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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrstufen-Gangwechselvorrichtung
für einen
Drehmomentwandler, geeignet für
ein Industriefahrzeug wie einen Gabelstapler.
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Die
Gangwechselvorrichtung für
einen Drehmomentwandler in konventionellen Gabelstaplern oder dergleichen
umfasst eine Mehrzahl von Hebeln zum Wechseln nach Vorwärts oder
Rückwärts und zum
Wechseln des Ganges, und der Gang wird durch das Kombinieren der
Hebel gewechselt.
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Es
kommt vor, dass der Gang in der Nähe des Lenkrades gewechselt
werden muss. Da bereits andere Hebel, beispielsweise zum Schalten
der Lampen, dort vorhanden sind, ist es ungünstig, eine Mehrzahl von Hebeln
in der Nähe
des Lenkrades anzuordnen, darum ist es erforderlich, nur einen Hebel vorzusehen.
Ein einzelner Ganghebel hat jedoch die Tendenz zu fehlerhaftem Betrieb,
beispielsweise kann der Ganghebel bei einer Betätigung über einen Schritt hinweg aus
der Leerlaufposition in die zweite Vorwärtsstellung geschwenkt werden.
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Aus
DE 4433595 ist es bekannt,
eine Gangwechselvorrichtung für
einen Drehmomentwandler vorzusehen, der im Mehrstufenbetrieb aus
einer Leerlaufstellung in mindestens eine Vorwärtsposition oder Rückwärtsposition
schaltbar ist, mit einem Schalthebel, der gegenüber einer Lenkwelle schwenkbar
befestigt ist, und mit einem durch Bewegung des Schalthebels betätigten Gangwechselschalter,
der einen mit dem Schalthebel im Eingriff stehenden Schieber und
Druckstößel aufweist,
die sich entsprechend der Bewegung des Schiebers selektiv nach oben
und nach unten bewegen und Positionsschalter entsprechend jeder
Schaltposition selektiv ein- oder ausschalten.
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Die
vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuermittel
vorgesehen ist, das verhindert, dass sich der Schalthebel nacheinander
durch die Mehrstufenpositionen entweder in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung bewegen lässt, dass das
Steuermittel ein Führungsglied
aufweist, dessen Höhe
sich stufenweise ändert,
um den Schalthebel in jeder Schaltposition einer Richtung in eine
andere Ebene zu führen,
sowie einen Sprungsteuervorsprung aufweist, um die Bewegung des
Schalthebels aus der Leerlaufstellung in Richtung auf eine Ebene der
eine Stufe überspringenden
Schaltposition zu unterbrechen.
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Nach
der Erfindung hält
der Schalthebel dann, wenn versucht wird, ihn durchgehend über eine
Mehrzahl von Stufen zu bewegen, an jeder Schaltposition an, weil
die Bewegung des Schalthebels durch das Steuermittel an den Gangwechselpositionen
unterbrochen wird, und er darum nicht durchgehend über mehrere
Stufen in dieselbe Richtung bewegt werden kann. Daraus ergibt sicht,
dass selbst im Falle eines einzigen Schalthebels ein fehlerhafter Betrieb
wie das Überspringen
eines Ganges beim Gangwechseln, was eintritt, wenn mehrere Stufen auf
einmal getätigt
werden, verhindert werden kann.
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Das
Steuermittel weist ein Führungsglied auf,
dessen Höhe
sich stufenweise ändert,
um den Schalthebel in jeder Schaltposition einer Richtung in eine
andere Ebene zu führen.
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Dadurch,
dass das Steuermittel eines Führungsgliedes
so aufgebaut ist, dass seine Höhe
sich stufenweise verändert,
kann die Steuerung des Schalthebels als eine einfache Konstruktion
verwirklicht werden.
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Das
Steuermittel umfasst einen Sprungsteuervorsprung, um die Bewegung
des Schalthebels aus der Leerlaufposition in Richtung einer Ebene
der Schaltposition, bei der eine Stufe übersprungen wird, zu behindern.
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Indem
ein Sprungsteuervorsprung als Steuermittel vorgesehen ist, um die
Bewegung des Schalthebels aus der Leerlaufposition in eine Ebene der
Schaltposition, bei der eine Stufe übersprungen wird, zu behindern,
und zwar auch dann, wenn der Schalthebel aus der Leerlaufposition
in die Ebene der Schaltposition, bei der eine Stufe übersprungen
wird, bewegt wird, weil die Bewegung des Schalthebels dadurch gesteuert
wird, dass der Schalthebel gegen den Sprungsteuervorsprung stößt, wird
eine Fehlbetätigung
wie ein abrupter Wechsel aus der Leerlaufposition in die Schaltposition,
bei der eine Stufe übersprungen
wird, verhindert.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispieles und mit Bezug
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben. Dabei hat dieses Beispiel keinerlei einschränkende Wirkung.
Es zeigt:
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1 eine
Ansicht, die die Funktion des Gangwechsels erläutert;
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2 eine
Draufsicht auf einen Kombinationsschalter, der mit der hier beschriebenen
Ausführungsform
ausgerüstet
ist.
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3 einen
Schnitt durch die Ansicht nach 2.
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4 einen
vergrößerten Schnitt
eines Abschnittes der Gangwechselvorrichtung.
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5 eine
Draufsicht auf ein Gehäuse
der Gangwechselvorrichtung.
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6 eine
Seitenansicht auf die linke Seite.
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7 eine
Seitenansicht auf die rechte Seite.
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8 eine
Ansicht, die eine Betätigung
des Gangwechselschalters erläutert.
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Wie
aus den 2 und 3 hervorgeht,
ist die Gangwechselvorrichtung als Gangwechselvorrichtung für einen
Drehmomentwandler eines Gabelstaplers in einem Kombinationsschalter 2 angeordnet,
der im Bereich einer Lenkwelle 1 vorgesehen ist.
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Ein
Schalthebel 3 für
Lampen ist an der rechten Seite des Kombinationsschalters 2 angeordnet. Die
Lampen, die einen Richtungswechsel nach links oder rechts anzeigen,
können
an- oder abgeschaltet werden, indem der Schalthebel 3 in
einem vorbestimmten Winkel nach oben oder nach unten bewegt wird,
und durch ein Drehen eines Knopfes um eine Achse kann das An- und
Abschalten von Lampeninstrumenten wie einem Scheinwerfer gesteuert
werden.
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Links
vom Kombinationsschalter 2 ist ein Schalthebel 5 frei
schwenkbar um eine erste Schwenkachse 6 generell parallel
zur Lenkwelle 1 gehaltert. Dieser Schalthebel 5 schwenkt
aus einer Leerlaufstellung zwei Stufen nach unten und die Schaltstellung
wechselt nacheinander in eine erste Vorwärtsposition F1 und eine zweite
Vorwärtsposition
F2. Der Schalthebel 5 schwenkt auf die gleiche Weise zwei
Stufen nach oben und wechselt die Schaltstellung nacheinander in
eine erste Rückwärtsstellung
R1 und eine zweite Rückwärtsstellung
R2.
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Wie
aus 3 hervorgeht, ist ein Gangwechselschalter 7 im
Kombinationsschalter 2 angeordnet, um durch Schwenken des
Schalthebels 5 einen Gangwechsel zu veranlassen. Der Gangwechselschalter 7 umfasst
einen Schieber 8, der mit dem Schalthebel 5 im
Eingriff ist, sowie Druckstößel 9a bis 9e,
die entsprechend der Bewegung des Schiebers 8 wahlweise
nach oben und unten bewegt werden.
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Aus 4 geht
hervor, dass ein vorderer Abschnitt des Schalthebels 5 in
einen hohlen Abschnitt 11 eines Kopfteils 10 eingreift,
und der Schalthebel 5 ist derart mit dem Kopfteil 10 gekuppelt,
dass er frei nach oben und unten um eine zweite Schwenkachse 12 verschwenkbar
werden kann. Ein Raststift 13 ist in einem Wellenhohlraum
an einem äußeren Abschnitt des
Schalthebels 5 frei verschiebbar angeordnet und durch eine
Rastfeder 14 in Richtung auf eine schräge Wandfläche 15 am Bodenabschnitt
des hohlen Abschnittes 11 vorgespannt. Ein äußerer Abschnitt
des Raststiftes drückt
auf die schräge
Wandfläche
und spannt den Schalthebel 5 in die Leerlaufstellung vor.
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Das
Kopfteil 10 ist an der ersten Schwenkachse 6 angeformt
und erstreckt sich vom oberen und unteren Abschnitt nach außen, und
eine Rastkugel 18 wird durch eine Rastfeder 17,
die in einem konkaven Abschnitt 16 im vorderen Abschnitt
des Kopfteils 10 angeordnet ist, so vorgespannt, dass sie gegen
eine Rastnut 19 drückt,
die an einer Innenwandfläche
des Kombinationsschalters 2 ausgebildet ist. Die konkaven
Abschnitte sind an der Rastnut 19 so ausgebildet, dass
sie jeder der Schaltpositionen entsprechen (s. 1).
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An
einem vorderen Abschnitt eines unteren Abschnitts des Kopfteils 10 ist
ein Nutabschnitt 20 von allgemein U-förmiger Unterseite ausgebildet,
in den ein Vorsprung 21 lose eingreift, der an einem zentralen
Abschnitt des Schiebers 8 nach oben angeformt ist. Wird
das Kopfteil 10 um die erste Schwenkachse 6 nach
rechts und links verschwenkt, wird der Schieber 8 linear
nach rechts und links bewegt.
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Wie
auch in 8 dargestellt ist, sind an einer
rückwärtigen Fläche des
Schiebers 8 Nuten 22a bis 22e linear
in rechter und linker Richtung ausgebildet, die den Druckstößeln 9a bis 9e entsprechen,
um darauf zu gleiten, wobei jede Nut 22a bis 22e einer der
Schaltpositionen entspricht.
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Es
sei angenommen, dass die Nuten 22a bis 22e den
Positionen R2, R1, N, F1 und F2 in dieser Reihenfolge entsprechen,
dann sind konkave Abschnitte 23a bis 23e an jeweils
einer Nut ausgebildet, in die der entsprechende der Druckstößel 9a bis 9e nur
hineinpasst, wenn der Schieber in die jeweils entsprechende Schaltposition
bewegt wird.
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Wird
also der Schieber 8 in eine Schaltposition bewegt, wird
einer der konkaven Abschnitte 23a bis 23e, die
an einer der Nuten 22a bis 22e ausgebildet sind
und der Schaltposition entspricht, an einem der entsprechenden Druckstößel 9a bis 9e lokalisiert und
einzig derjenige der Druckstößel 9a bis 9e,
der hineinpasst, wird nach oben bewegt.
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Jeder
Druckstößel 9a bis 9e ist
so ausgebildet, dass er Positionsschalter 24a bis 24e entsprechend
jeder Schaltposition (s. 3) wahlweise an- oder abschalten
kann. Diese Positionsschalter 24a bis 24e sind
so ausgelegt, dass sie den Gang des Drehmomentwandlers (nicht dargestellt)
steuern und wechseln, je nach Einschalt- oder Ausschaltzustand der
Schalter.
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Außerdem ist
in 4 eine Angriffplatte 25 dargestellt,
die an einer unteren Fläche
des vorderen Abschnittes des Schalthebels 5 in Achsrichtung
angeordnet ist, wobei ein erster Angriffabschnitt 26 sowie
ein zweiter Angriffabschnitt 27 an beiden Enden der Angriffplatte 25 in
Achsrichtung vorgesehen sind.
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Der
erste Angriffabschnitt 26 und der zweite Angriffabschnitt 27 sind
jeweils so ausgebildet, dass sie an ein stufenförmiges Führungsteil 31 angrenzen, das
an einem Gehäuse 30 der
Gangwechselvorrichtung angeformt ist, in dem das Kopfteil 10 untergebracht
ist, sowie an einen Sprungsteuervorsprung 32 von, bei Draufsicht,
allgemeiner Trapezform. Diese Teile stellen das Schwenksteuermittel
dar.
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Wie
aus den 4 und 6 hervorgeht, hat
das stufenförmige
Führungsteil 31 auf
beiden Seiten der Achse des Schalthebels 5 in Leerlaufposition
eine stufenartige Form. Eine untere Stufe 33, die an der
niedrigsten zentralen Position angeordnet ist, stellt einen Schwenkbereich
des Schalthebels 5 im Leerlauf dar, und, wenn der Schalthebel
in einen Gangwechselabschnitt 36 oder 37 in Richtung
auf eine um eine Stufe höhere
Position zu den Stufen 34 oder 35 bewegt wird,
dann wird der Gang in die erste Rückwärtsposition R1 oder die erste
Vorwärtsposition
F1 gewechselt und gleichzeitig das Verschwenken des Schalthebels 5 gesteuert.
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Die
oberen Stufen 34 und 35 ermöglichen eine Bewegung des Schalthebels 5 beim
Gangwechsel aus der ersten Rückwärtsposition
R1 oder der ersten Vorwärtsposition
F1 in die zweite Rückwärtsposition
R2 bzw. die zweite Vorwärtsposition
F2.
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Der
Sprungsteuervorsprung 32 ist auf der Achse des Schalthebels 5 in
Leerlaufstellung symmetrisch angeordnet, und die Verlängerungslinien von
zwei Abschnitten 40, 41 mit abgeschrägten Kanten,
die in einer nach außen
geöffneten
Form ausgebildet sind und sich in der Nähe der Intersektion einer Passöffnung 38 der
ersten Schwenkachse 6 und der Achse des Schalthebels 5 in
Leerlaufstellung schräg kreuzen,
sind jeweils so ausgebildet, dass sie durch die erste Rückwärtsposition
R1 und die erste Vorwärtsposition
F1 hindurchgehen, wie in 5 dargestellt ist.
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Der
Sprungsteuervorsprung 32 ist so ausgebildet, dass er eine
schräge
Fläche 42 bildet,
die in der Umgebung der Passöffnung 38 am
höchsten
ist und zum vorderen Abschnitt hin allmählich niedriger wird. Wird
der Schalthebel 5 in die untere Stufe 33 bewegt,
kann er frei verschwenkt werden, ohne dass der zweite Angriffabschnitt 27 an
dem Sprungsteuervorsprung 32 angreift. Wenn jedoch ein
Versuch gemacht wird, den Schalthebel 5 in diesem Zustand
um die zweite Schwenkachse 12 zu verschwenken, dann stößt der zweite
Angriffabschnitt 27 an dem Sprungsteuervorsprung 32 an.
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Wenn
der zweite Angriffabschnitt 27 beim Verschwenken des Schalthebels 5 auf
der oberen Stufe 34 oder 35 nach unten geht, dann
ist ein Verschwenken des Schalthebels 5 nur außerhalb
jedes schrägkantigen
Abschnitts 40, 41 möglich, weil der zweite Angriffabschnitt 27 den
Sprungsteuervorsprung 32 stört, und das Verschwenken des
Schalthebels 5 wird dahingehend gesteuert, dass er nach innen
jedes schrägkantigen
Abschnitts 40, 41 zurückkehrt.
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Als
nächstes
wird die Betriebsweise der hier vorgestellten Ausführungsform
beschrieben (1). Befindet sich der Schalthebel 5 in
der Leerlaufposition N, so ist die Rastkugel 18 mit der
Leerlaufnut 19c der Rastnut 19 im Angriff und
die Achse des Schalthebels 5 befindet sich auf der Mittellinie,
die die Zentren der unteren Stufe 33, die erste Schwenkachse 6 und
den Sprungsteuervorsprung 32 verbindet.
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Wenn
beispielsweise der Schalthebel 5 in die Richtung der ersten
Vorwärtsposition
geschwenkt wird, d.h. in 1 entgegen dem Uhrzeigersinn
um die erste Schwenkachse 6 in der unteren Stufe 33, dann
liegt der erste Angriffabschnitt 26 der Angriffplatte 25 an
dem Gangwechselabschnitt 37 an.
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Zur
gleichen Zeit wird der Schieber 8 von dem Nutabschnitt 20 des
Kopfteils 10 bewegt und auf die F1-Position in 8 gebracht.
Weil zu diesem Zeitpunkt der Druckstößel 9d dazu gebracht
wird, sich nach oben zu bewegen und in den konkaven Abschnitt 23d einzugreifen,
wird der Positionsschalter 24d eingeschaltet und der Drehmomentwandler schaltet
in die erste Vorwärtsposition
F1.
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In
diesem Zustand befindet sich der zweite Angriffabschnitt 27 über dem
Sprungsteuervorsprung 32 und greift nicht beim Schalthebel 5 an,
der sich auf dem Sprungsteuervorsprung 32 bewegen kann.
Wird der Schalthebel 5 in die erste Vorwärtsposition
gebracht, dann bewegt sich der zweite Angriffabschnitt 27 entlang
dem schrägkantigen
Abschnitt 40 aus ihm heraus.
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Bei
einem Schaltvorgang von der ersten Vorwärtsposition F1 weiter zur zweiten
Vorwärtsposition F2
ist es nicht möglich,
den Schalthebel 5 weiter zu schwenken, weil der erste Angriffabschnitt 26 an
dem Gangwechselabschnitt 37 anliegt. In diesem Fall muss
der Schalthebel 5 nach oben geschwenkt werden.
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Dann
bewegt sich der Schalthebel 5 nach oben um die zweite Schwenkachse 12 (s. 4). Nachdem
der Schalthebel 5 über
den Gangwechselabschnitt 37 steigt und sich hin zur oberen
Stufe 35 bewegt, kann er frei auf der oberen Stufe 35 geschwenkt
werden. Die Schwenkebene des Schalthebels 5 auf den oberen
Stufen 35 oder 36 ist parallel zu der Schwenkebene
der unteren Stufe 33, jedoch auf unterschiedlicher Höhe.
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Wenn
der Schalthebel 5 weiter entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt
wird, erreicht er die zweite Vorwärtsposition F2. In 8 ist
der Schieber 8 auf der zweiten Vorwärtsposition angeordnet, der Drehmomentwandler
wechselt also in die zweite Vorwärtsposition
F2.
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Zu
diesem Zeitpunkt fällt
der entsprechend ausgebildete zweite Angriftabschnitt 27 wegen
der Aufwärtsbewegung
des Schalthebels 5 in die untere Position, die sich unter
dem ersten Angriffabschnitt 26 außen am schrägkantigen Abschnitt 40 befindet. Selbst
wenn ein Versuch unternommen wird, den Schalthebel 5 zurück in Richtung
auf die Leerlaufstellung auf der oberen Stufe 35 zu bewegen,
befindet sich der Schalthebel 5 in genau dem Zustand, in
dem er nach dem Aufwärtsschwenk
war, weil der zweite Angriffabschnitt 27 an dem schrägkantigen
Abschnitt 40 anliegt, so dass der Schalthebel nicht direkt
in die Leerlaufposition zurückkehren
kann.
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Der
Schalthebel 5 kann also nicht aus der zweiten Vorwärtsposition
F2 unmittelbar in die Leerlaufstellung zurückgestellt werden, sondern
wird, wenn er in der F1-Position ankommt, angehalten. Um in die
Leerlaufstellung zurückzukehren,
muss der Schalthebel 5 nach unten geschwenkt werden, d.h. von
der oberen Stufe 35 auf die untere Stufe 33; damit
kann verhindert werden, dass der Schalthebel 5 bei Überspringen
einer Stufe zurückgestellt
werden kann.
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Befindet
sich der Schalthebel in der Leerlaufstellung und jemand hat die
Absicht, den Schalthebel 5 nach oben um die zweite Schwenkachse 12 zu schwenken
und ihn unmittelbar auf die obere Stufe 34 oder 35 zu
bewegen, dann verhindert der zweite Angriffabschnitt 27 einen
solchen Schwenkvorgang, indem er an dem Sprungsteuervorsprung 32 anliegt. Damit
kann ein Gangwechsel, der mit einer solchen Betätigung des Schalthebels 5 eine
Stufe überspringen
würde,
verhindert werden.
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Da
ein Wechseln des Ganges in der umgekehrten Richtung auf die gleiche
Weise vor sich geht, wie dies oben beschrieben wurde, wobei nur
die Schwenkrichtung des Schalthebels 5 umgekehrt wird,
wird hier die Beschreibung eines solchen Gangwechsels ausgelassen.
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Die
vorliegende Erfindung beschränkt
sich nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen, sondern kann
auf unterschiedliche andere Weisen ausgeführt sein, ohne sich vom wesentlichen Geist
der Erfindung zu entfernen. Es kann zum Beispiel die Schaltung in
Rückwärtsrichtung
in nur einem Schritt ausgeführt
werden. Außerdem
ist der erste Angriffabschnitt 26 nicht immer erforderlich,
und der Schalthebel 5 kann unmittelbar gegen den Gangwechselabschnitt 36 oder 37 zu
liegen kommen.
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Weiterhin
kann die Angriffplatte 25 an dem Schalthebel 5 angeformt
sein und der Sprungsteuervorsprung 32 kann als vom Gehäuse 30 getrennte Einheit
ausgebildet sein. Sind keine Angriffplatte 25 oder Gehäuse 10 vorgesehen,
dann kann die gleiche Wirkung erzielt werden, wenn auf dem Gangwechselabschnitt 36 und 37 ein
sich nach oben erstreckender Abschnitt vorgesehen ist und die Rückbewegung
des Schalthebels 5 so ausgeführt wird, dass sie zeitweilig
angehalten wird. Außerdem
ist ein Gangwechsel über
mehr Stufen möglich,
wenn die Anzahl der Stufen des stufenförmigen Führungsteils 31 erhöht wird.