DE636911C - Gruppenschaltung fuer Vierganggetriebe - Google Patents

Description

Bei Mehrganggetrieben, bei denen zum Einschalten der verschiedenen Geschwindigkeitsgänge stets mehrere Kupplungen gleichzeitig oder nacheinander eingerückt werden müssen, bereitet die Durchbildung einer rein mechanischen Steuerung, bei der der Führer für das Durchschalten der Gänge nur ein Schaltrad und nur in einem Drehsinn zu betätigen hat, erhebliche Schwierigkeiten, insbesondere dann, wenn große Kräfte auftreten und demgemäß größe Schaltdrücke zu überwinden sind.

Bei den bekannten Ausführungen ging man deshalb meist zur Kraftsteuerung über, bei der die erforderliche Schaltenergie von einem Druckmittel, z. B. Druckluft, Druckgas, Drucköl, geliefert wird, so daß das eigentliche vom Führer zu betätigende Steuerelement nur die Steuerimpulse auszulösen hat.

Für das Erzeugen eines entsprechenden Druckmittels sind dabei natürlicherweise Einrichtungen erforderlich, die die Gesamtanlage verwickelt machen und ihre Betriebssicherheit herabsetzen.

Andere bekannte Ausführungen lösen die Aufgabe in der Weise, daß durch Drehen und axiales Verschieben die für das Durchschalten der Gänge erforderlichen S teuer vorgänge betätigt werden.

Weiterhin sind mechanisch betätigte Steuerungen bekanntgeworden, die nur durch fortlaufendes Umdrehen des Steuerrades die vier Gangstufen schalten, doch ist die praktische Verwendbarkeit einer solchen Steuerungsart durch die Größe der Übertragungskräfte begrenzt, da die hier gewählte Art der Kupplungsbetätigung schon bei mäßigen Kräften das Arbeitsvermögen des Führers überschreitet.

Endlich gehört es zum Stand der Technik, die Halte- und Fahrkupplungen durch fortlaufendes Umdrehen einer Steuerwelle nacheinander -einzurücken und die Halte- und Fahrkupplungen durch zwei Kurbel- oder Exzentertriebe zu schalten. Eine solche¹. Konstruktion, die der vorliegenden Erfindung noch am nächsten kommt, ist aber insofern nachteilig, als beispielsweise beim Überschalten vom ersten auf den zweiten Gang die Haltekupplung in Ruhe bleiben muß, der Kurbeltrieb beim Drehen des Handrades jedoch seine Hubbewegung; fortsetzt. Es müssen also Federn zwischengeschaltet werden, die diese unerwünschte Bewegung auffangen. Dies bedeutet aber zusätzliche Arbeit, die bei einer von Hand betätigten mechanischen Steuerung nicht tragbar ist.

Hier setzt nun die Erfindung ein, um die gestellte Aufgabe, die im wesentlichen darin besteht, je zwei voneinander unabhängige Kupplungsgebilde — Fahrkupplungen und Haltekupplungen — in einem bestimmten, aber nicht regelmäßigen Turnus zu betätigen, wobei' die sogenannten Fahrkupplungen langsam, die Haltekupplungen aber möglichst schnell geschaltet werden müssen, mit ein-

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fachen technischen Mitteln zu lösen, und zwar für beliebig große Übertragungskräfte sowie unter Vermeidung der geschilderten Nachteile bekannter Steuerungen. Die Erfindung besteht darin, daß bei einer Gruppenschaltung für Vierganggetriebe, die durch Drehen einer Schaltwelle mechanisch gesteuert wird, bei der die Steuerungsantriebe für Halte- und Fahrkupplungen im Verhältnis ι : 2 miteinander gekuppelt sind und bei der die Fahrkupplungen durch einen Kurbeltrieb geschaltet werden, die Haltekupplungen durch einen Kurventrieb gesteuert werden, der über ein Hebelgestänge eine unter Federdruck stehende Rolle auf einer kreisbogenförmigen Abwälzbahn verstellt, die aus zwei scherenartig auf einer gemeinsamen Welle drehbar gelagerten Einzelnocken besteht, die gegenüber dem die Kupplungsbewegung weiterleitenden Hebel durch Schrauben einstellbar sind. Weiter ist erfindungsgemäß mit dem Kurventrieb ein Kettenrad vereinigt, das vom Bedienungsstand aus betätigt werden kann.

Die beigegebenen Zeichnungen veranschauliehen den Erfindungsgedanken. Bei dem . Vierganggetriebe mit Gruppenschaltungen nach Abb. 1 sind für das Einrücken der verschiedenen Fahr stuf en folgende Schaltvorgänge erforderlich:
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1. Fahrstufe

Die Kupplungen d und c müssen so eingerückt werden, daß die Kupplung α erst dann zur Kraftübertragung gelangt, wenn die Kupplung c fest eingerückt ist.

2. Fahrstufe

Die Kupplung c bleibt eingerückt, die Kupplung α wird ausgerückt, und Kupplung b wird eingerückt.

3. Fahrstufe

Die Kupplungen b und c werden ausgerückt und die Kupplungen α und 0 eingerückt, wobei wieder die Kupplung α erst dann an der Kraftübertragung teilnehmen darf, wenn die Kupplung c fest eingeschaltet ist.

4. Fahrstufe

Die Kupplung d bleibt eingerückt, während die Kupplung α ausgeschaltet und dafür die Kupplung b eingeschaltet wird.

Da die beiden Kupplungsarten ganz verschiedene Aufgaben und auch verschieden große Kräfte zu übertragen haben, muß dementsprechend auch die Art ihrer Betätigung gewählt werden. Während für die Fahrkupplungen α und b, die die Beschleunigungsarbeit des Fahrzeuges zu übernehmen haben, ein weiches und langsames Einrücken erwünscht ist, erfordern die zum Übertragen wesentlich größerer Kräfte dienenden Haltekupplungen c und d ein möglichst schnelles Einrücken ohne Zwischenschaltung, um die Schaltbewegungen und damit die Zugkraftunterbrechung möglichst abzukürzen.

Für das Betätigen der Fahrkupplungen wurde in bekannter Weise der Kurbeltrieb 1 gewählt, da er am besten den gestellten Forderungen entspricht, jedoch unter Zwischenschaltung einer unter Vorspannung stehenden Feder 2. Wird nun die Steuerung so eingestellt und die Feder so bemessen, daß die Kupplung bereits vor dem Erreichen des Totpunktes der Steuerung voll eingerückt ist, so ist durch den bis zur Totpunktlage noch zur Verfügung stehenden Weg eine selbsttätige Nachstellmöglichkeit für die Kupplung geschaffen. Im Neuzustande der Kupplung wird dieser Weg von der Feder aufgenommen.

Für die Haltekupplungen ist diese Art des Betätigens nicht möglich, da die zur Verfugung stehende Schaltzeit erheblich geringer ist, die Schaltdrücke aber erheblich höher ausfallen. An Stelle des Kurbeltriebes tritt hier erfindungsgemäß der Kurventrieb 3, 4, da dieser das Auslösen einer kurzen, scharf begrenzten Hubbewegung gestattet, die sich am besten in die zu kombinierenden Steuereinzelvorgänge, und zwar ohne Überdeckungs-Schwierigkeiten, eingliedern läßt. Diese vom Kurventrieb erteilte Hubbewegung kann nun aber nicht ohne weiteres zum Erzeugen der Schaltkrafte, sondern höchstens zu deren Auslösen benutzt werden. Es wird deshalb ein grundsätzlich neuer Weg beschritten, wobei allerdings Bekanntes benutzt wird. Die vom Kurventrieb 3, 4 erteilte und durch einen Hebel 5 übersetzte Hubbewegung bewirkt wiederum eine Bewegung des Rollenhebeis 6 auf den Kurvenbahnen 7, 8, die so eingestellt werden können, daß ihr Krümmungsmittelpunkt bei eingerückter und belasteter Kupplung mit dem Drehpunkt 9 des Hebels 6 zusammenfällt. Die in Form eines Scherengelenkes auf der" Achse 10 drehbar gelagerten Kurvenbahnen 7, 8 übertragen ihre Bewegung über die Einstellschrauben 11, 12 auf den Hebel 13, der seinerseits direkt auf den Einrückhebel 14 der Haltekupplungen arbeitet.

Durch die geschilderte Kombination wird erreicht, daß der auf die Kurvenbahn über das Übertragungsgestänge 6, 15 ausgeübte Druck der Feder 16 in dem Maße auf die Kupplung wirksam wird, als sich der Rollenhebel 6 aus der Achse 9 bis 10 entfernt. Da während dieser Bewegung keine Zusammendrückung der Feder 2 stattfindet, weil der von der Rolle 17 beschriebene Kreisbogen sich mit der Kurvenbahn deckt, tritt tatsächlich keine Schaltarbeit auf, sondern es ist lediglich

der Leerhub der Kupplung und¹ die im Übertragungsgestänge auftretende Reibungsarbeit zu überwinden.

Sind die Kupplungselemente abgenutzt, so würde die Kurvenbahn im eingerückten Zustand immer mehr von dem theoretischen Kreisbogen um Punkt 9 abweichen, so daß bei einer Bewegung des Rollenhebels 10 ein Zusammendrücken bzw. Entspannen der Feder 2 eintritt, die nun eine gewisse Schaltarbeit erfordert. Dies wird sich sofort im Handrad durch einen größeren Gegendruck bemerkbar machen; der: Führer erhält auf diese Art und Weise einen sehr wirksamen Hinweis, daß seine Kupplung abgenutzt ist und nachgestellt werden muß, was in einfacher Weise durch die Schrauben 11, 12 durchgeführt werden kann.

Die Unterteilung der Kurvenbahnen in zwei getrennte, aber vollkommen symmetrische Elemente 7, 8 hat den außerordentlichen Vorteil, daß jede Kupplung ein besonders einstellbares Element erhält, das entsprechend dem jeweiligen Abnutzungszustand der Kupplung nachgestellt werden kann. Infolgedessen ist auch bei verschiedenartigen, stark abgenutzten Kupplungen ein Schalten ohne besonderen Kraftaufwand gewährleistet.

Da in den verschiedenen Steuerelementen zum Teil sehr große Kräfte auftreten, die bei einer Weiterleitung derselben zum Führerstand zu einem schweren und teuren Übertragungsgestänge führen, das außerdem den unvermeidlichen Verformungen des Fahrzeugteils ausgesetzt ist, wird die Steuerung in diesem Fall unmittelbar im bzw. außerhalb des Getriebegehäuses angeordnet. Hierdurch werden Steuerungsfehler, die durch Verformen der Übertragungselemente auftreten können, vermieden und außerdem die Ausführung und der Zusammenbau verbilligt. Gleichzeitig wird hierdurch die Möglichkeit gegeben, das Getriebe ohne weitere besondere Hilfsmittel von einem oder mehreren Führer-♦5 ständen fernzusteuern. In diesem Fall übernimmt die Kraftübertragung vom Handsteuerrad zur Hauptsteuerung ein Kettentrieb 20.

Aus der oben geschilderten JVrbeits folge der Kupplungen ergibt sich, daß bei aufeinanderfolgendem Betätigen der vier Gänge die Fahrkupplungen zweimal und die Haltekupplungen nur einmal betätigt werden. Auf die vorliegende Steuerung übertragen, würde also das einmalige Durchschalten der vier Gänge ein zweimaliges Umdrehen des Kurbeltriebes und ein einmaliges Umdrehen des Kurventriebes bedeuten. Kuppelt man also beide Triebe im Verhältnis 2 : 1 und treibt man den Kurventrieb 3, 4 wiederum von einem Handrad im Verhältnis 4 : 1 an, so wird mit jeder \-ollen Umdrehung des Handsteuerrades eine Gangstufe geschaltet.

Die durch die beschriebene Anordnung in jedem Fall gegebene Kraftschlüssigkeit der Steuerung ist in gewissen Fällen von Nachteil. Ist beispielsweise das Fahrzeug aus irgendwelchen Gründen im zweiten oder dritten Gang zum Stillstand gekommen, so muß der Führer die Möglichkeit haben, zum Wiederanfahren die Steuerung in die Ausgangsstellung zurückzunehmen, ohne daß die Kupplungen ansprechen. Mit anderen 'Worten, die Kraftschlüssigkeit muß vom Führer nach Belieben aufgehoben werden können. Dieser Forderung wird dadurch Rechnung getragen, daß am äußeren Ende des Einrückhebels 18 ein selbsttätiges Bremsmittel, z. B. ein Ölbremse 19, eingeschaltet wird, was an sich als bekannt zu gelten hat.

Die Überströmöffnung der Ölbremse wird nun so einreguliert, daß bei normaler Schaltgeschwindigkeit und entsprechend mäßiger Kolbengeschwindigkeit der Ölbremse keine Bremswirkung auf den Hebel 18 ausgeübt wird. Wird dagegen schnell geschaltet, so kann die vom Kolben verdrängte Ölmenge nicht schnell genug überströmen, der Hebel 18 wird blockiert, und der vom Kurbeltrieb 1 erteilte Hub kann sich auf den Hebel 18 nicht auswirken, sondern es tritt nur ein weiteres Zusammendrücken der Feder 2 ein.

Will also der Führer die Kraftschlüssigkeit der Steuerung aufheben, so braucht er lediglich das Handrad schnell zu betätigen, wo- durch die Ölbremse in Wirksamkeit tritt. Diese Vorrichtung reguliert in Verbindung mit der Pufferfeder 2 gleichzeitig den Einrückvorgang der Fahrkupplungen, da unabhängig von der Schaltgeschwindigkeit des Führers diese Kupplungen nur nach Maßgabe des durch die Überströmöffnung fließenden Druckmittels einrücken können.

Die beschriebene Steuerungsanordnung gestattet somit, verschiedene Steuerungseinzelvorgänge so zu kombinieren, daß der Führer mit einer leicht zu bewerkstelligenden Handraddrehung die vier Fahr stuf en ein- und ausschaltet. Die Steuerung unterscheidet sich infolgedessen hinsichtlich ihrer Einfachheit in nichts von dem Kontroller elektrisch betriebener Fahrzeuge.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Durch Drehen einer Schaltwelle mechanisch gesteuerte Gruppenschaltung für Vierganggetriebe, bei der die Steuerungsantriebe für Halte- und Fahrkupplungen im Verhältnis 1 : 2 miteinander gekuppelt sind und bei der die Fahrkupplungen durch einen Kurbeltrieb geschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß

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   die Haltekupplungen (c, d) durch einen Kurventrieb (3) gesteuert werden, der über ein Hebelgestänge (4, 5, 6) eine unter Federdruck (16) stehende Rolle (ly) auf einer kreisbogenförmigen Abwälzbahn verstellt, die aus zwei scherenartig auf einer gemeinsamen Welle (10) drehbar gelagerten Einzelnocken (7, 8) besteht, die gegenüber dem die Kupplungsbewegung weiterleitenden Hebel (13) durch Schrauben (11, 12) einstellbar sind.
2. 2. Gruppenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Kurventrieb ein Kettenrad vereinigt ist, das vom Bedienungsstand aus betätigt werden kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen