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Mechanische Schaltvorrichtung für Geschwindigkeitswechselgetriebe,
insbesondere von Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung
für Geschwindigkeitswechselgetriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen, in welchen
die Schaltung durch bloße axiale Verschiebung eines oder mehrerer Schaltglieder
erfolgt.
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Zweck der Erfindung ist es, für Getriebe dieser Art eine einfache,
wenig Maschinenteile benötigende und vor allem raumsparende Schaltvorrichtung zu
schaffen.
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Dies wird nach der Erfindung durch ein längs einer Geraden schaltendes,
hinsichtlich seiner Wirkrichtung umsteuerbares Schaltwerk erreicht, «-elches zum
Schalten der einzelnen Getriebegänge dient. Das Schaltwerk ist ein Klinkenschaltwerk,
welches durch einen oder mehrere nur in einer Ebene schwingbare Bedienungshebel
betätigt wird. Das Schaltwerk enthält einen im Getriebegehäuse gelagerten Schalthebel,
welcher für jede seiner beiden Schwingrichtungen eine Klinke trägt, die während
des Schaltvorgangs in auf einer Schaltschiene angebrachte Zähne zur axialen Verschiebung
derselben um einen Zahnabstand eingreifen, wobei die Abstände der Schaltverzahnungen
der Getrieberäder den Abständen der Zähne auf der Schaltschiene entsprechen. Das
Schaltwerk besteht also größtenteils aus für die Bewegungsübertragung ohnedies notwendigen
Maschinenteilen, wodurch sich eine bedeutende Einsparung ergibt. Während die bisher
bekannten Schaltvorrichtungen viel Raum beanspruchten, ist es jetzt
möglich,
die wichtigsten Teile derselben in eine der Seitenwände des Getriebegehäuses einzubauen.
Das Ausschwingen des Schwinghebels und des Schalthebels ist in jeder der beiden
Richtungen durch eine federbeeinflußte Einrichtung begrenzt.
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Eine weitere Vereinfachung kann dadurch erzielt werden, däß unter
Weglassung des üblichen Schalthebels das Weiterschalten der Gänge und die Umsteuerung
der Wirkrichtung des Schaltwerkes vom Kupplungsfußhebel aus erfolgt. Dabei kann
zur Erzielung eines höheren Getriebeganges der Druck auf die eine, beispielsweise
linke und zur Erzielung eines niedrigeren Getriebeganges der Drück auf' die andere,
beispielsweise rechte Seite der Fußplatte des Kupplungsfußhebels erfolgen. Die Fußplatte
des Kupplungsfußhebels ist zwecks Umsteuerung der Wirkrichtung des Schaltwerkes
um eine Achse schwenkbar ausgebildet, die zur Schwenkachse des Kupplungsfußhebels
im wesentlichen senkrecht: verläuft, was eine sehr einfache Ausführung ergibt. Dabei
ist zu beiden Seiten des Kupplungsfußhebels auf dessen Welle je eine mit der Schaltstange
verbundene Nocke drehbar gelagert, die, durch einen mit der Fußplatte verschwenkbaren
Anschlagarm betätigt, die Schaltung bewirkt.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise an Hand eines fünfgängigen
Geschwindigkeitswechselgetriebes mit Rückwärtsgang, in welchem die .Schaltung durch
bloße axiale Verschiebung eines Schaltgliedes erfolgt, veranschaulicht. Es zeigt
, Fig. i einen Längsschnitt entlang einer durch die Antriebswelle gelegten waagerechten
Ebene (Linie I-1 der Fig. 2), Fig. 2 einen senkrechten Querschnitt durch das Getriebe
nach der Linie II-II der Fig. i, Fig. 3 einen teilweisen Schnitt durch das Schaltwerk
gesehen in Richtung des Pfeiles R (Fig. 2) und Fig. 4 ein Schaubild eines Teiles
der durch einen Kupplungsfußhebel betätigten .Schaltvorrichtung. Als Anwendungsbeispiel
für die Erfindung ist ein Geschwindigkeitswechselgetriebe gezeigt, in welchem auf
derAntriebswelle i eine Schaltmuffel längs verschiebbar und mit der Welle drehbar
gelagert ist. Die Schaltmuffe weist eine Schaltverzahnung g auf. Die Getrieberäder
4 haben eine mittlere Bohrung mit einer Innenverzahnung 5 und sind im Gehäuse 6
gelagert. Mit den Zahnrädern 4 sind auf der Abtriebswelle 7 (Fig. 2) gelagerte Getrieberäder
8 in dauerndem Eingriff. Zum Schalten von einem Gang in einen anderen Gang muß die
Schaltmuffe 2 längs verschoben werden. Zu diesem Zweck ist sie an einem Ende mit
einer Führungsnut 9 ausgestattet, in welche eine Schaltgabel io eingreift, die mit
einer Schaltschiene ii fest verbunden ist.
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Die .Schaltschiene bildet bereits einen Teil des Schaltwerkes und
hat Zähne 12, die den gleichen Abstand voneinander aufweisen wie die Schaltverzahnungen
5 der aufeinanderfolgenden Getrieberäder 4. Die Schaltschiene ist auf einer Führungsleiste
13, die durch Schrauben 14 im Gehäuse j befestigt ist, parallel zur Antriebswelle
längs verschiebbar gelagert. In der Seitenwand des Gehäuses ist weiter ein zweiarmiger
Schwinghebel 15 gelagert. Der eine Arm 16 desselben befindet sich außerhalb
des Gehäuses, während der andere Arm 17 als Klinkenträger ausgebildet ist. An dem
freien Ende des Armes 17 sind zwei in entgegengesetzter Richtung durch die Wirkung
von Federn i S nach unten gedrückte Klinken i9 und 2o angebracht. Ebenfalls auf
dem Klinkenträger 17 befestigte Bolzen 2 1 und 2z begrenzen den Weg der Klinken
nach unten. Zur Begrenzung der Schwingungsamplitude des Klinkenträgers ist für jede
der beiden Klinken eine federbeeinflußte Einrichtung im Gehäuse befestigt. Sie besteht
je aus einem Zylinder 23, 23', in welchem je ein Kolben 24, 24' durch je eine Feder
25, 25' bis zu einem Anschlag 26, 26' nach außen gedrückt wird. Die Schwingungsamplitude
des Klinkenträgers ist durch eine Überwurfmutter 27, 27' einstellbar. Der Klinkenträger
17 hat Nasen 28, 29, die in der in Fig. 3 mit vollen Linien gezeigten Ruhelage
des Klinkenträgers die in ihrer äußersten Lage befindlichen Kolben 24, 2q.' berühren.
Diese Berührung findet vorzüglich unter sehr geringer Vorspannung statt, jedoch
ist es auch möglich, ein kleines Spiel zwischen der äußersten Lage der Kolben 24
und 24' und der Nasen 28 und 29 des sich in Ruhelage befindlichen Klinkenträgers
vorzusehen. Der größte Ausschlag des Klinkenträgers wird ebenfalls begrenzt, und-
zwar in dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch -Aufstoßen des Kolbenrandes 3o auf
die Innenwand der Überwurfmutter 27. Die Begrenzung der axialen Bewegungen der Kolben
24, 24' bildet die Begrenzung der Schaltbewegung des Schalthebels 31, der im Fahrzeug
in nur einer Ebene schwingbar befestigt und mittels einer Schaltstange 32 mit dem
Arm 16 des Schwinghebels 15 gelenkig verbunden ist. Unter Weglassung der .Schaltstange
32 und des Armes 16 könnte der .Schalthebel auch unmittelbar mit dem Schwinghebel
15 verbunden werden.
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Ist beispielsweise die senkrechte Stellung des Schalthebels dessen
Ruhelage, so wird durch Ziehen des Schalthebels in Richtung H (Fig. i) auf höhere
Gänge geschaltet und durch Drücken des Schalthebels aus seiner Nullage in Richtung
h in niedrigere Gänge zurückgeschaltet. Zwischen dem erstenGang und dernRückwärtsgang
ist vorzüglich ein Hauptleerlauf angeordnet.
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Wird der Schalthebel in Richtung H gezogen, dann wird diese Bewegung
über die .Schaltstange 32 auf den Schwinghebel 15 übertragen, der mit Bezug auf
Fig. 3 nach links ausschwingt (gestrichelte Linien in Fig. 3), wobei die Klinke
2o den vor ihr liegenden Zahn 12 ergreift und diesen und damit die Schaltschiene
i i um einen Zahnabstand nach links verschiebt. Da die Abstände der Schaltzähne
12 voneinander den Abständen der Schaltverzahnungen 5 der Getrieberäder 4 entsprechen,
;o wird die Schaltmuffe .2 über die Schaltgabel io :ntweder aus der Hauptleerlaufstellung
in den #.rsten Gang durch Eingreifen der Schaltverzahnung
3 der
Schaltmuffe in die Innenverzahnung des ersten Ganges gebracht oder von einem niedrigeren
Gang in den nächsthöheren Gang durch Außereingriftbringen der Innenverzahnung des
niedrigen Ganges und Ineingriffbringen in die Innenverzahnung des nächsthöheren
Ganges. Durch die Wirkung der Federn 25, a5' wird nach jeder Schaltung der Klinkenträger
17 und damit auch der Schalthebel 31 in seine Ruhelage zurückgebracht und
durch die Kolben 24., 24' in dieser Lage festgehalten. Es sind also beim Hinaufschalten
immer aufeinanderfolgende Bewegungen des Schalthebels in Richtung H erforderlich,
um aus dem Hauptleerlauf in den fünften Gang zu schalten. In gleicher Weise sind
beispielsweise beim Zurückschalten vom fünften Gang in den Hauptleerlauf fünf Bewegungen
des Schalthebels in Richtung Z' notwendig. Eine seclisteBewegung des Schalthebels
in Richtung y' schaltet dann den Rückwärtsgang ein. Um ein unbeabsichtigtes Schalten
in den Rückwärtsgang zu verhindern, wird zweckmäßig für diesen eine vom Fahrer betätigte
Auslösevorrichtung beliebiger Art vorgesehen. Zwischen den einzelnen Gängen sind
Nebenleerläufe angeordnet. Fig. i zeigt die Schaltmuffe in einer solchen Stellung.
Um von irgendeinem Gang auf Nebenleerlauf zu schalten, wird der Schalthebel nicht
über seinen ganzen Ausschlag bewegt, sondern nur bis zu einer durch die Kugelraste
49 (Feg. i) spürbaren Zwischenstellung, welche dem halben Schaltweg entspricht.
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Dadurch ist es möglich, von irgendeinem Gang sofort mit einer Schaltbewegung
auf Leerlauf zu schalten. Damit jederzeit festgestellt werden kann, welcher Gang
eingeschaltet ist, wird eine Anzeigevorrichtung verwendet, welche einen Bowdenzug
enthält. Der Draht 33 ist an der Schaltschiene i i befestigt und macht deren Längsbewegungen
mit. Das zweite Ende 34 des Drahtes ist mit einem die Bezeichnung der einzelnen
Gänge aufweisenden Schild 35 verbunden, das in Fahrernähe vorzugsweise am Schaltbrett
des Fahrzeuges längs beweglich angebracht ist. Ein Schauloch 36 ist in solcher Lage
angeordnet, daß durch dieses die jeweiligen Schaltstellungen abgelesen werden können.
Der Draht ist von einer Hülle 37 umgeben. Das Schild kann auch kreisförmig nach
Art des Ziffernblattes von Lehren ausgeführt werden, wobei dann das Ende des Bowdenzuges
mit einer Zahnstange verbunden wird, welche mit einem Zahnrad kämmt, das eine kreisrunde
Scheibe dreht. Der Hauptleerlauf ist dabei besonders gekennzeichnet.
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Da mit der. Schaltvorrichtung nach der Erfindung nur einfache Schaltbewegungen
auszuführen sind, eignet sich diese auch für eine Betätigung durch den Kupplungsfußhebel.
Zu diesem Zweck sind auf der Welle 38 für den Kupplungsfußhebel 39 (Feg. .I) zwei
Nocken 40 und .I1 drehbar gelagert. Die Nocke 4.o hat einen Arm .I2, der nach unten
ragt und mit der Schaltstange 32 durch eine Stange 43 gelenkig verbunden
ist. Ebenso ist die Schaltstange 32' mit einem nach oben gerichteten Aren 44 der
Nocke .I1 durch eine Stange 45 verbunden, wodurch eine Bewegungsumkehrung ermöglicht
wird. Die Nocken .I0 und 41 sind auf beiden Seiten eines auf der Welle 38 befestigten
Armes 46 angeordnet, an welchem die Fußplatte 4.7 des Kupplungshebels drehbar, aber
nicht längs verschiebbar gelagert ist. Ein mit der Fußplatte verbundener Anschlagarm
48 schwingt, wenn die Fußplatte in der Mitte, d. h. ohne sie zu verdrehen, durchgetreten
wird, zwischen den Nocken -.o und .4i nach abwärts, wobei auf bekannte Weise die
Kupplung allein betätigt wird. Die Fußplatte 4.7 ist vorzüglich etwas breiter ausgeführt,
so da13 es möglich ist, den Fuß in der :Titte oder mehr links oder rechts von der
Mitte aufzusetzen, wodurch die Fußplatte ausschwingt und entweder auf die NOC1Ce
q.0 oder 41 auftrifft und diese nach abwärts drückt, wodurch auf bekannte Weise
die Kupplung gelöst und darauffolgend eine Schaltung bewerkstelligt wird.
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In der gezeigten Ausführung bewirkt Aufsetzen des Fußes auf die linke
Seite 47' der Fußplatte ein Verdrehen in solcher Weise, daß der Anschlag 4.8 auf
den Nocken q.o auftrifft, diesen mitnimmt und über die Stange q:3 die Schaltstange
32' axial nach hinten verschiebt, wodurch auf den nächstniedrigeren Gang geschaltet
wird. Wird die Fußplatte durch Treten auf die rechte Seite _.7" derselben niedergedrückt,
dann verdreht sie sich in solcher Weise, daß der Anschlag 4.8 den Nocken .I1 mitnimmt,
wodurch die Schaltstange 32' nach vorn gezogen und der nächsthöhere Gang eingeschaltet
wird. Tritt der Fahrer nicht auf Anschlag durch, sondern nur bis auf eine durch
die Kugelraste 4.9 (Feg. i) spürbare Zwischenstellung, so wird auf Nebenleerlauf
geschaltet.
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Die Erfindung ist für Getriebe mit vielen oder wenigen Übersetzungsstufen
geeignet. Für Getriebe mit mehreren Schaltmuffen 2 ergeben sich auch entsprechend
viele Schaltstangen, die dann durch den Schalthebel zu betätigen sind. Anstatt einer
schwenkbaren Fußplatte des Kupplungsfußhebels können auch zwei getrennte, nicht
schwenkbare Kupplungsfußhebel verwendet werden, die beide mit entsprechender Umkehrung
der Bewegungsrichtung die Schaltstange betätigen. Dabei dient der eine Kupplungshebel
zur Hinaufschaltung, also voll einem niedrigeren in den höheren Gang, während der
zweite Kupplungshebel zum Herunterschalten verwendet wird.