgang auf Rückwärtsgang und umgekehrt. Der Fußhebel 72 ist um eine unter dem Fußboden 70 fest angebrachte Achse 74 drehbar. Er ist nebst den. zugehörigen Teilen in vier verschiedenen Stellungen I, TI, III und IV gezeigt. Dabei werden durch die Stellungen I und II die Grenzlagen der Gasregelung veranschaulicht, durch die Stellungen II und III die Grenzlagen der Bremsung, wobei die Stellung III voller Bremswirkung entspricht, und durch die Stellungen III und IV die Grenzlagen für Bewerkstelligung der Umsteuerung der Sperrvorrichtungen 9, 13 und 10, 14 (Abb. 1) des beschriebenen Übersetzungsgetriebes. Die Bewegung des Schaltgliedes 72, 73 von der Stellung III zur Stellung IV entspricht hierbei der bereits 'erwähnten Bewegung über das für die Bremswirkung erforderliche Maß hinaus, welche den Eingriff des Schaltgliedes mit der Umsteuervorrichtung (Abb. 1 und 3 bis 5) ermöglicht. Das Schaltglied soll hierbei in die Stellung IV mit dem Fuß gehoben oder gezogen werden, und zu diesem Zweck ist das Pedal 73 mit einem Bügel 75 verseheiij in welchen der Fuß 'eintritt, wie aus Abb. 8 hervorgeht. Der Fußhebel 72 ist an seinem unter dem Fußboden 70 gelegenen Teil mit einem drehbar angebrachten Sperrhaken 76 versehen, welcher unter dem Einfluß einer Zugfeder 77 steht, die bestrebt ist, den Haken mit dem der Umsteuerungsvorrichtung zugehörigen. Sperrad 43 in Eingriff zu bringen (vgl. auch Abb. i, 3 und 6). Mit diesem Sperrad 43 wirkt auch ein Bremshaken 78 0. dgl. zusammen, welcher dieselbe Aufgabe hat wie die in Abb. 6 und 7 gezeigten Vorrichtungen, indem er einen Anfangswiderstand gegen die Umschaltbewegung herbeiführen soll. Der Haken 78 ist in einem ortsfesten Teil 79 mittels eines durch eine Feder 80 beeinflußten Bolzens 81 bewegbar angebracht. Dabei hat der Bolzen 81 genügenden Spielraum, so daß bei der Umschaltbewegung in der Pfeilrichtung der Haken um die obere Kante 82 kippen kann und dadurch unter Ausübung des erwünschten Anfangswiderstandes dem Sperrad 43 gestattet, sich an dem Haken vorbeizudrehen. Die Umsteuerung von Vorwärtsgang auf Rückwärtsgang- oder umgekehrt geschieht hierbei durch Drehung des Sperrades um eine Zahnteilung, d.h. um ¹Zg Umdrehung, -entsprechend einer Drehung der Schaltwelle 40 (Abb. 1, 3 bis 5) um eine halbe Umdrehung, wie früher angenommen worden ist. Diese Drehung des Sperrades 43 wird mittels des Sperrhakens 76 beim Niederdrücken des Schaltpedals von der Stellung IV in die Stellung III bewirkt.

In dieser Stellung trifft der Fußhebel 72 mit einem Anschlag 83 an einem um die Welle 74 drehbar angeordneten Winkelarm zusammen, welcher durch ein Lenkstück mit einem um eine feste Achse 86 drehbaren Bremshebel 87 verbunden ist. Die Verbindung zwischen diesem Hebel 87 und der Bremsvorrichtung ist ebenso wie die letz-

tere nicht in der Zeichnung veranschaulicht, aber kann in beliebiger bekannter Weise ausgeführt werden.

Der Winkelarm 84 ist an seinem freien Ende zu einem Sperrhaken 88 ausgebildet, in welchen nach dem Durchgang durch die Stellung III bei der Abwärtsbewegung ein an dem Umsteuersperrhaken 76 hervorstehender Zahn oder Arm 89 durch die Einwirkung der Feder Jj eingreift, so daß der Fußhebel 72 und der Winkelarm 84 zusammengekuppelt werden und miteinander während der fortgesetzten Abwärtsbewegung zu dem unten näher anzugebenden Zweck gekuppelt bleiben. An dem Winkelarm 84 ist ebenfalls ein hervorstehender Arm 90 angeordnet, der mit einer Ecke 91 eines parallelogrammartigen Gelenksystems 92 drehbar verbunden ist, dessen gegenüberliegende Ecke 93 einen festen Drehpunkt bildet. Mit der oberen Ecke 94 des Gelenksj'stems ist eine Stange 95 fest verbunden, welche an ihrem unteren Ende mit einem Ansatz 96 versehen ist. Zwischen diesem und der unteren Ecke 97 des Gelenksystems ist eine kräftige Druckfeder 98 eingespannt, welche bestrebt ist, sämtliche Teile in die mit III bezeichnete Stellung zu führen, die, wie erwähnt, voller Bremswirkung entspricht. Das dargestellte parallelogramrnartige Gelenksystem 92 hat hierbei die Aufgabe, eine kräftige Erhöhung des ' Federdruckes und dadurch große Bremskraft in der Stellung III durch die dabei vorkommende Winkelstellung zwischen den Lenkstücken herbeizuführen und, je nachdem die Teile durch Niederdrücken des Schaltpedals 73 weiter in die Stellung II gebracht werden., eine allmählich erfolgende Verminderung des Federdruckes durch die dabei stattfindende Veränderung der Winkelstellung zwischen den Lenkstücken zu bewirken, so daß der Federdruck auf das Pedal 73 bei seiner Bewegung zwischen den Stellungen II und I verhältnismäßig gering wird und das Pedal ohne Anstrengung mit dem Fuß innerhalb der genannten Stellungen I und II gehalten werden kann. In der letztgenannten Stellung trifft das Pedal mit einem für die Gasregelung bestimmten Winkelhebel 99 zusammen, weleher um einen festen Zapfen 100 drehbar ist. Die Gaszufuhr wird hierbei gesteigert, je nachdem das Pedal von der Stellung II abwärts in die Stellung I geführt wird, welch letztere voller Zufuhr entspricht. Bei der in Abb. 9 gezeigten Abänderung ist der das Umsteuersperrad 43 beeinflussende Sperrhaken 76 aus zwei gegeneinander bewegbaren Teilen ausgeführt, die miteinander mittels einer Druckfeder 101 verbunden sind. Wenn der Sperrhaken 76 mit dem Sperrad 43 in Berührung gebracht wird, werden somit seine Teile zunächst gegen die Wirkung der Feder 101 zusammengedrückt, ohne daß dadurch eine Drehung des Sperrades bewirkt wird. Wenn hierauf die Spannung 6g der Feder 101 den Widerstand gegen die Umsteuerbewegung überwindet, wird sie diese Bewegung beschleunigen. Hierbei bildet sie ein ergänzendes Element zu der beim Niederdrücken des Schaltpedals 73 angespannten Muskelkraft, welche dieselbe Wirkung hat wie die Feder.

Unter der Annahme, daß sich das Kraftfahrzeug in Bewegung befindet, geschieht die Regelung der Gaszufuhr zum Motor dadurch, daß das Schaltpedal 73 mit dem Fuß. innerhalb der hierfür bestimmten Grenzlagen I und II gehalten wird. Der Fußhebel 72 befindet sich hierbei gleichfalls innerhalb der Stellungen I und II und beeinflußt durch den Anschlag 83 den mit dem Bremshebel 8y sowie mit dem Gelenk- und Federsystem 92, 98 verbundenen Winkelarm 84, so daß auch diese Teile innerhalb genannter Stellungen I und II gehalten werden, bei welchen, wie erwähnt, 8g die Bremse gelöst ist.

Soll der Kraftwagen dann angehalten werden, so läßt man mit dem Druck des Fußes nach, wobei durch Wirkung der Bremsfeder 98 der Winkelarm 84 mit allmählich zunehmender Kraft. (wegen des Gelenksystems 92) von der Stellung II in die Stellung III aufwärts geschwenkt wird. Der Arm 84 nimmt dabei teils den Hebel 87 mit, so daß die Bremse angezogen wird, und teils den Fußhebel 72 mit dem Sperrhaken 7 6 und dem Pedal 73 in die Stellung III mit, welche, wie bereits erwähnt, völlig angezogener Bremse mit festgebremster Kardanwelle !entspricht.

Soll der Wagen dann wieder in Gang gesetzt werden, so wird das Pedal von der Stellung III in die Stellung II niedergedrückt, welche gänzlich gelöster Bremse entspricht, und dann nach Wunsch zwischen den Stellungen II und I geregelt.

Wenn andererseits die Umsteuerung der Bewegungsrichtung bewerkstelligt werden soll, wird das Pedal mit dem Fuß von der Stellung III in die Stellung IV gehoben, in welcher der Sperrhaken 76 mit dem nächstfol- genden Zahn des Umsteuerrades 43 in Eingriff gelangt, wie mit vollgezogenen Linien in der Abbildung gezeigt ist. Bei dem darauf folgenden Niederdrücken des Pedals von der Stellung IV in die Stellung III wird eine Dre- 11g llung des Sperrades 73 um Y₆ Umdrehung (eine Zahnteilung) herbeigeführt, und die Umsteuerung der Sperrvorrichtungen des Übersetzungsgetriebes findet in der bereits beschriebenen Weise statt, wobei zu bemerken ist, daß diese Umsteuerung durch die früher beschriebenen Vorrichtungen schnell

bewirkt wird, so daß jede Gefahr der Zerstörung der Sperrvorrichtungen vermieden wird.

Bei dem fortgesetzten Niederdrücken des Pedals von der Stellung III, wo, wie beschrieben, das Lösen der Bremse und danach Gasregelung zustande kommt, wird der Zahn oder Arm 89 des Sperrhakens 76 durch Wirkung der Feder η η mit dem Haken 88 des Winkelarm.es 84 in Eingriff gebracht, wodurch, wie erwähnt, der Fußhebel 72 und der Arm 8 4 und dadurch auch der Hebel 72 und der Bremshebel 87 miteinander gekuppelt werden. Zweck dieser Kupplung ist, daß, falls aus irgendeinem Grunde die Bremsfeder 98 außer Tätigkeit gebracht werden sollte, die Bremsung nichtsdestoweniger durch Heben des Fußhebels 72 und des damit gekuppelten, mit der Bremse verbundenen Winkelarmes 84 stattfinden kann. Nachdem die Teile an der Stellung III vorbeibewegt sind, kommt der Sperrhaken 76, wie aus der Abbildung hervorgeht, mit dem Zahnrad 43 in Anlage, und der Arm 89 des Sperrhakens 76 wird mit dem Haken 88 des Armes 84 außer Eingriff gebracht.

Durch die Erfindung ist es somit möglich geworden, mittels eines und desselben Gliedes die erforderliche Regelung der Bremse und Umsteuerung von Vorwärtsgang auf Rückwärtsgang oder umgekehrt herbeizuführen, bei gleichzeitiger Sicherheit, daß die Kardanwelle des Wagens bei Vornahme der Umsteuerung stets festgebremst ist. Außerdem gestattet die Erfindung eine Regelung der Gaszufuhr zum Motor. Beides bedeutet eine Vereinfachung des Betriebes und ermöglicht ein sichereres und bequemeres Schalten. Endlich wird durch die Erfindung. eine schnelle Umsteuerung gewährleistet, so daß bei der Anwendung an einem Übersetzungsgetriebe der beschriebenen Art irgendeine Gefahr der Zerstörung der Teile nicht vorliegt. Es ist offenbar, daß die Erfindung nicht auf die dargestellte und beschriebene Ausführungsform beschränkt ist, sondern auch solche Ausführungsformen umfaßt, bei denen ein Schaltglied für die Bremse und ein Schaltorgan für die Umsteuervorrichtung in solcher unmittelbaren oder mittelbaren Abhängigkeit voneinander vorgesehen sind, daß mittels des letzteren die Umsteuerung nicht bewerkstelligt werden kann, ehe die Bewegung des erstehen zwecks Herbeiführung der Bremsung ausgeführt worden ist. Hierbei ist ies gleichgültig, ob dies durch Verstellung von Hand oder von Fuß geregelte Glieder oder durch 'eine Vereinigung derartiger Glieder, z. B. durch ein Bremspedal und einen Schalthebel, geschieht, wie in der Einleitung der Beschreibung angegeben worden ist.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Schaltvorrichtung für mechanische Kraftfahrzeuggetriebe, bei welcher die Umschaltvorrichtung für die Bewegungsrichtung des Fahrzeuges nur nach einem vorangegangenen Bremsvorgang eingestellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltglied für die Umstellung der Bewegungsrichtung des Fahrzeuges derart mittelbar oder unmittelbar von der Stellung eines Schaltgliedes für die Bremsvorrichtung des Fahrzeuges abhängig angeordnet ist, daß seine Umstellung nur bei durch Bremsung hervorgerufenem Stillstand der getriebenen Welle des Wechselgetriebes erfolgen kann.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gjekennzeichnet, daß zur Bedienung der Bremse und der Umsteuereinrichtung für die Bewegungsrichtung ein gemeinsamer Schalthebel (72, 73) derart angeordnet ist, daß er nach Durchlaufen des für das Bremsen erforderlichen Weges (IMII) mit dem Schaltglied (43) für die Bewegungsumsteuerung in Eingriff kommt.

3. Vorrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Schalthebel (72, 73) mit einer derartigen Einrichtung versehen ist, daß er beim mehrmaligen Bewegen in ein und derselben Richtung innerhalb des für die Umsteuerung bestimmten Schalthebelweges (III-IV) abwechselnd Vorwärtsgang und Rückwärtsgang leinschaltet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Schalthebel (72, 73) innerhalb eines dritten, sich an die beiden genannten Schalthebelwege (IV-III und IH-II) anschließenden Schalthebelweges (II-I) ein Regelglied (99) für die Triebkraft des Fahrzeuges beeinflußt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der tiefstliegende Schalthebelweg (H-I) des gemeinsamen Schalthebels (72, 73) zur Einstellung der Triebkraft des Fahrzeuges 11c dient.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Bremsen herbeiführende Federvorrichtung (98) derart eingerichtet ist, daß der Feder- 11; druck auf den Schalthebel (72, 73) in dessen Höchstlage am größten ist und mit dem Niedertreten des Hebels abnimmt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Schalthebel (72, 73) ein Sperrhaken (76) drehbar verbunden ist, welcher bei einer

über das für die Bremswirkung erforderliche Maß hinaus ausgeführten Bewegung des Hebels mit einem zu der Umsteuervorrichtung gehörenden Sperrad (43) in Eingriff kommt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Schalthebel (72) drehbar verbundene Sperrhaken (76) aus zwei gegeneinander verschiebbaren und unter Zwischenschaltung einer Feder (101) miteinander verbundenen Teilen besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen