DE600572C - Vorrichtung zum geraeuschlosen Schalten des Wechselgetriebes bei Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum geräuschlosen Schalten des Wechselgetriebes bei Kraftfahrzeugen mit einer hinter dem Wechselgetriebe angeordneten Freilaufeinrichtung, deren Klemmrollen in einem Käfig geführt sind.

Beim Schalten des Wechselgetriebes von Kraftfahrzeugen, welche keine Freilaufeinrichtung besitzen, muß bekanntlich die Kupplung ausgerückt und die mit verschiedener Drehzahl umlaufenden Getrieberäder durch Gaswegnahme oder Zwischengas auf die gleiche Drehzahl gebracht werden, ehe der Gangwechsel erfolgen kann. Da hierbei der richtige Augenblick des Gangwechsels von der Aufmerksamkeit des Fahrers abhängt, ist es nicht immer möglich, die Getrieberäder geräuschlos in Eingriff zu bringen. Um diesen sehr umständlich empfundenen Schaltvorgang zu erleichtern, ist bereits vorgeschlagen worden, die Bedienung der Kupplung zwangläufig von jener der Schaltvorrichtung abhängig zu machen. Zu diesem Zweck wurde der Schalthebel mit einer Sperrklinke versehen, durch

as deren Bedienung der Kupplungsfußhebel derart gesteuert wurde, daß der Schalthebel erst nach dem Loskuppeln des Motors freigegeben und die Kupplung nach vollzogenem Gangwechsel unter Verzögerung selbsttätig wieder eingerückt werden konnte. Dieser Vorrichtung haftet jedoch der Miangel an, daß das Synchronisieren der Getrieberäder durch Bedienen der Gasdrossel und damit die Verhütung des lästigen Schaltgeräusches noch weiter erschwert wurde.

Für Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen mit einer hinter dem Wechselgetriebe angeordneten Freilaufeinrichtung ergibt sich eine gewisse Schalterleichterung für den Fall von selbst, daß sich der Wagen im Freilauf, d. h. in jenem Beschleunigungszustand befindet, bei dem die Verbindung zwischen Wagen und Motor gelöst ist. In diesem Fall ist es möglich, den Gangwechsel ohne Bedienung der Kupplung und der Gasdrossel zu vollziehen, da die durch die Freilaufeinrichtung von der Kardanwelle losgekuppelte Getriebewelle eine derart geringe Masse besitzt, daß die zum Eingriff gelangenden Getrieberäder fast augenblicklich synchronisiert werden können. Nun ist es aber für den Fahrer nicht leicht, den Freilaufzustand des Wagens so zu erfassen, daß der Gangwechsel geräuschlos vollzogen werden kann, insbesondere dann nicht, wenn der Beschleunigungszustand des Wagens, wie dies im Stadtverkehr vorkommt, sich dauernd ändert. Diese Aufgabe zu erleichtern, setzt sich die Erfindung zum Ziel.

Der Gegenstand der Erfindimg ist durch eine auf den Schalthebel des Wechselgetriebes einwirkende Sperrvorrichtung gekennzeichnet, die durch die Bewegung des Rollenkäfigs der Freilaufeinrichtung mit Hilfe geeigneter, z. B. mechanischer oder elektromagnetischer Übertragungsmittel derart gesteuert ist, daß der Schalthebel nur im Frei-

lauf des Wagens zum Schalten des Wechsselgetriebes freigegeben wird. Durch diese Vorrichtung kann der Schaltvorgang erst dann eingeleitet werden, wenn sich der Wagen im Freilauf befindet, und gleichzeitig kann dieser Freilauf so lange aufrechterhalten werden, bis der Schaltvorgang beendet ist. Der Fahrer kann daher jederzeit objektiv feststeEen, ob sich der Wagen im Freilauf befindet und ίο dementsprechend durch Vorbedienung der Gasdrossel diesen Zustand herbeiführen. Ist der Freilauf einmal hergestellt, so spielt sich der Schaltvorgang rein mechanisch ab, ohne die Aufmerksamkeit des Fahrers weiterhin in Anspruch zu nehmen, da -eine Bedienung der Kupplung oder der Gasdrossel während des Schaltvorganges entfällt. Durch diese Vorrichtung ist somit die Gewähr geboten, daß sich jeder Gangwechsel geräuschlos vollzieht. Ein weiterer Vorteil dieser Vorrichtung liegt darin, daß die Kupplung außerordentlich geschont wird, da sie nur beim Anfahren und im Augenblick der Gefahr bedient zu werden braucht.

Der Gegenstand der Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel näher veranschaulicht. Es zeigt

Fig. ι einen vertikalen Hauptschnitt durch die Schaltvorrichtung und die Freilaufeinrichtung,

Fig. 2 den dazugehörigen Schnitt durch die Freilauf einrichtung längs der Linie H-II in Fig. i,

Fig. 3 den dazugehörigen Schnitt durch die Schaltvorrichtung längs der Linie M-III in Fig. i,

Fig. 4 einen weiteren Schnitt durch die Freilauf einrichtung längs der Linie IV-IV in Fig. ι und

4.0 Fig. 5 eine Einzelheit des Übertragungsgestänges im Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4.

Der Schalthebel 1 ist in der Kugel 2 mittels des Zapfens 3 am Schaltgehäuse 4 gelagert. Eine Feder 5 hält den Zapfen 3 des Schalthebels 1 in Schlitzen 6 des Gehäuses 4 fest. Am Griff des Schalthebels 1 ist ein Rohr 7 verschiebbar gelagert, dessen oberes Ende mit einem kugeligen -Knopf 8 und dessen unteres Ende mit einer aus zwei konzentrischen Kugelfiächen 8^ß, 8* bestehenden Kulisse verbunden ist. Zwischen der unteren Kulissenfläche 8° und der Kugel 2 ■ des Schalthebels ι ist eine Schraubenfeder 10 gleichachsig zum Handhebel 1 eingefügt. Das kugelige Ende 9 des Gehäuses 4 bildet den Anschlag für die untere Kulissenfläche 8^a. Zwischen den Kulissenflächen 8^α, 8^δ ist der kugeKge Kopf 12 eines zweiarmigen Hebels 13 geführt, dessen einer Arm entsprechend abgekröpft und dessen anderer Arm mit einer Gabel 15 versehen ist. Der Schwinghebel 13 ist mittels eines Zapfens 14 in einem Fortsatz 11 des Schaltgehäuses 4 drehbeweglich, gelagert.

An der Getriebewelle 16 ist ein Ring 18 mit Hilfe des Nutenprofils 17 befestigt und durch einen Bund 17« gegen Verschiebung gesichert. Das vordere Ende des Ringes 18 ist mit einer Schraubennut 20 von bestimmter Steigung versehen, während das hintere Ende des Ringes 18 eine Anzahl nockenartiger Antriebsflächen 19 aufweist. Der Ring 18 ist von einem zweiten Ring 21 umgeben, der unter Vermittlung von Wälzkörpern 23 drehbeweglich im Getriebegehäuse 30 gelagert ist. In der nach hinten vorgezogenen Nabe 25 des Ringes 21 ist das Wellenende i6<* unter Vermittlung einer Büchse 24 gelagert. Zwischen dem Innenring 18 und dem Außenring 21 sind die Klemmroüen 22 gelagert, die durch einen Käfig 26 geführt werden. Dieser Käfig 26 wird durch die zungenförmigen Fortsätze einer Muffe 27 gebildet, die in der Schraubennut 20 des Innenringes 18 läuft. Die Muffe 27 ist über einen Teil ihres Umfanges mit einer Nut versehen, in die ein auf dem Drehzapfen 29 sitzendes Exzenter 28 eingreift. Der Drehbolzen 29 ist im Gehäuse 30 gelagert und an seinem äußeren Ende mit einem als Gabel 32 ausgebildeten Hebel 31 verbunden. Die Gabel 15 des Schwinghebels 13 am Schaltgehäuse 4 ist mit der Gabel 32 des Schwinghebels 31 am Getriebegehäuse 30 durch eine Stange 33 verbunden. Am Getriebegehäuse 30 ist ein zweiter Hebel 36 mittels des Zapfens 3 5 drehbeweglich gelagert, dessen Ende 37 mit der Umfangsnut der Muffe 27 zum Anschlag gebracht werden kann. Der Hebel 36 ist mit einem von außen bedienbaren Handgriff 34 verbunden, der sich gegen einen Fortsatz des Gehäuses 30 legt.

Die Wirkungsweise der Freilaufeinrichtung ist die folgende: Treibt der Motor, so dreht sich der Innenring 18 mit der Welle 16 mit, wobei die Rollen 22 auf den nockenartigen Angriffsflächen 19 auflaufen und den Innenring 18 mit dem Außenring 21 verklemmen (Klemmstellung /C). Treibt hingegen der Wagen, so lösen sich die Rollen 22 aus dieser Stellung, werden durch ihre Reibung am Außenring 21 mitgenommen und zum Auflaufen und Verklemmen auf der Gegenseite der nockenartigen Angriffsflächen 19 genötigt {Blockierungsstellung B). Diese letzte Stellung kann durch die Steuerung des Käfigs 26 willkürlich verhindert werden, so daß die Rollen 22 in den Mulden zwischen den Angriffsflächen 19 festgehalten werden und sich leer drehen. Solange der Wagen treibt, ist in dieser Stellung ein Verklemmen des Innenringes 18 mit dem Außenring 21 nicht mög-

lieh, und es tritt Freilauf des Wagens ein (Freilaufstellung F).

Der Käfig 26 wird durch die Bewegung der Rollen 22 mitgenommen, wodurch die Muffe 27 in der Schraubennut 20 relativ zum Innenring 18 gedreht wird. Diese Drehbewegung der Muffe 27 ist durch den Drall der Nut 20 gleichzeitig von einer Längsbewegung der Muffe 27 relativ zum Innenring 18 begleitet. Durch diese Längsbewegung wird das in der Umfangsnut der Muffe 27 geführte Exzenter 28 gedreht und der Hebel 31 dementsprechend durch den Bolzen 29 verstellt. Die Stellung K, F, B der Rollen 22 entsprechen somit zwangläufig den Stellungen K, F₁ B des Exzenter 28 bzw. des Hebels 31.

Die Schaltvorrichtung wirkt in der folgenden Weise: Die Stellung des Exzenters 28 ist so ausgemittelt, daß die /^Stellung des Hebels 31 einer Totpunktstellung der Stange 33 entspricht. Da die Stange 33 in der Art einer Pleuelstange auf den Hebel 31 als Kurbel wirkt, stellen die K- und B-Stellungen des Hebels 31 jeweils die Umkehrpunkte dieses Triebes dar. Da ferner die K- und .B-Stellung des Hebels 31 symmetrisch zur Totpunktstellung der Stange 33 liegt, ist ihnen eine einzige Stellung KB der Gabel 15 des Schwinghebels 13 zugeordnet. Die entsprechende /^Stellung der Gabel 15 ist so ermittelt, daß die untere Kulissenfläche des Verstellgliedes 7 hierbei am Gehäuseende 9 zur Anlage kommt.

In der KB- Stellung der Gabel 15 wird das

Verstellglied 7 am Handhebel 1 durch den Kugelkopf 12 des Hebels 13 über die Kulissenflächen 8«, 8^b hochgedrückt. Die Kulissenflächen 8^a, 8^Ö liegen in dieser Stellung exzentrisch zum Drehmittelpunkt 3 des Handhebels i. Eine Verstellbewegung des Handhebeis 1 ist hierbei nicht möglich, weil der Kopf 12 des Hebels 13, den man sich festgehalten denken muß, diese Bewegung verriegelt. Erst wenn das Verstellglied 7 niedergedrückt wird, so daß es an dem kugeligen Gehäuseende 9 zur Anlage kommt, liegen die Kulissenflächen 8°, 8⁶ zentrisch zum Drehmittelpunkt 3 des Handhebels 1 und lassen eine Verstellbewegung des Handhebels 1 gegenüber dem Kopf 12 des Hebels 13 zu. In der F-Stellung der Gabel 15 kann daher der Kopf 12 des Hebels 13 frei in der Kulisse 8«, 8^δ gleiten und die Schaltbewegung des Handhebels ι freistellen.

Die Freilauf einrichtung wirkt mit der Schaltvorrichtung in der folgenden Weise zusammen: Wird der Knopf 8 am Schalthebel 1 erfaßt, um die Schaltbewegung durchzuführen, so wird der Schalthebel 1 in der .ATZ?-Stellung nicht freigegeben. Denn die Rollen 22 befinden sich entweder in der Klemmstellung K oder in der Blockierungsstellung B und halten die Kulisse 8«, 8* des Verstellgliedes 7 in der hochgedrückten Stellung fest, die die Verstellbewegung des Schalthebels 1 verriegelt. Der Knopf 8 muß daher zuerst nach abwärts gedrückt werden, bis die Kulisse 8^a, 8^fi an das Gehäuseende 9 anschlägt. Dies ist natürlich nur möglich, wenn die Rollen 22 im Begriff stehen, ihre Klemmstellungen zu ändern, also infolge Wechsels des Beschleunigungszustandes des Wagens aus der üC-Stellung in die B- Stellung gelangen wollen oder umgekehrt. Durch Verstellen der Gasdrossel im beschleunigenden oder verzögernden Sinne kann dieses Spielen der Rollen herbeigeführt werden, worauf sich der Knopf 8 sofort in die dem Freilauf entsprechende F- Stellung niederdrücken läßt. Ist dies geschehen, so werden die Rollen 22 durch ihren Käfig 26 in der F- Stellung festgehalten, wie immer auch der Wagen seinen Beschleunigungszustand ändert, und der erwünschte Gang kann nunmehr völlig geräuschlos eingerückt werden. Wird hierauf der Knopf 8 vom Fahrer wieder freigegeben, so nehmen die Rollen 22 sofort die durch den augenblicklichen Beschleunigungszustand des Wagens gegebene Stellung wieder ein. Um ein zu plötzliches Festklemmen der Rollen 22 zu vermeiden, das ruckartige Wagenbewegungen auslösen könnte, ist es angebracht, den Freilauf des Wagens bis nach vollzogenem Gang wechsel aufrechtzuerhalten.

Diese Vorrichtung bleibt davon unbeeinflußt, ob mit oder ohne Freilauf gefahren wird. Mit Freilauf wird dann gefahren, wenn die B- Stellung der Rollen 22 durch Umlegen des Handgriffes 34 in die FK- Stellung ausgeschaltet wird. Hierbei legt sich das Hebelende 37 an die Umfangsnut der Muffe 27 an und begrenzt die Längsbewegung der letzteren von K nach F. Erfordert es die Verkehrssicherheit z. B. im Stadtverkehr oder bei Bergabfahrt, daß der Freilauf ausgeschaltet wird, so wird der Handgriff 34 in die KFB- Stellung zurückgelegt, so daß die Rollen 22 selbsttätig nur die K- oder B- Stellung einnehmen können, während die F- Stellung zwangläufig nur im Augenblick des Schaltens herbeigeführt wird. Hierbei werden die Rollen 22 durch die Feder 10 dauernd zur Einnahme der K- oder S-Stellung genötigt. Die Feder 10 wirkt demnach bei dieser Freilaufeinrichtung als Impulsvermittler.

Die Erfindung ist nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Das Feststellglied 7 kann in der KB- Stellung auch noch durch besondere Mittel, z. B. durch einen mit dem Gehäuseende 9 verbundenen Stift, verriegelt werden. Die Vorrichtung kann für jede beliebige Bauart der Freilauf einrichtung

oder der Schaltvorrichtung Verwendung finden, wenn diese beiden nur durch, geeignete Übertragungsmittel in der veranschaulichten Weise zusammenwirken. In allen Fällen läßt sich, die Vorrichtung derart durchbilden, daß weder die Freilauf einrichtung noch, die Schaltvorrichtung grundlegend geändert zu werden braucht. Die Vorrichtung kann demnach, jederzeit zusätzlich, angebracht werden, wodurch, allen Wagen mit einer Freilauf einrichtung die geschilderten Vorteile des geräuschlosen und erleichterten Schaltens eingeräumt werden. An Stelle des als Rohr ausgebildeten VerstellgHedes 7 kann auch ein Metallschlauch oder eine Stange Verwendung finden. Der Knopf 8 kann, wenn nötig, durch eine Klinke ersetzt werden. Es können die verschiedensten Übertragungsmittel an die Stelle der mechanischen treten, und zwar vor allem elek-

ao tromagnetische oder hydraulische.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zum geräuschlosen Schalten des Wechselgetriebes bei Kraftfahr-

   a5 zeugen mit einer hinter dem Wechselgetriebe angeordneten Freilauf einrichtung, deren KLemmrollen in einem Käfig geführt sind, gekennzeichnet durch eine auf den Schalthebel (1) des Wechselgetriebes einwirkende Sperrvorrichtung, die durch die Bewegung des Rollenkäfigs (26) der Freilaufeinrichtung mit Hilfe mechanischer oder elektromagnetischer Übertragungsmittel derart gesteuert ist, daß der Schalthebel (1) nur im Freilauf des Wagens zum Schalten des Wechselgetriebes freigegeben wird.
2. 2. Vorrichtung, nach Anspruch 1 unter Verwendung mechanischer Übertragungsmittel, die von 'einer mit dem Rollenkäfig der Freilaufeinrichtung verbundenen, längsverschiebbar gelagerten Schaltmuffe aus gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmuffe (27) in ihren den Klemmstellungen der Rollen (22) entsprechenden Endstellungen (}ζ, B) zwangläufig die Sperrvorrichtung und die im Freilauf des Wagens willkürlich gelöste Sperrvorrichtung die Schaltmuffe (27) in ihrer der Freilaufstellung der Rollen (22) entsprechenden Mittelstellung (F) blockiert.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung aus einem am Schalthebel (1) axial verschiebbaren Verstellglied (7) besteht, dessen unteres Ende mit einer vorzugsweise aus zwei konzentrischen Kugelflächen (8^a, 8*) gebildeten Kulisse verbunden ist, in die das kugelige Ende (12) eines im Schaltgehäuse (4) gelagerten, mit der Freilaufehirichtung in Verbindung stehenden Schwinghebels (13) ragt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen im Getriebegehäuse (30) gelagerten Schwinghebel (31), dessen mit Exzenter (28) versehener Drehbolzen (29) in eine Umfangsnut der Schaltmuffe (27) eingreift.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine auf das axial verschiebbare Verstellglied (7) im Sinne der Schaltsperrung (K, B) einwirkende Feder (to).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen