-
Schaltvorrichtung für Wechselgetriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen
Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für Wechselgetriebe, insbesondere
von Kraftfahrzeugen, deren Gangzahl durch ein zugeordnetes Stufengetriebe erhöht
werden kann, wobei das Wechselgetriebe durch Längsbewegen und das Stufengetriebe
durch Querschwenken eines einzigen, kugelig gelagerten Schalthebels schaltbar sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schaltvorrichtung sowohl in baulicher
Hinsicht als auch in ihrer Handhabung zu vereinfachen.
-
Es ist bei Kraftfahrzeugen bekannt, dem üblichen Wechselgetriebe ein
Stufengetriebe zuzuordnen, um die Gangzahl des Wechselgetriebes und damit die Anzahl
der Fahrgeschwindigkeiten zu erhöhen. Je nach der Stufenzahl läßt sich die Gangzahl
verdoppeln bzw. vervielfachen. Zum Schalten solcher in der Regel hintereinander
angeordneter Getriebe werden im allgemeinen mindestens zwei Schalthebel verwendet,
die beim Gang- und Stufenwechsel nacheinander betätigt werden müssen. Diese Bauweise
eignet sich nur für Kraftfahrzeuge mit hohen Anfahrgeschwindigkeiten und geräumigem
Führerhaus, für landwirtschaftliche Fahrzeuge dagegen ist sie nachteilig, da solche
Fahrzeuge fast ausschließlich mit verhältnismäßig niedrigen Fahrgeschwindigkeiten
ausgestattet sind und beschränkte Platzverhältnisse für den Fahrer haben. Wenn nämlich
hier von einer Geschwindigkeitsstufe auf eine andere umgeschaltet wird, kann das
Fahrzeug leicht zum Stillstand kommen, bevor noch die erforderlichen Schaltvorgänge
beendet bzw. alle Schalthebel betätigt sind. Außerdem ist die Anordnung von zwei
oder mehr Schalthebeln nicht nur kostspielig, sondern auch in baulicher Hinsicht
unvorteilhaft, da hierdurch der an sich schon kleine Führerraum beengt und das Schalten
erschwert wird.
-
Es ist weiterhin bekannt, das Stufengetriebe derart zum Wechselgetriebe
anzuordnen, daß beide Getriebe mit einem gemeinsamen Schalthebel bedient werden
können. Bei diesen bekannten Konstruktionen lassen. sich jedoch die beiden Getriebe
nicht unabhängig voneinander
schalten, sondern nur nacheinander,
da erst die Stufe geschaltet werden muß, bevor die Gänge schaltbar sind. Infolgedessen
ist der Schaltvorgang, insbesondere beim gleichzeitigen Wechsel von Gang und Stufe,
kompliziert und zeitraubend, so daß die Gefahr besteht, daß das Fahrzeug beim Schalten
zum Stillstehen kommt.
-
Die erwähnten Mängel werden gemäß der Erfindung im wesentlichen dadurch
behoben, daß der in in sich bekannter Weise an seinem oberen Ende winklig abgebogene
Schalthebel an seinem unteren Ende mit zwei Zinken versehen ist, von denen der eine
die Schaltgabel des Wechselgetriebes, der andere die Schaltgabel des 'Stufengetriebes
betätigt. Auf diese Weise können das Wechsel- und das Stufengetriebe mit einem einzigen
Schalthebel sowohl einzeln und unabhängig voneinander als auch gemeinsam geschaltet
werden. Das erleichtert den Schaltvorgang, da beispielsweise beim Herunterschalten
in Gefahrenmomenten die Stufe ohne vorheriges Schalten des Wechselgetriebes geändert
werden kann. Damit ist also jedes Getriebe von jeder Schaltstellung des anderen
aus schaltbar. Dadurch wiederum wird ein zügiges und verhältnismäßig schnelles Schalten
beim gleichzeitigen Wechsel von Gang und Stufe überhaupt erst möglich, so daß mit
Sicherheit vermieden wird, daß das Fahrzeug während des Schaltvorganges zum Stillstehen
kommt. Auch in baulicher Hinsicht zeichnet sich die den Erfindungsgegenstand bildende
Schaltvorrichtung durch besondere Einfachheit und Zweckmäßigkeit aus.
-
Die nähere Ausbildung und Anordnung des Schalthebels ist an eine bestimmte
Ausführung nicht gebunden. Vorteilhaft jedoch verlaufen die beiden Zinken radial
zum Drehpunkt des Schalthebels, wobei jeweils die Verbindungslinie zwischen dem
einen Zinken und dem Drehpunkt gleichzeitig die Schwenkachse für den anderen Zinken
bildet. Das erleichtert die Handhabung des Schalthebels. Die quer zu den Schaltstangen
des Wechselgetriebes angeordnete Schaltgabel des Stufengetriebes kann dabei eine
in der Schaltrichtung des Wechselgetriebes verlängerte Schaltgasse erhalten. Die
Erfindung sieht auch eine neuartige Schaltsicherung vor, und zwar wird eine Verriegelungsvorrichtung
fair die Schaltgabeln verwendet, die durch Verschieben der Schaltstange gegenüber
der Schaltgabel entriegelt wird. Diese Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß
der die Schaltgabel des Stufengetriebes betätigende Zinken des Schalthebels bei
eingeschaltetem Wechselgetriebe in Rasten einer Schaltkulisse arretiert ist. Ferner
besteht die Schaltstange gemäß der Erfindung vorteilhaft aus zwei ineinandergreifenden
Teilen, vorzugsweise einem Rohr und einer Stange, von denen der eine Teil, beispielsweise
das Rohr, die Schaltgabel trägt, während am anderen Teil der eine Zinken des Schalthebels
angreift. Die beiden die Schaltstangen miteinander bildenden Teile sind durch einen
im Getriebegehäuse gelagerten federbelasteten Stift od. dgl. feststellbar, dessen
zylindrischer Ansatz in das die Schaltgabel tragende Rohr und dessen kegeliger Ansatz
in den mit dem Schalthebel in Verbindung. stehenden Teil eingreift. Zum Lösen der
Schaltsicherung hat der mit dem Schalthebel in Verbindung stehende Teil gegenüber
dem die Schaltgabel tragenden Teil der Schaltstange einen durch Anschläge begrenzten
Vorhub, durch den der Sperrstift unter dem Einfluß der kegligen Flächen der in dem
mit dem Schalthebel verbundenen Teil vorgesehenen Rasten zunächst etwas gelüftet
und durch gemeinsames Verschieben der beiden Schaltstangenteile völlig angehoben
wird. Die zum Feststellen der Schaltgabel in ihrer Mittelstellung in dem sie tragenden
Teil vorgesehene Bohrung für den zylindrischen Ansatz des Sperrstiftes ist zweckmäßig
als Langloch ausgebildet, damit sich der Sperrstift ungehindert zurückziehen und
beim Zurückschalten in die Mittelstellung wieder ungehindert einschnappen kann.
-
Einzelheiten der Erfindung sind aus der nachstehenden Beschreibung
und der Zeichnung ersichtlich, die zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
enthält.
-
Fig. i ist ein Längsschnitt durch die gesamte Vorrichtung, Fig.2 eine
Draufsicht auf einzelne Schaltteile, während Fig. 3 Einzelheiten der Schaltsicherung
in größerem Maßstab in zwei verschiedenen Stellungen, Fig.4 eine Draufsicht auf
die Zinken des Schalthebels in Verbindung mit einem Schaltbild wiedergibt; Fig.
5 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung.
-
Das gemäß Fig. i bis 4 in der Fahrtrichtung angeordnete Wechselgetriebe
i und das quer dazu gerichtete Stufengetriebe 2 sind im Getriebegehäuse 3 einer
landwirtschaftlichen Zugmaschine untergebracht. Das Wechselgetriebe hat zwei schaltbare
Räder 4 und 5, die auf der Getriebewelle 6 verschiebbar sind und durch entsprechenden
Eingriff in weitere, nicht dargestellte Getrieberäder drei Vorwärtsgänge und einen
Rückwärtsgang ergeben. Die Welle 6 wiederum überträgt ihre Drehbewegung über das
Kegelräderpaar 7 und 8 auf die Welle g des Stufengetriebes, auf der das schaltbare
Rad io verschiebbar ist. Das Stufengetriebe hat zwei Gangstufen, wodurch die Zugmaschine
insgesamt acht verschiedene Fahrgeschwindigkeiten, und zwar sechs Vorwärts- und
zwei Rückwärtsgänge erhält. Die beiden Getriebe sind mittels des gemeinsamen Hebels
ii schaltbar, der im Deckel 12 kugelig gelagert ist. Das obere Ende 13 des Schalthebels
ii ist winklig abgebogen, während sein unteres Ende zwei Zinken 14 und 15 trägt,
die radial zum Mittelpunkt der Lagerku,'e116 des Schalthebels ii gerichtet sind.
Von den beiden Zinken greift der eine, 14, in die Schaltstangen des Wechselgetriebes,
der andere, 15, unmittelbar in die Schaltgabel 17 des Stufengetriebes ein. Gesichert
wird der Zinken 15 in der aus Blech hergestellten, im Getriebegehäuse 3 befestigten
Schaltkulisse i8. _je,;le der beiden parallel nebeneinanderliegenden Schaltstangen
besteht aus einem Rohr ig bzw. 2o, an <lern die Schaltgabel 21 bzw. 22 für die
beiden schaltbaren Räder 4 und 5 befestigt sind, ferner aus einer durch das Rohr
hindurchgeführten Stange 23 bzw. 24. Diese wiederum ist mit ihrem einen Ende im
Getriebegell-*ilise 3 verschiebbar gelagert, während in den Kopf 25 bzw. 26 der
beiden Stangen der Zinken 14 des Schalthebels ii wahlweise
eingreifen
kann. Hierzu ist der Stangenkopf nach oben sowie nach einer Seite offen, während
die seitlichen Öffnungen beider Stangen einander zugekehrt sind. Zum Zweck der Schaltsicherung
können die Schaltstangen sowohl in ihrer Mittelstellung als auch in ihren Endstellungen
im Getriebegehäuse 3 festgestellt werden. Diesem Zweck dient ein im Getriebegehäuse
gelagerter, federbelasteter Stift 27 bzw. 28, dessen zylindrischer Ansatz 29 durch
im Rohr ig, 20 vorgesehene Bohrungen 3o hindurchgreift und dessen kegelige Spitze
31 in entsprechende Rasten 32 der Stange 23, 24 einschnappt. In jeder Schaltstange
sind drei Bohrungen und ebenso viele Rasten vorgesehen, und zwar eine für die Mittel-
bzw. ganglose Stellung, die beiden anderen für die Gangsicherung. Die mittlere Bohrung
33 des Rohres ig, 20 ist als Langloch ausgebildet. Die Schaltgabel 17 des
Stufengetriebes 2 ist auf der feststehenden Stange 34 verschiebbar und mittels der
in ihr gelagerten, unter Federwirkung stehenden Kuge135 feststellbar.
-
Die Arbeitsweise der Schaltvorrichtung ist folgendermaßen: Soll nach
dem in Fig. 4 dargestellten Schaltbild von der Nullstellung aus der I. Gang eingeschaltet
werden, so ist der Schaltknopf 57 des Schalthebels ii um die Achse 36 quer zur Fahrtrichtung
nach rechts zu schwenken. Hierbei greift der Zinken 14 in den Stangenkopf 25 ein,
während der Zinken 15 die Stufenschaltgabel 17 nach rechts verschiebt, bis nach
eingerückter Stufe die Sicherungskugel 35 einrastet. Hierauf wird der Schaltknopf
57 um die Achse 38 nach links geschwenkt, damit der Zinken 14 aus dem Stangenkopf
25 wieder herauskommt und in den Stangenkopf 26 eingeführt wird. Nun muß der Schaltknopf
entgegen der Fahrtrichtung nach hinten gezogen werden, damit die Schaltgabel 22
das Rad 5 in den I. Gang einschiebt. Beim Schwenken des Schaltknopfes entgegen der
Fahrtrichtung wird gleichzeitig die Schaltgabel 22 zwangsläufig entriegelt. Hierzu
hat die Stange 24 im Rohr einen Vorhub, der einerseits durch den Stangenkopf 26,
andererseits durch den Anschlag 3g begrenzt ist. Die Stange 24 wird zunächst so
lange allein verschoben, bis ihr Anschlag 26 auf das Rohr 20 trifft. Hierdurch hebt
sich der Sperrstift 28 unter denn Einfluß der kegeligen Flächen der in der Stange
24 vorgesehenen Rasten 32 so weit an, daß der Schalthebel ii beim Weitersehwenken
Stange und Rohr gemeinsam verschieben und den Sperrstift 28 völlig anheben kann,
um den Weg für die Schaltgabel freizugeben. Der eingeschaltete Gang wird durch Eini#;clir"appen
des Sperrstiftes in die nächste Bohrung des Rohres und Raste der Stange gesichert.
Durch die Schaltbewegung wird der Zinken 15 zwangsläufig in einer der Rasten 37
der Schaltkulisse r8 gegen Querbewegung gesichert. Das Zurückschalten in die Mittelstellung
geht in derselben Weise vor sich. Auch hierbei wird durch den Vorhub der Stange
24 der Sperrstift so weit angehoben, daß Rohr und Stange gemeinsam in die Mittelstellung
geschoben werden können. Das Langloch 33 gibt die Gewähr dafür, daß der Stift 28
in der Mittelstellung ungehindert einschnappen kann. Beim Schalten in die Mittelstellung
gleitet der Zinken 15 zwangsläufig wieder aus seiner Raste 37 heraus und führt sich
über den ganzen Schaltweg in der in Fahrtrichtung verlaufenden Gasse 4o der Schaltgabel
17. Mit derselben Schaltstange wird auch der Rückwärtsgang geschaltet, und zwar
durch Drücken des Schaltknopfes 57 in der Fahrtrichtung. Zum Einschalten des II.
Ganges wird der Zinken 14 durch Verschwenken des Schaltknopfes um die Achse 38 in
den Stangenkopf 25 eingeführt. Der Schaltvorgang vollzieht sich in gleicher Weise
wie beim Schalten des I. Ganges. Der Vorhub der Stange 23 wird dabei durch den Anschlag
41 begrenzt. Mit dieser Stange wird sinngemäß auch der III. Gang geschaltet. Zum
Umschalten vom 11I. auf den IV. Gang muß einerseits das Stufengetriebe von der kleinen
auf die große Übersetzung, andererseits das Wechselgetriebe vom III. auf den I.
Gang umgeschaltet werden. Hierzu wird durch Drücken des Schaltknopfes 57 in der
Fahrtrichtung der III: Gang in die Mittelstellung ausgerückt, gleichzeitig durch
Schwenken des Knopfes um die Achse 36 nach links die Stufe gewechselt. Hierbei gleitet
der Zinken 14 aus dem Stangenkopf 25 in den Kopf 26, während durch Schwenken des
Schaltknopfes entgegen der Fahrtrichtung der IV. Gang eingerückt wird. Dieses Schaltverfahren
kann zügig durchgeführt werden, da das Umschalten auf die höhere Stufe gleichzeitig
mit dem Ausschalten des III. und Einschalten des IV. Ganges vor sich geht. Der Weg
des Schaltknopfes ist dabei etwa U-förmig. In gleicher Weise wird auch beim Umschalten
vom IV. auf den III. Gang verfahren. Die Schaltvorrichtung ist im übrigen so beschaffen,
daß ein unbeabsichtigtes Einschalten der Rückwärtsgänge unmöglich ist. Um das zu
gewährleisten, sind die Schaltgasse 42 für den I. bzw. IV. Gang und die Schaltgasse
43 für die Rückwärtsgänge quer zur Schaltrichtung gegeneinander versetzt.
-
In Fig. 5 handelt es sich um eine Ausführung, bei der das Stufengetriebe
parallel zum Wechselgetriebe angeordnet ist. Die beiden Getriebe können dabei entweder
in der Fahrtrichtung oder quer dazu angeordnet sein. Bei dieser Getriebeanordnung
liegen die Schaltstangen des Wechselgetriebes und die Schaltstange des Stufengetriebes
parallel nebeneinander. Ferner greift hier der Schalthebel am Rohr 44, 45 bzw. 46
der Schaltstange an, während die Schaltgabeln 47 bis 49 an den Stangen 5o bis 52
befestigt sind. Dementsprechend sind auch die zylindrischen Bohrungen für den Sicherungsstift
in den Stangen 5o bis 52 und die kegeligen Rasten in den Rohren 44 bis 46 vorgesehen.
Ferner hat der Schalthebel, der in diesem Ausführungsbeispiel nicht dargestellt
ist, in der üblichen Weise nur einen Zinken. Schließlich sind in den beiden Schaltstangen
des Wechselgetriebes bzw. in den zugehörigen Rohren 44 und 45 je drei Schaltgassen
53 bis 55, im Rohr 46 der Schaltstange des Stufengetriebes aber nur eine Schaltgasse
56 vorgesehen. In diesem Falle dient die Querbewegung des Schalthebels ausschließlich
dazu, diesen in die betreffende Schaltgasse einzuschieben, während mit der Längsbewegung
des Schalthebels die Stufen und Gänge geschaltet werden.
-
Befinden sich beispielsweise alle Schaltgabeln in der Mittelstellung,
so hat der Schalthebel innerhalb der sich in einer Reihe gegenüberliegenden Schaltgassen
53
und 56 ungehinderte Bewegungsfreiheit. Man wird also den Schalthebel
zunächst in die Gasse 56 einschwenken und die gewünschte Stufe schalten. Dabei wird
die Schaltstange 46, 52 so weit nach links oder rechts verschoben, bis der Schaltgasse
56 eine der beiden Gassen 54 oder 55 gegenüberliegt. Und nun können nach Einschwenken
des Schalthebels in die betreffende Gasse auch die Gänge nacheinander geschaltet
werden, und zwar entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. i bis 4 mit der
Schaltstange 45, 51 der I. und der Rückwärtsgang, mit der Schaltstange 44, 5o der
II. und III. Gang jeder Geschwindigkeitsstufe. Zum Stufenwechsel ist es erforderlich,
das Wechselgetriebe vorher in die Mittelstellung zurückzuschalten, worauf sich der
Schalthebel in die Schaltgasse 56 einschwenken läßt und durch erneutes Verschieben
der Schaltstange 46, 52 den Stufenwechsel bewirkt.
-
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern umfallt noch weitere Ausführungsformen. So wäre es z. B. möglich,
die Schaltgabel 17 des Stufengetriebes 2 unter Verzicht auf die Kugel 35 in ähnlicher
Weise wie die beiden Schaltstangen 21 und 22 des Wechselgetriebes i zu sichern.
In diesem Falle würde zum Sichern der Mittelstellung an Stelle des Langloches 33
eine in dem die Gabel tragenden Teil der Schaltstange vorgesehene kegelige Raste
genügen, in die die Spitze des Sperrstiftes einschnappt. Zum Sichern der beiden
Endstellungen können dagegen entsprechend den Gangsicherungen des Wechselgetriebes
i zylindrische Bohrungen und kegelige Rasten verwendet werden. Ebenso können auch
die Schaltstangen 21 und 22 statt der Sicherungsstifte usw. mit der üblichen Kugelsicherung
versehen sein.