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BEZUGNAHME
AUF IN BEZIEHUNG STEHENDE ANMELDUNGEN
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Diese
Anmeldung beansprucht Priorität
aus der vorläufigen
US-Patentanmeldung
Nr. 60/367 726, die am 28. März
2002 eingereicht wurde.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Gangwahlmechanismus für ein Getriebe,
welches insbesondere in Motorrädern
und anderen Freizeitfahrzeugen, wie etwa ATV's, Go-Karts, Motorrollern und dergleichen
zum Einsatz kommt. Die meisten Getriebe dieser Art weisen eine Gangwahltrommel auf,
welche Gangänderungen
mittels Schaltgabeln, Schaltritzeln und Vorreiberkupplungen steuert.
Die Gangwahltrommel wird durch eine Schaltklinge in Drehung versetzt,
die an einer Schaltwelle angebracht ist.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Ein
herkömmlicher
Gangwahlmechanismus 1 für
ein Getriebe ist in 1 gezeigt. Der Gangwahlmechanismus 1 umfasst
eine Indizierungsplatte 10, welche sich um eine Achse 11 dreht.
Die Indizierungsplatte 10 ist an einer Seite einer (nicht
gezeigten) Gangwahltrommel fest angebracht. Die Indizierungsplatte 10 umfasst
mehrere zylindrische Indizierungsstifte 12, die an ihr
fest angebracht sind. Mehrere Kerben 13 sind im Umfang
der Indizierungsplatte 10 zwischen den zylindrischen Indizierungs stiften 12 gebildet.
Die Anzahl der Kerben 13 entspricht der Anzahl an Gangstellungen
und der neutralen Gangstellung. Der Gangwahlmechanismus 1 umfasst
außerdem
einen Indizierungshebel 20. Der Indizierungshebel 20 umfasst
einen Indizierungsarm 21, der an einem Ende schwenkbar
an einem (nicht gezeigten) Gehäuse
des Getriebes über
einen Schwenkstift 22 angebracht ist. Ein freies Ende des
Indizierungsarms 21 umfasst einen Positionierungsstift 23.
Der Positionierungsstift 23 ist in den Kerben 13 aufgenommen. Der
Indizierungshebel 20 ist durch eine Feder 24 in die
Kerben 13 vorgespannt. Der Gangwahlmechanismus 1 umfasst
außerdem
einen Schalter 30. Der Schalter 30 umfasst eine
Schaltklinke 31, die schwenkbar an dem Gehäuse des
Getriebes um eine Schaltwelle 32 angebracht ist. Die Schaltwelle 32 erstreckt
sich aus dem Gehäuse
heraus und trägt
einen (nicht gezeigten) Schalthebel. Ein zylindrischer Stift 33 ist
an dem Gehäuse
zwischen der Schaltwelle 32 und der Indizierungsplatte 10 fest
angebracht. Eine Feder 34 erstreckt sich um die Schaltwelle 32 sowie entlang
den Seiten des zylindrischen Stifts 33. Die Feder 34 hält die Schaltklinke 31 in
einer normalen Stellung. Ein Ende der Schaltklinge 31 ist
dazu ausgelegt, in Eingriff mit den Indizierungsstiften 12 zu
gelangen und die Indizierungsplatte 10 um die Achse 11 zu
drehen. Bewirkt wird dies durch die Schaltklinke 31, welche
um die Achse in eine Stellung P verschwenkt, die in 1 mit
Phantomlinien gezeigt ist. Das andere Ende der Schaltklinke 31 verschwenkt um
die Schaltwelle 32. Um die Schaltklinke 31 zu
verschwenken, wenn die Schaltwelle 32 gedreht wird, ist ein
Schalthebel 35 vorgesehen. Der Schalthebel 35 ist
mit der Schaltwelle 32 derart verbunden, dass sie sich
mit ihm dreht. Der Schalthebel 35 trägt einen Schaltstift 36.
Der Schaltstift 36 bewegt den Schalthebel 35 und
befindet sich in Kontakt mit der Feder 34 derart, dass
die Schaltklinke 31 und der Schalt hebel 35 aus
der Stellung P in die normale Stellung zurückkehrt, wie in 1 gezeigt,
und zwar unter der Vorspannung der Feder 34.
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Ein
Umsetzen der Schwenkbewegung der Schaltklinke 31 in die
Drehbewegung der Gangwahltrommel über die Indizierungsplatte 10 wird
durch die mechanische Wechselwirkung der Schaltklinke 31 mit
mehreren zylindrischen Stiften 12 bewirkt. Wenn es erwünscht ist
von einer Gangstellung in die nächste
zu schalten, werden die Schaltwelle 32 und der Schalthebel 35 gedreht
wodurch die Schaltklinke 31 veranlasst wird, zu verschwenken.
Die Schaltklinke 31 gelangt in Eingriff mit den zylindrischen
Stiften 12 und veranlasst die Indizierungsplatte, sich
zu drehen. Hierdurch wird der Positionierungsstift 23 des
Indizierungshebels 20 veranlasst, aus einer bestimmten Kerbe 13 angehoben
zu werden und daraufhin in die nächste
Kerbe 13 durch eine Feder 24 gedrückt zu werden.
Dies erfordert eine definierte Schaltkraft, was deshalb von Nachteil
sein kann, weil die Schaltkraft, die ausgeübt werden muss, um eine Gangänderung
zu beenden, zu Beginn und am Ende des Gangschaltvorgangs maximal
und zu dem Zeitpunkt minimal ist, wenn der nächste Gang eingelegt wird. Diese
Anordnung führt
zu einer Verringerung der Geschwindigkeit, mit welcher die Gangänderungen
vorgenommen werden können
und führt
zu einer deutlichen Erhöhung
der Kraft, die ausgeübt
werden muss, um derartige Gangschaltvorgänge zu beenden.
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Ein
weiterer Gangwahlmechanismus ist in dem für Tsuboi erteilten US-Patent
Nr. 4 510 820 erläutert.
In diesem Gangwahlmechanismus erfordert die Kraftübertragung
vom Gangschaltpedal auf die Gangwahltrommel unter Verwendung eines
epizyklischen Getriebes. Dieses Getriebe erhöht deutlich die Kosten eines
Gangwahltrommelantriebs.
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AUFGABEN DER
ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen leichtgängigen Gangschaltmechanismus
für ein
Fahrzeug zu schaffen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein leichtgängiges Gangschaltgetriebe
zu schaffen, das einen geringen Kraftaufwand zu Beginn des Gangänderungsvorgangs
erfordert.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein leichtgängiges Gangschaltgetriebe
zu schaffen, welches den nachfolgenden Gang so rasch als möglich einrückt.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein leichtgängiges Gangschaltgetriebe
mit einer Gangwechselplatte zu schaffen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein leichtgängiges Getriebe
zu schaffen, das eine Gangwechselplatte aufweist, welche derart
arbeitet, dass zu Beginn des Gangänderungsvorgangs der Kontaktpunkt
zwischen einer Schaltklinke und der Gangwechselplatte unter größtmöglicher
Distanz vor der Drehachse der Gangwahltrommel zu liegen kommt, und
damit unter kürzestmöglicher
Distanz vom Drehzentrum der Schaltklinke, so dass die durch die
Schaltklinke angelegt Kraft signifikant verringert ist.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen
Gangwahlmechanismus zu schaffen, der die für das Gangschalten erforderliche Kraft
verringert.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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In
Reaktion auf die vorstehend genannten Herausforderungen haben die
Anmelder in Übereinstimmung
mit dem Anspruch 1 einen neuartigen Gangwahlmechanismus für ein Getriebe
zum Durchführen
eines Gangschaltvorgangs mit reduziertem Kraftaufwand entwickelt.
Der Gangwahlmechanismus enthält
eine Schaltklinke, die um eine Welle schwenkbar angebracht ist.
Der Gangwahlmechanismus umfasst außerdem eine drehbare Gangwechselplatte
mit mehreren sich radial erstreckenden Zähnen, die sich um einen Umfang
der Platte erstrecken. Die Gangwechselplatte ersetzt die zylindrischen
Stifte gemäß dem Stand
der Technik. Jeder der mehreren Zähne weist eine Außenspitze
und einen Innenbasisabschnitt auf. Zumindest ein Teil der Schaltklinke
ist dazu ausgelegt, mit zumindest einem der Zähne während des Gangschaltvorgangs
wahlweise in Eingriff zu gelangen. Die Schaltklinke gelangt mit
einem der mehreren Zähne
in einem Bereich benachbart zur Außenspitze zu Beginn des Gangschaltvorgangs
in Eingriff. Die Gangschaltplatte arbeitet derart, dass zu Beginn
des Gangänderungsvorgangs der
Kontaktpunkt zwischen der Schaltklinke und der Gangwechselplatte
unter größtmöglichem
Abstand vom Drehzentrum er Gangwechselplatte zu liegen kommt und
damit unter kürzestmöglicher
Distanz vom Drehzentrum der Schaltklinke. Die Wahlkraft bzw. Schaltkraft
an der Schaltklinke ist dadurch signifikant verringert im Vergleich
zu den Schaltmechanismen gemäß dem Stand
der Technik. In der mittleren Stellung, in welcher Eingang soeben
ausgerückt
worden ist und der nächste
Gang noch nicht gewählt worden
ist, ist die Beziehung der Kräfte ähnlich zu derjenigen
des vorstehend erläuterten
Systems gemäß dem Stand
der Technik.
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Die
Schaltklinke steht außerdem
im Eingriff mit einem der mehreren Zähne in einem Bereich benachbart
zum Innenbasisabschnitt am Ende des Gangschaltvorgangs. Der Punkt,
in welchem Kraft am Ende des Gangschaltvorgangs angelegt wird, kommt
dadurch unter minimaler Distanz vom Drehzentrum der Gangwahltrommel
und damit unter größtmöglicher
Distanz von der Schaltklinke zu liegen, so dass ein Übergang
von der Schaltklinke zu der Gangwahltrommel sehr rasch stattfindet.
Gangschaltvorgänge
können
dadurch schnellstmöglich beendet
werden.
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Der
Gangwahlmechanismus in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung umfasst außerdem eine drehbare Indizierungsplatte
mit mehreren Eintiefungen, die in einem Außenumfang von ihr gebildet
sind. Jede der mehreren Eintiefungen entspricht entweder einer Neutralstellung
oder mehreren Gangstellungen. Die drehbare Gangwechselplatte und
die drehbare Indizierungsplatte drehen sich um eine gemeinsame Achse.
Die drehbare Indizierungsplatte und die drehbare Gangswechselplatte sind
derart angeordnet, dass jede Eintiefung ein Paar von Zähnen aufweist,
die auf gegenüberliegenden Seiten
der Eintiefung zu liegen kommen. Der Gangwahlmechanismus in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung umfasst außerdem einen verschwenkbaren
Indizierungshebel. Der Indizierungshebel ist dazu ausgelegt, in
einer der mehreren Eintiefungen bei Beendigung des Gangschaltvorgangs zu
liegen zu kommen.
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Die
Schaltklinke kann ein Paar von Fingern umfassen. Das Paar von Fingern
ist auf der Schaltklinke derart angeordnet, dass die Finger auf
gegenüberliegenden
Seiten von zwei benachbarten Zähnen
in einer inoperativen Stellung oder normalen Stellung zu liegen
kommen. Einer der Finger gelangt in Eingriff mit einem Zahn in dem
Bereich benachbart zur Außenspitze
zu Beginn des Gangschaltvorgangs. Der Finger gelangt in Eingriff
mit dem einen Zahn in dem Bereich benachbart zum Innenbasisabschnitt am
Ende des Gangschaltvorgangs. Die Anordnung trägt dazu bei, eine Verringerung
der Wahlkraft zu erzielen.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung umfasst der Gangwahlmechanismus eine Wahlwelle
bzw. Schaltwelle. Die Schaltklinke kann an der Schaltwelle schwenkbar
und gleitverstellbar angebracht sein. Es wird in Betracht gezogen,
dass die Schaltklinke um die Schaltwelle während des Gangänderungsvorgangs
verschwenkt. Die Schaltklinke verschwenkt um die Welle und gleitet über eine
vorbestimmte Distanz am Ende des Gangänderungsvorgangs derart, dass
die Schaltklinke in ihrer Anfangsstellung oder inoperative Stellung
rückkehrt.
In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung umfasst jeder Finger eine Oberfläche, die
dazu ausgelegt ist, mit einem der Zähne bei Beendigung des Gangänderungsvorgangs
in Kontakt zu gelangen, wenn die Schaltklinke in die Anfangsstellung
rückkehrt.
Der Kontakt zwischen der Oberfläche
und dem einen Zahn veranlasst die Schaltklinke dazu, um eine vorbestimmte
Distanz weg von der Schaltwelle zu gleiten. Der Gangwahlmechanismus
kann außerdem
zumindest eine Feder umfassen, die betriebsmäßig mit der Schaltklinke verbunden
ist, um die Schaltklinke in die Anfangsstellung bei Beendigung des
Gangänderungsvorgangs
rückzuführen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird nunmehr im Zusammenhang mit den nachfolgenden Zeichnungen
erläutert, in
welchen dieselben Bezugziffern dieselben Elemente bezeichnen; in
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
vergrößerte Seitenansicht
eines Gangwahlmechanismus, der im Zusammenhang mit dem Stand der
Technik erläutert
ist,
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2 eine
vergrößerte Seitenansicht
eines Gangwahlmechanismus in Übereinstimmung
mit einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wobei der Gangwahlmechanismus in einer Stellung
zu Beginn des Gangschaltvorgangs gezeigt ist,
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3 eine
vergrößerte Ansicht
des Gangwahlmechanismus von 2, wobei
der Gangwahlmechanismus in einer Stellung am Ende des Gangschaltvorgangs
dargestellt ist,
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4 eine
vergrößerte Seitensicht
eines Gangwahlmechanismus in Übereinstimmung
mit einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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5 eine
vergrößerte Seitenansicht
des Gangwahlmechanismus von 4, wobei
der Gangwahlmechanismus in eine Stellung zu Beginn des Gangschaltvorgangs
dargestellt ist,
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6 eine
vergrößerte Seitenansicht
des Gangwahlmechanismus von 4, wobei
der Gangwahlmechanismus in einer Stellung am Ende des Gangschaltvorgangs
dargestellt ist,
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7 eine
vergrößerte Seitenansicht
des Gangwahlmechanismus in Übereinstimmung
mit einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wobei der Gangwahlmechanismus in einer Stellung
zu Beginn des Gangschaltvorgangs dargestellt ist,
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8 eine
vergrößerte Seitenansicht
des Gangwahlmechanismus von 7, wobei
der Gangwahlmechanismus in einer Stellung am Ende des Gangschaltvorgangs
dargestellt ist,
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9 eine
vergrößerte Seitenansicht
eines Gangwahlmechanismus in Übereinstimmung
mit einer vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wobei der Gangwahlmechanismus in einer Stellung
zu Beginn des Gangschaltvorgangs gezeigt ist, und
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10 eine
vergrößerte Seitenansicht
des Gangwahlmechanismus von 7, wobei
der Gangwahlmechanismus in einer Stellung am Ende des Gangschaltvorgangs
dargestellt ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ein
Gangwahlmechanismus 100 für ein Getriebe in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in 2 und 3 gezeigt.
Der Gangwahlmechanismus 100 umfasst eine Indizierungsplatte 110,
welche sich um eine Achse 111 dreht. Die Indizierungsplatte 110 ist an
einer Seite einer (nicht gezeigten) Gangwahltrommel festgelegt.
Die Indizierungsplatte 110 umfasst eine Gangwechselplatte
bzw. Gangschaltplatte 112, die daran festgelegt ist. Die
Gangwechselplatte 112 und die Indizierungsplatte 110 drehen
sich um die Achse 111. Mehrere Kerben 113 sind
in dem Umfang der Indizierungsplatte 110 bzw. an deren
Rand gebildet. Die Anzahl von Kerben 113 entspricht der
Anzahl von Gangstellungen und der neutralen Gangstellung. Die Gangwechselplatte 112 ist ähnlich einem
Zahnrad und umfasst mehrere Indizierungszähne 114. Die Indizierungszähne 114 kommen
zwischen jeder der Kerben 113 zu liegen, wie in 2 und 3 gezeigt.
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Da
die Gangwechselplatte 112 an der Indizierungsplatte 110 angebracht
ist, erhöht
die Indizierungsplatte 110 die Festigkeit der Platte 112.
Die Gangwechselplatte 112 kann aus Metall gestanzt oder
aus einem kostengünstigen
gesinterten Metallteil gebildet sein.
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Der
Gangwahlmechanismus 100 umfasst außerdem einen Indizierungshebel 120.
Der Indizierungshebel 120 umfasst einen Indizierungsarm 121, der
mit einem Ende an einem (nicht gezeigten) Gehäuse des Getriebes über einen
Schwenkstift 121 schwenkbar angebracht ist. Ein freies
Ende des Indizierungsarms 122 umfasst einen Positionierungsstift 123.
Der Positionierungsstift 123 ist in den Kerben 113 aufgenommen.
Der Indizierungshebel 120 ist durch eine Feder 124 in
die Kerben 113 radial vorgespannt. Der Positionierungsstift 123 kommt
in einer der Kerben 113 in der Neutralstellung und den
definierten Gangstellungen zu liegen. Der Positionierungsstift 123 und
die Kerben 113 legen die vorbestimmten Stellungen der Indizierungsplatte 110 für die einzelnen
Gänge fest
und sie legen damit einen Winkel zwischen zwei benachbarten Kerben 113 fest, über welche
die Induzierungsplatte 110 gedreht werden muss, um von
einem Gang in den anderen verschoben zu werden. Während des
vorstehend erläuterten
Gangschaltvorgangs wird die Indizierungsplatte 110 um die
Achse 111 über
einen Winkel gedreht, der durch zwei Kerben 113 aufgespannt
ist.
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Der
Gangwahlmechanismus 100 umfasst außerdem ein Wählorgan
bzw. einen Schalter 130. Der Schalter 130 umfasst
eine Schaltklinke 131, die schwenkbar an dem Gehäuse des
Getriebes um eine Schaltwelle 132 angebracht ist. Die Schaltwelle
bzw. Wählorganwelle 132 erstreckt
sich aus dem Gehäuse
heraus. Die Kraft, die erforderlich ist, den Gangwahlmechanismus 100 zu
betätigen,
wird durch die Schaltwelle 132 bereitgestellt. Die Schaltwelle 132 ist betriebsmäßig mit
einem externen Aufbau verbunden, wie etwa einem (nicht gezeigten)
manuell betätigten
Fußschaltmechanismus,
so dass die durch den Fuß des
Fahrers aufgewendete Kraft durch den Schalthebel 132 übertragen
wird, um den Gangwahlmechanismus 100 zu betätigen. Die
vorliegende Erfindung ist jedoch nicht ausschließlich auf einen fußangetriebenen
Schaltmechanismus beschränkt;
vielmehr können
andere mechanisch angetriebene Aufbauten in Betracht gezogen werden,
welche im Umfang der Erfindung liegen. Ferner wird in Betracht gezogen,
dass die Schaltwelle 132 durch einen automatischen Schaltmechanismus
gedreht werden kann, der durch einen Elektromotor oder eine geeignete elektromagnetische
Einrichtung betätigt
werden kann, der bzw. die in der Lage ist, die Schaltwelle 132 in
Drehung zu versetzen. Ein zylindrischer Stift 133 ist an
dem Gehäuse
zwischen der Schaltwelle 132 und der Indizierungsplatte 110 fest
angebracht. Eine Feder 134 erstreckt sich um die Schaltwelle 132 sowie
entlang den Seiten des zylindrischen Stifts 133. Die Feder 134 hält die Schaltklinke 131 in
einer normalen Stellung. Bei der Feder 134 handelt es sich
bevorzugt um eine Haarnadelfeder mit Schenkeln, die auf gegenüberliegenden
Seiten des zylindrischen Stifts 133 zu liegen kommen. Die
vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung von Haarnadelfedern
beschränkt;
vielmehr können
andere Federn, die in der Lage sind, die Schaltklinke 131 rückzustellen,
in Betracht gezogen werden, wobei diese im Umfang der vorliegenden
Erfindung liegen.
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Die
Schaltklinke 131 kann an beiden Enden gabelförmig verlaufend
gebildet sein. Ein Ende der Schaltklinke 131 ist dazu ausgelegt,
mit den Indizierungszähnen 114 in
Eingriff zu gelangen und die Indizierungsplatte 110 und
die Gangwechselplatte 112 und die Achse 111 zu
drehen. Erreicht wird dies durch die Schaltklinke 131,
welche um die Achse aus der in 2 gezeigten
Stellung in die in 3 gezeigte Stellung verschwenkt.
Das andere Gabelende der Schaltklinke 131 schwenkt um die
Schaltwelle 132. Es ist deshalb nicht erforderlich, dass
die Schaltklinke 131 eine Gabelkonstruktion aufweist; vielmehr kann
jede Konstruktion, die es erlaubt, dass die Schaltklinke 131 um
die Schaltwelle 132 verschwenkt und sich in die Richtung
A bewegt, in Betracht gezogen werden, wobei diese im Umfang der Erfindung
liegt. Beispielsweise kann ein Schlitz vorgesehen sein, um die Schaltklinke 131 zu
verschwenken, wenn die Schaltwelle 132 gedreht wird, ist
ein Schalthebel bzw. Wellenhebel 135 vorgesehen. Der Schalthebel 135 ist
mit der Schaltwelle 132 derart verbunden, dass er sich
mit dieser dreht. Der Schalthebel 135 trägt einen
Wahlstift bzw. Schaltstift 136. Die freien Enden der Feder 134 kommen
auf gegenüberliegenden
Seiten des Schaltstifts 136 zu liegen. Der Schaltstift 136 ist
in einer Nut 137 gleitverstellbar aufgenommen, welche in
der Schaltklinke 131 gebildet ist. Der Schaltstift 136 bewegt
sich zusammen mit dem Schalthebel 135 und er steht in Kontakt
mit der Feder 134 derart, dass die Schaltklinke 131 und
der Schalthebel 135 aus der in 3 gezeigten
Stellung in die in 2 gezeigte normale Stellung
unter Vorspannung der Feder 134 zurückgeführt wird. Die Schaltklinke 131 ist
derart getragen bzw. abgestützt,
dass sie in der durch den Pfeil A bezeichneten Richtung zu gleiten
vermag und damit radial unter Bezug auf die Achse des Schalthebels 132 gegen
den Widerstand einer Feder 138, wodurch sie relativ zum
Hebelarm 120 einstellbar ist.
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Der
Start des Gangschaltvorgangs ist in 2 gezeigt.
Die Schaltklinke 131 ist in ihrer normalen Stellung durch
die Feder 134 und die Feder 138 gehalten. Beim
Start des Gangschaltvorgangs befindet sich der Kontaktpunkt zwischen
der Schaltklinke 131 und der Gangwechselplatte 112 im
Bereich der Spitze von einem Indizierungszahn 114. Mit
dieser Anordnung befindet sich beim Start des Gangschaltvorgangs
der Kraftanlegepunkt unter größtmöglicher Distanz
Y vom Drehzentrum der Gangwech selplatte 112 und dadurch
von der Gangswahltrommel. Diese Anordnung resultiert in einem minimalen
Hebelarm X für
die Schaltklinke 131. Die Schaltbewegung, die bezüglich der
Schaltwelle 132 erforderlich ist, wird dadurch beim Start
des Gangschaltvorgangs reduziert. Die Schaltklinke 131 vermag
entweder im Uhrzeigersinn oder entgegen den Uhrzeigersinn auf Grundlage der
Drehrichtung der Schaltwelle 132 zu verschwenken.
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Das
Ende des Gangschaltvorgangs ist in 3 gezeigt.
Am Ende des Gangschaltvorgangs sind die Schaltklinke 131 und
der Schalthebel 135 aus der normalen Stellung gedreht worden.
Am Ende des Gangschaltvorgangs befindet sich der Kontaktpunkt zwischen
der Schaltklinke 131 und der Gangwechselplatte 112 im
Bereich des Sockels von einem der Indizierungszähne 117. Bei dieser
Positionierung kommt die Schaltklinke 131 näher am Drehzentrum der
Gangwechselplatte 112 zu liegen. Hierdurch wird die Geschwindigkeit
erhöht,
mit welcher die Gangwechselplatte 112 und die Schaltklinke 131 sich
in Bezug aufeinander bewegen. Dies hat eine positive Auswirkung
insofern, als eine Gangänderung
rascher beendet wird. Ein Einrücken
des nächsten
Gangs wird erleichtert, wenn der Schwenkstift 122 in eine der
Kerben 113 durch die Feder 124 gedrückt wird. Der
Indizierungshebel 120 trägt dazu bei, die Beendigung
des Gangschaltvorgangs präzise
zu definieren. Sobald der Gangschaltvorgang beendet ist, bewegt die
Haarnadelfeder 134 die Schaltklinke 131 zurück in ihre
normale Stellung, wie in 2 gezeigt. Wenn dies der Fall
ist, ruht der rückwärtige Abschnitt 139 der
Schaltklinke 131 auf der Gangwechselplatte 112, woraufhin
die Schaltklinke 131 sich aus dem Weg der Gangwechselplatte 112 bewegt,
wenn sie zurück
in ihre normale Stellung in der durch den Pfeil A bezeichneten Richtung
verschwenkt, und zwar gegen den Widerstand der Feder 138.
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Im
Gegensatz zum Stand der Technik besteht keine Notwendigkeit, eine
größere Kraft
am Ende des Gangschaltvorgangs aufzubringen. In Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung ermöglicht
es die vorstehend erläuterte
Anordnung, eine signifikante Reduktion der Kraft zu erzielen, die angewendet
werden muss, um die Gänge
zu schalten, während
ein ähnlicher
Indizierungshebel, eine ähnliche
Gangschaltbahn und eine ähnliche
Feder zum Einsatz kommen.
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Ein
Gangwahlmechanismus 200 für ein Getriebe in Übereinstimmung
mit einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in den 4 bis 6 gezeigt
und wird nunmehr näher
erläutert. Ähnlich dem
Gangwahlmechanismus 100 umfasst der Gangwahlmechanismus 200 eine
Indizierungsplatte 110 und eine Gangwechselplatte 112, wie
vorstehend erläutert.
Der Gangwahlmechanismus 200 umfasst außerdem einen Indizierungshebel 220.
Der Indizierungshebel 220 umfasst einen Indizierungsarm 221,
der mit einem Ende schwenkbar an einem (nicht gezeigten) Gehäuse des
Getriebes über eine
Schaltwelle 232 angebracht ist. Der Indizierungsarm 221 und
die Schaltklinke 231, die vorstehend erläutert sind,
drehen sich beide um die Schaltwelle 232. Ein freies Ende
des Indizierungsarms 221 umfasst einen Positionierungsstift 223.
Der Positionierungsstift 223 ist in den Kerben 113 aufgenommen.
Der Indizierungshebel 220 ist radial durch die Feder 224 in
die Kerben 113 vorgespannt. Der Positionierungsstift 223 kommt
in einer der Kerben 113 in der neutralen Stellung zu liegen
und in den definierten Gangstellungen.
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Der
Gangwahlmechanismus 200 umfasst außerdem einen Schalter bzw.
ein Drehorgan 230. Der Schalter 230 umfasst eine
Schaltklinke 231, die schwenkbar um eine Schaltwelle 232 am
Gehäuse des
Getriebes angebracht ist. Die Schaltwelle 232 erstreckt
sich aus dem Gehäuse
heraus und trägt
einen (nicht gezeigten) Schalthebel. Die Schaltklinke 231 besitzt
eine Öffnung 233,
die in einem inneren Abschnitt gebildet ist. Die Indizierungsplatte 110 und
die Gangwechselplatte 112 drehen sich um die Achse 111 innerhalb
der Öffnung 233.
Die Indizierungsplatte 110 verbleibt innerhalb der Öffnung 233,
wenn die Schaltklinke 231 während des Gangschaltvorgangs verschwenkt.
Die Schaltklinke 231 umfasst ein Paar von Fingern 234,
die dazu ausgelegt sind, mit den Zähnen 114 der Gangwechselplatte 112 in
Eingriff zu gelangen. Durch diese Anordnung ist die Distanz zwischen
der Gangwahltrommel und der Schaltwelle 232 sogar noch
kürzer
als in der Ausführungsform von 2 und 3.
Diese Anordnung führt
außerdem
zu einer Verkleinerung des Platzes, der für das Getriebe erforderlich
ist. Die Schaltklinke 231 kann entweder im Uhrzeigersinn
oder im Gegenuhrzeigersinn um die Drehrichtung der Schaltwelle 232 verschwenken.
Der Bewegungsbereich der Schaltklinke 231 ist in 4 in
Phantomlinien gezeigt.
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Um
die Schaltklinke 231 zu verschwenken, wenn die Schaltwelle 232 gedreht
wird, ist ein Schalthebel 235 vorgesehen. Der Schalthebel 235 ist
mit der Schaltwelle 232 derart verbunden, dass er sich gemeinsam
mit dieser dreht. Der Schalthebel 235 trägt einen
Wahlstift bzw. Schaltstift 236. Der Schaltstift 236 ist
gleitbeweglich in einer Nut 237 aufgenommen, die in der
Schaltklinke 231 gebildet ist. Die Schaltklinke 231 ist
an einer Schaltwelle 232 derart angebracht, dass sie in
der durch den Pfeil A1 bezeichneten Richtung gleitverstellbar und
damit einstellbar ist. Der Schaltstift 236 bewegt sich
gemeinsam mit dem Schalthebel 235. Der Schalthebel 235 umfasst
außerdem
eine Öffnung 238,
die in ihm gebildet ist. Die Welle der Achse 111 ist in
der Öffnung 238 derart
aufgenommen, dass die Schaltklinke 231 und der Schalthebel 235 sich
in die in 4 und 6 gezeigten
Stellungen drehen können.
Eine Rückstellfeder 238 ist
auf der Schaltwelle 232 aufgenommen. Wie in 5 gezeigt,
umfasst die Rückstellfeder 239 Schenkel,
die sich auf gegenüberliegenden
Seiten der Achse 111 erstrecken. Die Feder 239 kontaktiert
außerdem
den Schaltstift 236.
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Der
Start des Gangschaltvorgangs ist in 5 gezeigt.
Die Schaltklinke 231 ist in ihrer normalen Stellung durch
die Feder 239 und die Feder 240 gehalten. Beim
Start des Gangschaltvorgangs handelt es sich bei dem Kontaktpunkt
zwischen der Schaltklinke 131 und der Gangänderungsplatte 112 um
den Bereich der Spitze von einem Indizierungszahn 114. Ähnlich der
Ausführungsform
von 2 und 3 beim Start des Gangschaltvorgangs kommt
der Kraftanlagepunkt unter größtmöglicher Distanz
vom Drehzentrum der Gangänderungsplatte 112 zu
liegen, und damit von der Gangwahltrommel. Diese Anordnung resultiert
in einem minimalen Hebelarm für
die Schaltklinke 231. Die Schaltbewegung, die bezüglich der
Schaltwelle 132 erforderlich ist, ist damit beim Start
des Gangschaltvorgangs reduziert.
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Das
Ende des Gangschaltvorgangs ist in 6 gezeigt.
Am Ende des Gangschaltvorgangs sind die Schaltklinke 231 und
der Schalthebel 235 aus ihrer normalen Stellung herausgedreht.
Am Ende des Gangschaltvorgangs kommt der Kontaktpunkt zwischen der
Schaltklinke 231 und der Gangänderungsplatte 112 im
Bereich zwischen den Fingern 234 und einem Sockel von einem
der Indizierungszähne 117 zu
liegen, wie in 6 gezeigt. Mit dieser Positionierung
kommt die Schaltklinke 131 näher am Drehzentrum der Gangänderungsplatte 112 zu
liegen. Der Eingriff des nächsten
Zahnrads wird erleichtert, wenn der Positionierungsstift 223 in
eine der Nocken 113 durch die Feder 224 gedrückt ist.
Der Indizierungshebel 220 unterstützt die Definition der Beendigung
des Gangschaltvorgangs in präziser
Weise. Sobald der Gangschaltvorgang beendet worden ist, bewegt die
Feder 238 die Schaltklinke 231 zurück in ihre
normale Stellung, wie in 5 gezeigt. Wenn dies der Fall
ist, ruht ein hinterer Abschnitt 241 der Schaltklinke 231 auf
der Gangänderungsplatte 112, während die
Schaltklinke 231 sich aus dem Pfad der Gangänderungsplatte 112 bewegt,
wenn diese in die normale Stellung in der durch den Pfeil A1 bezeichneten
Richtung nach hinten verschwenkt, und zwar gegen den Widerstand
der Feder 240.
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Ein
Gangwahlmechanismus 300 für ein Getriebe in Übereinstimmung
mit einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in 7 und 8 gezeigt,
wie nachstehend näher
erläutert. Der
Gangwahlmechanismus 300 besitzt einen ähnlichen Aufbau wie der Gangwahlmechanismus 100 der
vorstehend erläutert
ist. Der Kürze
wegen erübrigt
sich eine Erläuterung
gemeinsamer Bestandteile. Der Gangwahlmechanismus 300 umfasst
einen zylindrischen Stift 333. Der zylindrische Stift 333 führt im Wesentlichen
dieselbe Funktion durch wie der zylindrische Stift 133,
wie vorstehend erläutert.
In der in 7 und 8 gezeigten
Ausführungsform
ist ein Indizierungshebel 320 ebenfalls schwenkbar an dem zylindrischen
Stift 333 angebracht. Der Indizierungshebel 320 umfasst
einen Indizierungsarm 321, der schwenkbar mit einem Ende
am zylindrischen Stift 333 angebracht ist. Ein freies Ende
des Indizierungsarms 321 umfasst einen Positionierungsstift 323.
Der Positionierungs stift 323 ist in die Kerben 113 durch die
Feder 324 vorgespannt, die in Verbindung mit dem Wahlmechanismus 100 erläutert ist.
Der Gangwahlmechanismus 300 arbeitet im Wesentlichen in derselben
Weise wie der Wahlmechanismus 100.
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Ein
Gangwahlmechanismus 400 für ein Getriebe in Übereinstimmung
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in 9 und 10 gezeigt
und wird nunmehr näher
erläutert.
Wie die Gangwahlmechanismen 100, 200 und 300 umfasst
der Gangwahlmechanismus 400 eine Indizierungsplatte 110 und
eine Gangänderungsplatte 112 mit
dem vorstehend erläuterten
Aufbau.
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Der
Gangwahlmechanismus 400 umfasst außerdem einen Indizierungshebel 420.
Der Indizierungshebel 420 umfasst einen Indizierungsarm 421, der
mit einem Ende schwenkbar an einem (nicht gezeigten) Gehäuse des
Getriebes über
eine Schaltwelle 432 angebracht ist. Das Wahlorgan bzw.
der Schalter 430, der vorstehend erläutert ist, ist ebenfalls an
der Schaltwelle 432 angebracht. Ein freies Ende des Indizierungsarms 421 umfasst
einen Positionierungsstift 423. Der Positionierungsstift 423 ist
in den Kerben 113 aufgenommen. Der Indizierungshebel 420 ist
radial durch eine Feder 424 in die Kerben 113 vorgespannt.
Der Positionierungsstift 423 ist einer der Kerben 113 in
der neutralen Stellung angeordnet, sowie in den definierten Gangstellungen.
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Der
Gangwahlmechanismus 400 umfasst außerdem ein Wählorgan
bzw. einen -schalter 130. Der Schalter 430 umfasst
eine Schaltklinke 431, die schwenkbar an einem Ende des
Schalthebels 433 angebracht ist. Ein Ende des Schalthebels 433 ist schwenkbar
an der Schaltwelle 432 angebracht. Der Schalthebel 433 umfasst
eine darin ausgebildete zentrale Öffnung 434. Ein Anschlag 435 ist
in der Öffnung 434 positioniert.
Der Anschlag 435 ist an dem Gehäuse des Getriebes angebracht.
Ein gegenüberliegendes
Ende des Schalthebels 433 umfasst einen daran angebrachten
Schaltstift 436. Die Schaltklinke 431 ist schwenkbar
mit einem Ende an dem Schaltstift 436 angebracht. Ein gegenüberliegendes
Ende der Schaltklinke 431 umfasst ein Paar von Fingern 437.
Die Finger 437 sind für
einen Eingriff mit den Indizierungszähnen 114 ausgelegt
und dazu ausgelegt, die Indizierungsplatte 110 und die
Gangänderungsplatte 112 um
die Achse 111 zu drehen. Eine Feder 439 ist betriebsmäßig mit
dem Schalthebel 433 und der Schaltklinke 431 verbunden,
um die Schaltklinke 431 in Kontakt mit der Gangänderungsplatte 112 vorzuspannen,
wie in 9 gezeigt. Eine Feder 439 erstreckt sich
um die Schaltwelle 432 sowie entlang den gegenüberliegenden
Seiten des Anschlags 435 und des Schaltstifts 436.
Die Feder 439 stellt die Rückführkraft zum Rückführen des
Schalters 430 in die normale Stellung bereit, wie in 9 gezeigt,
und zwar bei Beendigung des Gangänderungsvorgangs.
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Der
Start des Gangschaltvorgangs ist in 9 gezeigt.
Die Schaltklinke 431 ist in ihrer normalen Stellung durch
die Feder 438 und die Feder 439 gehalten. Wenn
die Schaltwelle 432 gedreht wird, wird der Schalthebel 433 verschwenkt,
und dies veranlasst die Schaltklinke 431 dazu, sich in
einer Richtung im Wesentlichen quer zur Achse des Schalthebels 433 zu
bewegen. Bei dieser Anordnung steht einer des Paars von Finger 437 im
Eingriff mit den Zähnen 114,
um die Gangänderungsplatte 112 zu
drehen. Der Finger 437, der mit den Zähnen 114 in Eingriff
steht, wird ermittelt auf Grundlage der Drehung der Schaltwelle 432.
Wenn die Schaltwelle 432 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird,
gelangen die inneren Finger 437 in Eingriff mit einem der
Zähne 114, wie
in 10 gezeigt, wodurch die Gangände rungsplatte 112 zu
einer Drehung in Uhrzeigersinn veranlasst wird. Wenn die Schaltwelle 432 in
Gegenuhrzeigersinn verschwenkt wird, gelangt der äußere Finger 437 in
Eingriff mit einem der Zähne 114,
wodurch die Gangänderungsplatte 112 in
Gegenuhrzeigersinn in Drehung versetzt wird. Anschläge 440 und 441 sind vorgesehen,
um den Bewegungsbereich der Schaltklinke 431 zu beschränken. Beim
Start des Schaltvorgangs kommt der Kontaktpunkt zwischen der Schaltklinke 431 und
der Gangänderungsplatte 112 im
Bereich der Spitze von einem der Indizierungszähne 114 zu liegen.
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Das
Ende des Gangschaltvorgangs ist in 11 gezeigt.
Am Ende des Gangschaltvorgangs sind die Schaltklinke 431 und
der Schalthebel 433 aus ihrer normalen Stellung herausgedreht.
Am Ende des Gangschaltvorgangs befindet sich der Kontaktpunkt zwischen
der Schaltklinke 431 und der Gangänderungsplatte 112 im
Bereich des Sockels von einem der Induzierungszähne 117. Durch diese
Positionierung kommt die Schaltklinke 431 näher am Drehzentrum
der Gangänderungsplatte 112 zu
liegen. Dies erhöht
die Geschwindigkeit, mit welcher die Gangsänderungsplatte 112 und
die Schaltklinke 431 sich relativ zueinander bewegen. Dies
hat eine positive Auswirkung insofern, als die Gangänderung
rascher beendet ist.
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Ein
Einrücken
des nächsten
Gangs wird erleichtert, wenn der Stift 432 in eine der
Kerben 113 durch die Feder 424 gedrückt ist.
Der Indizierungshebel 420 trägt dazu bei, die Beendigung
des Gangschaltvorgangs präzise
zu definieren. Sobald der Gangschaltvorgang beendet worden ist,
bewegt die Feder 438 den Schalthebel 433 zurück in seine
normale Stellung, wie in 9 gezeigt. Wenn dies stattfindet,
ruht ein rückwärtiger Abschnitt 442 der
Finger 437 auf der Gangänderungsplatte 112, woraufhin
die Schaltklinke 431 sich aus dem Pfad der Gangänderungsplatte 112 gegenüber dem
Widerstand der Feder 439 bewegt.
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Während die
Erfindung anhand dessen erläutert
wurde, was aktuell praxisgerechtesten und als bevorzugte Ausführungsformen
angesehen wird, wird bemerkt, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten
Ausführungsformen
und Elemente beschränkt ist.
Vielmehr deckt die Erfindung zahlreiche Modifikationen, Merkmalskombinationen, äquivalente
Anordnungen und äquivalente
Elemente ab, die in den Umfang der anliegenden Ansprüche fallen.
Beispielsweise ist die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einem
Getriebe für
Motorräder
und andere Freizeitfahrzeuge erläutert
worden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch breit anwendbar und
sie ist einsetzbar für
einen beliebigen mechanischen Aufbau, der ein Schalten zwischen
Gangstellungen erfordert, wodurch der Einschluss der Gangänderungsplatte
zu einer gesamten Verringerung der Kraft führen kann, die erforderlich
ist, zwischen Gängen
umzuschalten. Die Größe der verschiedenen
Bestandteile, die aus den Zeichnungen hervorgehen, kann abhängig von
der Baugröße variieren,
die in den Figuren dargestellt ist. Die vorliegende Erfindung soll
deshalb die Modifikation und Abhandlung der Erfindung abdecken,
soweit diese in den Umfang der anliegenden Ansprüche und ihrer Äquivalente
fällt.