DE596491C

DE596491C - Switching device for gear change transmission, especially for motor vehicles

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Publication number: DE596491C
Application number: DEJ43150D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1931-12-04
Filing date: 1931-12-04
Publication date: 1934-05-04

Description

Das Einstellen der für Kraftfahrzeuge üblichen Wechselgetriebe erfolgt derart, daß zunächst durch Niederdrücken eines Fußhebels die Motorkupplung gelöst wird, um die Antriebswelle vom Getriebe zu trennen. Alsdann wird durch Schalten eines Handhebels das der gewünschten Übersetzung entsprechende Zahnradpaar ineinandergeschoben, worauf durch Freigeben des Fußhebels die Kupplung wieder eingeschaltet wird. Die Tatsache, daß das sachgemäße Schalten des Wechselgetriebes große Aufmerksamkeit erfordert, die der Fahrzeugführer nicht immer aufwenden kann, hat zu zahlreichen Versuchen geführt, den Schaltvorgang einfacher zu gestalten; aber die bisherigen Lösungen dieser Aufgabe bedingen meist verwickelte Konstruktionen, die, ganz abgesehen von ihrer Kostspieligkeit, leichter als die sonst verwendeten Getriebe im Betrieb zu Störungen Anlaß geben, so daß die angestrebte Erhöhung der Fahrsicherheit mit ihnen nicht erreicht wird.The setting of the change gears customary for motor vehicles is carried out in such a way that First, the motor clutch is released by depressing a foot lever in order to separate the drive shaft from the gearbox. Then, by switching a hand lever, the corresponding gear ratio is set Pair of gears pushed into one another, whereupon the clutch is switched on again by releasing the foot lever. the The fact that the correct shifting of the gearbox requires great attention, which the vehicle driver can not always spend, has led to numerous attempts to make the shifting process easier to design; but the solutions to this problem so far have mostly involved complex ones Constructions which, quite apart from their costly nature, are lighter than the usual used gears in operation give rise to malfunctions, so that the desired increase driving safety is not achieved with them.

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung, bei der durch eine einfache Abänderung der üblichen Getriebebauart der Schaltvorgang wesentlich vereinfacht ist.The invention relates to a switching device in which by a simple modification the shifting process is significantly simplified with the usual gearbox design.

Dabei wird von dem an sich bekannten Gedanken Gebrauch gemacht, das Glied für die Bedienung der Kupplung (Kupplungshebel), gleichzeitig auch für das Wählen des Getriebeganges sowie das Ein- bzw. Ausschalten der Zahnräder zu verwenden.In doing so, use is made of the idea known per se, the term for the Operation of the clutch (clutch lever), at the same time also for selecting the transmission gear as well as turning the gears on and off.

Bei einer bekannten Schaltvorrichtung dieser Art erfolgt das Kuppeln, Wählen und Schalten gleichzeitig, wobei eine Schaltvorrichtung sonst üblicher Bauart Verwendung findet, bei der zwei längsverschiebbare Schaltstangen je nach ihrer Stellung mit Hilfe der üblichen Gabelstücke das Einschalten der verschiedenen Gänge bewirken. Die Aufgabe, die gleichsinnige Bewegung des Fußhebels wahlweise auf zwei Schaltstangen zu übertragen, deren Bewegungssinn gegebenenfalls auch gegenläufig sein kann, läßt sich *5 jedoch nur mit Hilfe außerordentlich verwickelter mechanischer Vorrichtungen lösen. Im Gegensatz hierzu wird gemäß der Erfindung der Schaltvorgang in an sich bekannter Weise in drei zeitlich aufeinanderfolgende Teile zerlegt, derart, daß zunächst die Entkupplung, hierauf das Ausrücken der Zahnräder und endlich das Wählen erfolgt. Zu diesem Zweck durchläuft das Kupplungsverstellglied bei der Bedienung nacheinander drei Arbeitswege, die diesen Einzelvorgängen zugeordnet sind. Bei dieser Lösung ergibt sich gegenüber der vorerwähnten älteren Bauart zunächst der Vorteil, daß es möglich ist, auf verwickelte Übertragungsvorrichtungen zu .verzichten und das Wählen sowie das Einbzw. Ausschalten der Zahnräder in an sich bekannter Weise durch eine längsverschiebbare, drehbare Nockenwelle vorzunehmen, die parallel den die Zahnräder tragenden Wellen gelagert ist und bei Vorwärtsbewegung (entsprechend dem Niederdrücken des Fußhebels) das Ausrücken und bei Rückwärtsbewegung (entsprechend dem Freigeben des Fußhebels) das Einrücken der Zahnräder herbeiführt,In a known switching device of this type, the coupling, selecting and taking place Switching at the same time, using a switching device of the usual type finds, with the two longitudinally shiftable shift rods depending on their position with Use the usual fork pieces to switch on the various gears. the Task, the movement of the foot lever in the same direction, optionally on two shift rods to transmit, whose sense of movement can possibly also be opposite, can be * 5 but only solve with the help of extremely intricate mechanical devices. In contrast, according to the invention, the switching process is known per se Divided into three chronologically successive parts, in such a way that first the decoupling, then the disengagement of the gears and finally the dialing takes place. For this purpose, the clutch adjusting member passes through when operating three work paths one after the other, which are assigned to these individual processes are. This solution has the advantage over the aforementioned older design that it is possible to entangled transmission devices to. waive and the dialing as well as the Einzw. Switching off the gears in a manner known per se by means of a longitudinally displaceable, make rotatable camshaft parallel to the shafts carrying the gears is stored and when moving forward (corresponding to the depression of the foot lever) disengaging and moving backwards (corresponding to releasing the foot pedal) causes the gears to engage,

während eine Drehbewegung der Nockenwelle beim Niederdrücken des Fußhebels eine der Nocken mit einem der Gabelstücke in Eingriff bringt, wobei es von der Winkelstellung der Nockenwelle abhängt, welches der Gabelstücke verstellt wird. Die Auflösung des Schaltvorganges in mehrere Einzelvofgänge bringt ferner den Vorteil mit sich, daß das Schalten der Wellen in sinnfälliger Weise ίο mit den Bedienungsbewegungen des Fußhebels unmittelbar verknüpft wird, so daß selbst bei unbeabsichtigtem Niederdrücken des Kupplungsverstellgliedes über den der Kupplung im engeren Sinne zugeordneten Arbeitsweg hinaus ein unbeabsichtigtes Schalten zunächst noch nicht erfolgt. Für die Fahrsicherheit ist aber gerade dieser Umstand von wesentlicher Bedeutung.during a rotary movement of the camshaft when the foot lever is depressed, one of the Cams with one of the fork pieces into engagement, taking it from the angular position the camshaft depends on which of the fork pieces is adjusted. The dissolution of the Switching process into several single operations also has the advantage that the Switching the shafts in an obvious way ίο with the operating movements of the foot lever is directly linked, so that even if the clutch adjusting member is accidentally depressed, the Clutch in the narrower sense associated work path also an unintentional switching not yet done at first. For driving safety, however, it is precisely this circumstance essential.

Gegenstand der Erfindung ist hiernach eine Schaltvorrichtung für Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer parallel zu der die verschiebbaren Zahnräder tragenden Welle gelagerten Nockenwelle, welche durch Drehen das Wählen und durch axiales Verschieben das Schalten eines Getriebeganges ermöglicht, bei der der Kupplungsfußhebel auf dem ersten Teil seines Verstellweges auf die Motorkupplung, auf dem zweiten Teil auf die Nockenwelle im Sinne einer axialen Verschiebung und auf dem dritten Teil mittels eines Schaltgetriebes auf die gleiche Welle im Sinne einer schrittweisen Verdrehung einwirkt.The subject of the invention is a switching device for gear change transmissions, especially for motor vehicles, with one parallel to which the sliding one Gear wheels bearing shaft bearing mounted camshaft, which by turning the dial and allows shifting a gear by moving axially, in which the clutch pedal on the first part of its adjustment path on the motor clutch, on the second part on the camshaft in terms of an axial displacement and on the third part by means of a gearbox on the same shaft in the sense of a acts gradually twisting.

Die Reihenfolge der durch die wiederholte Bedienung des Kupplungsverstellgliedes nacheinander eingeschalteten Getriebegänge ist hiernach durch die gegenseitige Winkelstellung der auf der Nockenwelle angeordneten Nocken bedingt. Es empfiehlt sich daher eine Anordnung der letzteren derart, daß jede Verdrehung der Nockenwelle um einen bestimmten Bruchteil ihres Umfanges das der nächsthöheren Getriebestufe entsprechende Zahnrad zum Eingriff bringt, wobei je ein Leerlaufgang vor dem ersten und nach dem dritten Gang und zwischen beiden Leerlaufgängen der Rückwärtsgang angeordnet ist.The sequence of the repeated operation of the clutch adjusting member one after the other Engaged transmission gears is hereafter due to the mutual angular position of the cams arranged on the camshaft. We therefore recommend a Arrangement of the latter so that each rotation of the camshaft by a certain Fraction of its circumference brings the gear corresponding to the next higher gear stage into engagement, with one each Neutral gear before first and after third gear and between both neutral gears the reverse gear is arranged.

Um die Möglichkeit zu schaffen, den Drehsinn der Nockenwelle umzukehren und damit ein Abwärtsschalten zu bewirken, sind auf der Nockenwelle zwei in entgegengesetztem Sinn gezahnte Schalträder befestigt, die durch zwei wahlweise in Eingriff kommende, vom Kupplungsfußhebel über ein Gestänge bewegte Schaltklinken schrittweise gedreht werden. Diese Schaltklinken werden von der dritten Arbeitsstufe des Kupplungshebels beeinflußt, und ihre Stellung in bezug auf den Eingriff in die entgegengesetzt gezahnten Schalträder wird vermittels einer durch den BremshebeL verstellbaren Kurvenscheibe dadurch geregelt, daß bei wirkungsloser Stellung des Bremshebels die das Vorwärtsschalten bewirkende Sperrklinke in Eingriff steht, während bei angezogenem Bremshebel die der Abwärtsschaltung entsprechende Schaltklinke auf die Nockenwelle wirkt. Um ein Abwärtsschalten nicht zwangsläufig mit einer gleichzeitigen Bremswirkung zu verbinden, wird zweckmäßig vor den eigentlichen Arbeitsweg des Bremshebels ein kurzes Wegstück eingeschaltet, bei dem ein Einwirken auf die Bremse noch nicht erfolgt, sondern lediglich die Umschaltung der die Drehung der Nockenwelle bestimmenden Sperrklinken bewirkt wird.To create the possibility of reversing the direction of rotation of the camshaft and thus To effect a downshift are two in opposite on the camshaft Sense toothed ratchet wheels attached, which by two optionally coming into engagement, Switching pawls moved by the clutch pedal via a linkage are rotated step by step will. These pawls are influenced by the third working stage of the clutch lever, and their position in relation to the engagement with the oppositely toothed ratchet gears is determined by means of one of the Brake lever adjustable cam disc regulated in that in ineffective position of the brake lever the pawl causing the forward shift is engaged, while with the brake lever pulled, the pawl corresponding to the downshift acts on the camshaft. In order not to combine a downshift with a simultaneous braking effect, a short distance is expedient before the actual travel of the brake lever switched on, in which an action on the brake does not yet take place, but only causes the switching of the pawls that determine the rotation of the camshaft will.

In den Abbildungen ist beispielsweise eine Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung wiedergegeben, und zwar stellt Abb. 1 einen Längsschnitt durch ein vollständiges Getriebe dar, während Abb. 2 die Anordnung für den Wechsel des Drehsinns der Nockenwelle in vergrößertem Maßstabe wiedergibt. In der Abb. 1 stellt a die Nockenwelle und c die getriebene Welle dar. b ist die Vorgelegewelle, d, e und / sind die den drei Vorwärtsgängen entsprechenden Zahnräder, während das Zahnrad g dem Rückwärtsgang dient, wobei die beweglichen Zahnräder alle in gleicher Richtung ein- bzw. ausgeschaltet werden. Der Verstellweg des Kupplungshebels m ist in drei aufeinanderfolgende Arbeitsstufen i, 2 und 3 unterteilt. Durchläuft der Fußhebel die Arbeitsstufe 1, so bewirkt er je nach Vor- oder Rückwärtsbewegung das Aus- bzw. Einkuppeln. Durch weiteres Bewegen des Hebels über die Arbeitsstufe 2 erfolgt das Aus- bzw. Einschalten der Zahnräder im Wechselgetriebe, während der Arbeitsgang 3 das Wählen des nächsten Ganges bewerkstelligt. Zu diesem Zwecke sind im Drehpunkt des Kupplungshebels m die beiden Hebel η und 0 starr mit ihm verbunden. 11 bewirkt in Verbindung mit einer Kulissenführung H₁ bekannter Bauart die axiale Verschiebung einer Nockenwelle k, während 0 mittels der Verbindungsstange O₁ und des Hebels p, welch letzterer auf der Nockenwelle gelagert ist, sowie der Sperrklinken u und ν die Drehung des Doppelsperrades k₂ und damit der mit ihm gegen Drehung verkeilten Nockenwelle k in die gewünschte Lage ermöglicht. Die auf der Nockenwelle k angeordneten Nocken ^₁ greifen je nach ihrer Lage in entsprechende Nuten der Gabelstücke i ein und rücken jeweils das der nächsten Getriebestufe entsprechende Zahnrad in an sich bekannter Weise in die Leerlaufstellung bzw. in das Gegenzahnrad ein.In the figures, for example, an embodiment of the subject matter of the invention is shown, namely Fig. 1 shows a longitudinal section through a complete transmission, while Fig. 2 shows the arrangement for changing the direction of rotation of the camshaft on an enlarged scale. In Fig. 1, a represents the camshaft and c the driven shaft. B is the countershaft, d, e and / are the gears corresponding to the three forward gears, while gear g is used for reverse gear, the movable gears all in the same direction can be switched on or off. The adjustment path of the clutch lever m is divided into three successive working stages i, 2 and 3. If the foot pedal passes through work level 1, it causes the clutch to be disengaged or engaged depending on the forward or backward movement. By moving the lever further over work step 2, the gear wheels in the gearbox are switched on and off, while work step 3 manages the selection of the next gear. For this purpose, the two levers η and 0 are rigidly connected to it at the pivot point of the coupling lever m. 11 , in conjunction with a link guide H _{1 of} known design, causes the axial displacement of a camshaft k, while 0 by means of the connecting rod O ₁ and the lever p, which the latter is mounted on the camshaft, and the pawls u and ν, the rotation of the double locking wheel k ₂ and thus enables the camshaft k wedged against rotation with it in the desired position. The cams ^ ₁ arranged on the camshaft k engage, depending on their position, in corresponding grooves in the fork pieces i and each engage the gear corresponding to the next gear stage in the known manner in the idle position or in the counter gear.

Das Umschalten des Drehsinns der Nockenwelle zum Zwecke des Rückwärtsschaltens erfolgt durch Drehung einer Nockenscheibe s, The direction of rotation of the camshaft is switched over for the purpose of switching backwards by turning a cam disk s,

die zwei Nocken S₁ und S₂ trägt, die je nach Stellung der Nockenscheibe die Sperrverbindung zwischen den Sperrklinken u bzw. ν einerseits und dem Doppelsperrad k_z andererseits aufheben. Das Verstellen der Nockenscheibe j erfolgt sinnfällig über ein Gestänge durch Niedertreten des Bremsfußhebels M₁, dessen Wirkungsweise zu diesem Zweck so abgeändert ist, daß vor Eintritt der Bremswirkung der Bremshebel einen kurzen Weg durchläuft, der lediglich der Umkehr des Drehungssinnes der Nockenwelle dient.carries the two cams S ₁ and S ₂ which, depending on the position of the cam disk, cancel the locking connection between the pawls u or ν on the one hand and the double locking wheel k _z on the other. The adjustment of the cam disk j is obviously carried out via a linkage by stepping down the brake pedal M ₁ , whose mode of operation is modified for this purpose so that before the braking effect occurs, the brake lever traverses a short path which only serves to reverse the direction of rotation of the camshaft.

Die Wirkungsweise der Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung stellt sich wie folgt dar:The mode of operation of the switching device according to the invention is as follows:

Es sei angenommen, daß das Getriebe auf Leerlauf eingestellt und der Motor in Tätigkeit ist. Durch Niederdrücken des Fußhebels m wird ausgekuppelt, sodann wird die Nockenwelle k mittels des Hebels η und der Kulisse % zurückgeschoben, so daß die Nocken k unter die Gabelstücke i rücken, und endlich wird durch die Hebel 0, O₁, p und die Sperrklinke« die Nockenwelle so gedreht, daß das zum ersten Vorwärtsgang gehörige der Gabelstücke % von dem zugeordneten Nocken erfaßt wird. Durch Loslassen des Fußhebels wird dann beim Durchlaufen der zweiten Arbeitsstufe der erste Gang d eingerückt und hierauf in der ersten Arbeitsstufe die Kupplung eingeschaltet. Durch ein noch- ■ maliges Niedertreten des Kupplungshebels m über die drei Arbeitswege 1 bis 3 wird zunächst wiederum ausgekuppelt, dann der erste Gang ausgerückt, dann die Nockenwelle k mittels der durch 0, O₁ und p verstellten Sperrklinke u um einen solchen Winkel weitergedreht, daß der zum zweiten Gang e gehörige Nocken in das entsprechende Gabelstück eingreift. Durch Loslassen des Fußhebels wird wieder zunächst der (zweite) Gang eingerückt und erst hierauf die Kupplung eingeschaltet. Das Schalten der übrigen Gänge erfolgt in durchaus entsprechender Weise. Mit der Nockenwelle ist zweckmäßig durch eine biegsame Welle q eine im Armaturenbrett angebrachte Anzeigeuhr r, wie Abb. 1 zeigt, verbunden, die die jeweilige Stellung der Nockenwelle und damit auch den jeweils eingestellten Gang anzeigt.Assume that the transmission is in neutral and the engine is in operation. By depressing the foot lever m , the clutch is disengaged, then the camshaft k is pushed back by means of the lever η and the link%, so that the cams k move under the fork pieces i , and finally the levers 0, O ₁ , p and the pawl « the camshaft is rotated so that the fork pieces % belonging to the first forward gear is detected by the associated cam. By releasing the foot lever, first gear d is engaged when going through the second working stage and the clutch is then switched on in the first working stage. By once again stepping down the clutch lever m via the three working paths 1 to 3, the clutch is first disengaged again, then the first gear is disengaged, then the camshaft k is rotated further by such an angle by means of the pawl u adjusted by 0, O ₁ and p, that the cam belonging to the second gear e engages in the corresponding fork piece. By releasing the foot pedal, the (second) gear is first engaged again and only then is the clutch switched on. The other gears are shifted in a corresponding manner. A display clock r mounted in the dashboard is expediently connected to the camshaft by a flexible shaft q , as shown in Fig. 1, which displays the respective position of the camshaft and thus also the gear currently set.

Das Gangwählen mittels der Hebel 0, O₁, p und der Sperrklinken u geschieht zwangsläufig in der Reihenfolge: Leerlauf, erster bis dritter Gang aufwärts. Vor und hinter dem Rückwärtsgang ist je ein Leer lauf gang eingeschaltet. Außerdem kann an geeigneter Stelle eine von Hand auslösbare Sperrklinke für den Rückwärtsgang angeordnet werden, damit der Rückwärtsgang nicht unbeabsichtigt bei vorwärts fahrendem Fahrzeug eingeschaltet werden kann. ^oThe gear selection by means of the levers 0, O ₁ , p and the pawls u inevitably takes place in the following sequence: idle, first to third gear upwards. An idle gear is switched on in front of and behind the reverse gear. In addition, a manually releasable pawl for the reverse gear can be arranged at a suitable point so that the reverse gear cannot be switched on inadvertently when the vehicle is moving forward. ^ o

Je nach Konstruktion der Kupplung und der Schaltung der eingebauten Kupplungsfedern erweist es sich als zweckmäßig, eine Zusatzfeder anzuordnen, die das Einschalten der Zahnräder erleichtert. Außerdem sind in ⁶S an sich bekannter Weise Rasten I für die axiale Verschiebung und Verdrehung der Nockenwelle k sowie eine besondere Raste für den Übergang des Fußhebels m vom ersten in den zweiten Arbeitsweg angeordnet. Letz- 7<> tere hat den Zweck, die Benutzung des Fußhebels m auch für ein gelegentliches Auskuppeln ohne Gangschaltung zu erleichtern. Bei besonders schweren (z. B. Last-) Fahrzeugen kann der Fußhebel m in an sich bekannter Weise durch eine hydraulische oder elektrische Einrichtung verstellt werden, wodurch eine weitere Entlastung des Fahrzeugführers .möglich wird.Depending on the design of the clutch and the switching of the built-in clutch springs, it proves to be useful to arrange an additional spring that makes it easier to switch on the gears. In addition, in S ⁶ in known manner detents I k for the axial displacement and rotation of the camshaft and a special screening for the transition of the pedal m arranged from the first to the second working path. The latter has the purpose of making it easier to use the foot pedal m even for occasional disengaging without gears. In the case of particularly heavy (e.g. heavy goods vehicles) vehicles, the foot lever m can be adjusted in a manner known per se by a hydraulic or electrical device, which makes it possible to further relieve the vehicle driver.

Claims

80 claims:

1. Switching device for gear change transmissions, especially for motor vehicles, .with a camshaft mounted parallel to the shaft carrying the displaceable gears, which enables the selection of a gear by rotating and shifting axially by shifting a gear, characterized in that the clutch pedal (m) on the acts on the first part of its adjustment path (1) on the engine clutch, on the second part (2) on the camshaft in the sense of an axial displacement and on the third part (3) by means of a gearbox on the same shaft in the sense of a gradual rotation.

2. Switching device according to claim 1, characterized in that on the camshaft two oppositely toothed ratchet wheels (k ₂ ) are attached, which by two optionally coming into engagement, from the clutch lever via a linkage (O ₁ , p) moving pawls (μ , ν) can be rotated step by step.

3. Switching device according to claim 1 and 2, characterized by a cam disc (s) which, when driving forward, allows the corresponding pawl to engage with its ratchet wheel and keeps the other out of engagement and which is activated by a movement of the brake pedal (W ₁ ) the other pawl can be switched over by switching off the former.

For this purpose ι sheet of drawings