DE560852C - Verstellvorrichtung fuer das Zahnraederwechselgetriebe und die Motorkupplung, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Verstellvorrichtung für das Zahnräderwechselgetriebe und die damit verbundene Kupplung zum Ein- und Ausrücken des Antriebsmotors. Derartige Wechselgetriebe mit Motorkupplung werden vornehmlich für Kraftfahrzeuge verwendet.

Bei den jetzt allgemein üblichen Anordnungen wird die Motorkupplung unabhängig vom Wechselgetriebe durch den Fahrer vom Fuß aus bedient.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, die jetzt übliche Art der Kupplungsbedienung dadurch zu verbessern, daß der Getriebe-Schalthebel gleichzeitig zum Schalten der Kupplung Verwendung findet und in seiner wirkungslosen oder neutralen Stellung die Kupplung ausgerückt hält. Die Einrückung der Kupplung erfolgt dann nach beendetem Schaltvorgang im Wechselgetriebe.

Bei derartigen Ausführungen können während der Schaltvorgänge im Wechselgetriebe unerwünschte Kraftrückwirkungen von der Kupplung auf den Schalthebel übertragen werden. Hinzu kommt, daß sie ohne wesentliche Änderungen in die jetzt üblichen Konstruktionen von Wechselgetrieben nicht einzugliedern sind.

Diese und andere Nachteile strebt die vorliegende Erfindung dadurch zu vermeiden, daß die die Motorkupplung beeinflussende Verstellvorrichtung am Ende der Schaltwege der Schaltstangen für die Getriebezahnräder derart angeordnet ist, daß der Schalthebel erst nach erfolgter Getriebeschaltung mit dem die Kupplung beeinflussenden Verstellglied in Eingriff gelangt. Irgendwelche Kraftrückwirkungen, z. B. seitens der Zusammendrückfeder der Kupplung, können daher auf den Schalthebel beim Schalten des Getriebes nicht auftreten.

Wenn zum Verstellen der Kupplung eine Hilfskraft (Druckmittel o. dgl.) vorgesehen wird, ist es möglich, auch beim Verstellen der Kupplung vom Schalthebel alle Kräfte fernzuhalten, soweit sie über geringfügige Reibungswiderstände hinausgehen. Der Erfindungsgedanke wird in einer besonders zweckmäßigen Weise verwirklicht, wenn man am Ende des Schaltweges ein quer zur Bewegungsrichtung der Schaltstangen verschiebbares Verstellglied anordnet, welches das die Hilfskraft steuernde Glied bei Weiterbewegung des Schalthebels so steuert, daß dabei die Kupplung eingerückt wird.

Eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ist auf der Zeichnung, teilweise schematisch, veranschaulicht.

Fig. ι ist ein Schaubild zur Erläuterung der zusammengehörigen Bewegungen des obe-

ren und unteren Endes eines Schalthebels, der im Sinne der Erfindung verstellt wird;

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf eine Anordnung gemäß der Erfindung in Verbindung mit einem Kraftwagenmotor;

Fig. 3 ist ein waagerechter Schnitt durch den oberen Teil des Getriebekastens;

Fig. 4 ist eine teilweise geschnittene Ansicht der zur Bewegung des Verteilerventiles ίο dienenden Teile;

Fig. 5 ist die Seitenansicht eines Verteilerventils;

Fig. 6 ist ein Schnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 5.

Das zur näheren Erläuterung der Grundzüge der Erfindung in den Zeichnungen und der Beschreibung gewählte Ausführungsbeispiel bezieht sich auf einen mit flüchtigem Brennstoff betriebenen Kraftwagen. mit üblichem Dreistufenwechselgetriebe mit Zahnrädern und einem Kugelgelenkschalthebel, der außer den gebräuchlichen Bewegungen in Form des H noch die Ausführung gewisser zusätzlicher Bewegungen zuläßt. Ferner ist angenommen worden, daß die Kraft zur Bewegung der Kupplung der Saugleitung des Motors entnommen wird, die bei laufendem Motor einen erheblichen Unterdruck zur Verfügung stellt. Hierdurch soll aber die Erfindung nicht auf solche Verhältnisse beschränkt werden. Beispielsweise würde es möglich sein, ohne den Gedanken der Erfindung zu verlassen, dieselben Grundzüge auf andere als mit flüchtigen Brennstoffen be-. triebene Kraftwagen oder überhaupt in Verbindung mit anderen Kraftanlagen in Anwendung zu bringen. Auch könnte eine andere Kraftquelle für die Bewegungen vorgesehen werden, entweder in Verbindung mit der Maschine oder durch Anordnung eines gesonderten Kraftspeichers, der seinerseits seinen Antrieb von der Maschine empfangen könnte, z. B. eine öldruckpumpe oder eine Luftpumpe. Dieser Kraftspeicher könnte auch mehr oder weniger unabhängig von der Maschine sein, z. B. eine elektrische Batterie, die Solenoide speist. Ebenso könnten zusätzliche Bewegungen des Schalthebels abweichend von denen ausgeführt werden, die in der nachfolgenden Beschreibung zugrunde gelegt worden sind.

In Fig. 2 ist e ein Vierzylindermotor mit Saugleitung m; c stellt eine Reibungskupplung üblicher Bauart mit auf Schließen wirkender Feder dar, j ist das Gehäuse für diese Feder und k eine Scheibe an dem Gehäuse. G bedeutet das Getriebegehäuse und g dessen Aufsatz zur Aufnahme der Schaltstangen, während 11 das Gehäuse für das Kugelgelenk So des Schalthebels darstellt.

Auf dem Getriebegehäuse sind zwei Zylinder i mit Kolben angeordnet. Entsprechend der Stellung des im Gehäuse ν untergebrachten Verteilerventils stehen diese Zylinder durch Rohre 0, q entweder mit der Außenluft oder mit der Saugleitung m in Verbindung. Sind die Zylindern mit der Saugleitungm verbunden, so werden die Kolben p infolge des Unterdruckes in dieser Leitung so verstellt, daß die Scheibe k mittels der Kolbenstange d und der Gabel b nach dem Getriebegehäuse G zu bewegt wird, wodurch die Kupplungsfeder zusammengedrückt und die Kupplung c geöffnet wird. Sobald die Verbindung mit der Leitung m unterbrochen und atmosphärischer Druck zugelassen wird, dehnt sich die Kupplungsfeder wieder aus; die Kolben/» bewegen sich auf die Kupplung zu, die sich nunmehr unter dem Einfluß der Feder wieder schließt. 8(.

Das Verteilerventil· wird vom unteren Ende des Getriebeschalthebels aus gesteuert. Dieses Hebelende ragt in den Teil des Getriebegehäuses hinein, der die Schaltstangen und zugehörigen Schaltgabeln enthält.

In Fig. ι deutet N die neutrale Stellung des Schalthebels an, während R, I, II, III die verschiedenen Stellungen des oberen Schalthebelendes bezeichnen, wenn ein Zahnräderpaar in Eingriff ist. Die Wege, die von der go Hand des Führers beschrieben werden, bilden zusammen das H- Die Stellungen des unteren Hebelendes, die den oberen entsprechen, sind durch kleine Buchstaben bzw. arabische Zahlen bezeichnet. Solange der Schalthebel in neutraler Lage ist, befindet sich das Verteilerventil in einer Stellung, in der die Zylinder i unter dem Unterdruck von der Saugleitung m her stehen; die Kupplung ist dabei geöffnet, d. h. sie überträgt kein Drehmoment, abgesehen von der verbleibenden kleinen Schleppung, die nunmehr ein leichtes Schalten der Zahnräder zuläßt, solange der Motor läuft. Nachdem ein Zahnrädereingriff hergestellt worden ist, kann entsprechend der dargestellten Anordnung der Schalthebel von seinen Eck- oder Eingriffsstellungen R, I, II, III aus in eine jeweils zugeordnete Stellung/?', I', II', III' gebracht werden. Ist der Hebel in eine dieser letzteren Stellungen überführt, die auf oder benachbart der Längssymmetrieachse n-n des H liegen, so steuert das untere Hebelende das Ventil in der Weise, daß es Außenluft zuläßt, wodurch die Kupplung eingeschaltet wird. Wird der Hebel aus einer solchen Stellung in die zugeordnete Eingriffstellung zurückgenommen, so verbindet das Ventil die Zylinder i wieder mit der Saugleitung m. wodurch sich die Kupplung wieder öffnet. Hierfür kann ein Ventil oder können auch zwei Ventile verwendet werden, von denen das eine Außendruck zuläßt und das

andere gleichzeitig den Unterdruck absperrt und umgekehrt. In der nachfolgenden Beschreibung ist entsprechend Fig. 5 und 6 ein Einzelventil in Form eines Hahns zur Erläuterung gewählt worden.

Befindet sich der Hahn in der in Fig. 6 gezeichneten Stellung, so stehen die Zylinder i und die Saugleitung m durch die Rohre 0, q sowie die Kammern / und t miteinander in Verbindung, so daß die Kupplung geöffnet ist. Wird der Hahn um etwa 45 ° in der einen oder anderen Richtung gedreht, so liegt die Kükenbohrung y in der Richtung D-D oder E-E. In beiden Stellungen ist die Kammer t durch einen von den beiden Kanälen a in direkter Verbindung mit der Außenluft mit der Wirkung, daß sich die Kupplung schließt. Der Grund für die Anordnung zweier Stellungen D-D und E-E wird durch die nachfolgende Beschreibung an Hand der Fig. 3 und 4 klar werden. Das Küken ist auf einer senkrechten Spindel L befestigt (Fig. 5), die mittels eines Kegelradgetriebes B von einer waagerechten Welle I aus in Umdrehung versetzt werden kann.

Die Anordnung des Ventils (Hahnes) V, des Kegelradgetriebes B und der Welle / in Verbindung mit dem Getriebegehäuseaufsatz g ist in Fig. 3 veranschaulicht. Die Welle / läuft im Aufsatz g in Richtung von dessen Längsachse entlang. Zwei Stirnräder w sind an den Enden der Welle / aufgesetzt (s. auch Fig. 4). Diese beiden Stirnräder greifen in zwei entsprechende verzahnte Stangen Z ein, die gleitbar gelagert sind. Die Verstellstangen können daher aus der in Fig· 3 gezeigten Mittellage mittels des unteren Endes des Schalthebels in seitlicher Richtung verschoben werden, und zwar nach beiden Seiten hin. Wenn dies geschieht, wird das Hahnküken entweder auf die eine oder die andere seiner Stellungen E-E bzw. D-D gedreht, in denen Verbindung mit der Außenluft hergestellt wird.

In Fig. 4 ist das untere Ende des Schalthebels u' gezeichnet, das in üblicher Weise in eine Nut h auf einer der Schaltstangen / eingreift. In Fig. 3 ist die linksseitige Stange f in neutraler Stellung gezeichnet und die rechtsseitige in Zahnrädereingriffstellung entsprechend Stellung I in Fig. 1.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, befindet sich der Schalthebel u' in jeder seiner Eingriff-Stellungen gleichzeitig in einer entsprechenden Ausnehmung H in einer der beiden verzahnten Stangen Z. Da nun das untere Ende des Schalthebels in den Eingriffstellungen frei seitlich aus den Ausnehmungenh in den Schaltstangen / austreten kann, so kann durch eine seitliche Bewegung des Schalthebels die verzahnte Stange Z in deren Ausnehmung H ergriffen und seitlich auf die Symmetrieachse n-n zu bewegt werden. Dies hat zur Folge, daß das Ventil V Außenluft zuläßt und die Kupplung eingerückt wird. Wird nun der Schalthebel auf demselben Wege auf seine Eck- oder Eingriffstellung zurückgenommen, so wird das Küken in umgekehrter Richtung gedreht, wodurch in den Zylinder i wieder Unterdruck hergestellt und die Kupplung wieder geöffnet wird. Zur besseren Führung des unteren Schalthebelendes können Führungsrahmen χ (Fig. 3) angebracht werden, die in der Mitte einen Durchgang für den Schalthebel zu dessen neutraler Lage frei lassen. Die Mittellage und die beiden seitlichen Lagen der verzahnten Stangen Z sind durch Schnappbolzen o. dgl. gesichert. Da zur Steuerung des Ventils nur sehr wenig Arbeit erforderlich ist, können die von dem unteren Ende des Schalthebels zu durchlaufenden Wege sehr klein gehalten sein. Eine ausreichende A^erdrehung des Kükens kann durch ein geeignetes Übersetzungsverhältnis des Kegelradgetriebes erzielt werden.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform ist nur eine unter vielen möglichen Ausführungsarten der Erfindung, wenn diese in einem Kraftwagen zur Verwendung kommt.

Auch braucht der Angriffspunkt des Schalthebeis u' für die Verstelleinrichtung des Triebwerkes Z, w, I, B, L nicht am untersten Ende des Schalthebels zu liegen, vielmehr könnte dieser Angriffspunkt auch an einen höher gelegenen Teil des Schalthebels verlegt werden, wobei die Möglichkeit bestünde, das Triebwerk Z, w, I, B₁ L ganz außerhalb des Schiebers, über dem Gehäuseaufsatz g, anzuordnen. Gleichwohl, welche Anordnung in dieser Hinsicht gewählt wird, können alle iod Konstruktionsteile des Erfindungsgegenstandes ohne Änderung der jetzt üblichen Konstruktionen bei Kraftfahrzeugen eingebaut werden.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die zusätzlichen Bewegungen des Schalthebels u' zur Beeinflussung der Kupplung so angeordnet, daß die Bewegungsrichtungen für das Verstellen der Kupplung senkrecht stehen auf denen, die zum Schalten des Wechselgetriebes dienen, wenn beispielsweise zwischen den Einschaltstellungen R und I oder zwischen II und III gewechselt wird. Diese Richtungsabweichung der beiden verschiedenartigen Steuerbewegungen hat außer dem Vorteil ihrer leichten Unterscheidbarkeit den Zweck, ein vorzeitiges Ausschalten eines Zahnräderpaares im Anschluß an die Bewegung des Schalthebels zum Öffnen der Kupplung zu verhindern, da es erwünscht ist, daß die Kupplung völlig geöffnet ist, bevor das Ausrücken eines Zahnräderpaares überhaupt

eingeleitet werden kann. Der Richtungswechsel erzeugt also eine erwünschte Verzögerung in der Aufeinanderfolge zweier verschiedenartiger Steuerbewegungen des Schalthebeis.

Das veranschaulichte Triebwerk Z, w, I₃ B, L zwischen Schalthebel u' und Ventil V zur Bedienung des letzteren vom Schalthebel aus ^ ist so durchgebildet, daß auch unter ungewohnlichen Betriebsverhältnissen;, wie bei durch starke Kälte verursachten Eindicken des Schmiermittels im Getriebekasten, keine nennenswerten Reibungswiderstände auftreten können. Außerdem schließt sich die Anordnung der verschiebbaren, verzahnten Stange Z mit ihren Eingriffsnuten für den Schalthebel eng an die bewährte Konstruktion der ebenfalls im Getriebekasten angeordneten Schaltstangen für den Wechsel des Zahnrädereingrififs an.

Unter den Vorteilen, die beispielsweise ein

Kraftwagen, der mit einer Anordnung gemäß der Erfindung ausgerüstet ist, aufweisen würde, mögen die folgenden besonders hervorgehoben werden.

Der linke Fuß des Fahrers, der bei der heute üblichen Anordnung für die Bedienung des Kupplungspedals jederzeit bereit sein muß, wird vollkommen frei. Dieser Fuß kann daher für eine andere Tätigkeit, z. B. für das Abblenden der Scheinwerfer bei Begegnung mit anderen Wagen, zur Verfügung gehalten werden. Auch kann durch die an sich bekannte Wiederholung des Brennstoffpedals der Fahrer, um der Ermüdung des dauernd beanspruchten gleichen Fußes vorzubeugen, die Regelung der Brennstoffzufuhr zeitweilig entweder auf den einen oder den andern Fuß unter Benutzung des jeweils dafür vorgesehenen Pedals verlegen.

Der Fahrer hat bei einer Anordnung ge

mäß der Erfindung so gut wie nichts umzulernen, da die Steuervorrichtung nicht durch zusätzliche Bedienungsglieder gegenüber den jetzt allgemein üblichen erschwert ist. Die 45 Betriebssicherheit eines derart gesteuerten Wagens, besonders beim Warten vor einem Haltesignal, bei dichtem Verkehr und bei Anfahren in einer Steigung, ist eine wesentlich größere. Der Wagen gehorcht in jeder Lage 50 schneller dem Willen des Führers, denn durch eine leichte seitliche Bewegung am Griff des Getriebehebels kann der Führer sofort auf Anfahren oder wieder zurück auf Halten einstellen.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Verstellvorrichtung für das Zahnräderwechselgetriebe und die Motorkupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei welcher in der wirkungslosen Stellung des Getriebeschalthebels die Motorkupplung ausgerückt ist und das Einrücken der Kupplung nach beendetem Schaltvorgang erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die die Motorkupplung beeinflussende Verstellvorrichtung am Ende der Schaltwege der Getriebeschaltstangen derart angeordnet ist, daß der Schalthebel erst nach erfolgter Getriebeschaltung mit dem die Kupplung beeinflussenden Verstellglied in Eingriff gelangt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer durch eine Hilfskraft verstellbaren Kupplung, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Schaltweges ein quer zur Bewegungsrichtung der Schaltstangen (/) verschiebbares Verstellglied (Z) angeordnet ist, welches das die Hilfskraft steuernde Glied (V) bei Weiterbewegung des Schalthebels («') derart steuert, daß die _ Kupplung (c) eingerückt wird.

   Hierzu τ Blatt Zeichnungen