DE943445C - Schaltvorrichtung fuer ein Zahnraeder-Wechselgetriebe, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

• Schaltvorrichtung für ein Zahnräder-Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung geht von einer Schaltvorrichtung für ein Zahnräder-Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mindestens zwei durch eine Hilfskraft betätigten Schlupfkupplungen, über die sämtliche, gegebenenfalls über synchronisierbare Schaltkupplungen vorwählbaren Gänge geschaltet werden, als Stand der Technik aus. Ein derartiges Getriebe hat den Vorzug, ohne oder doch ohne bemerkenswerte Zugkraftunterbrechung mit nur zwei Schaltphasen geschaltet werden zu können. Die Schlupfkupplungen, deren Wechsel den eigentlichen Gangwechsel bewirkt, lassen die übliche Hauptkupplung zwischen Motor und Getriebe überflüssig werden.
• Wegen dieser Eigenart in der Funktion des Getriebes ergeben sich Sonderbedingungen für das Schalten, die gemäß der Erfindung zu einer besonders einfachen Betätigungsmöglichkeit ausgenutzt werden sollen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei einem bekannten Zahnräder-Schaltgetriebe, bei welchem außer einem in Abhängigkeit vom Lauf des Motors angetriebenen Erzeuger (Pumpe) für die Hilfskraft zum Betätigen der Schlupfkupplungen, deren Einsatzbereitschaft beim Motorleerlauf ausgeschlossen ist und erst mit der willkürlichen Brennstoffgabe hergestellt wird, ein in Abhängigkeit vom Lauf des Fahrzeuges angetriebener zweiter Erzeuger für die Hilfskraft vorgesehen ist, ein an sich bekanntes Schrittschaltwerk, das zum Aufwärtsschalten in der einen Richtung und zum Abwärtsschalten in der entgegengesetzten Richtung in an sich bekannter Weise vom Fahrer betätigt wird, mit seinem Verstellorgan derart kraftschlüssig - vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Feder - verbunden ist, daß das Verstellorgan über einen weiteren Betätigungsweg unter Stehenlassen des geschalteten Schrittschaltwerkes den Schlupfkupplungswechsel vornimmt bzw. auslöst. Damit wird der gesamte Gangwechsel - vom Anfahren bis zum Stillsetzen - mit allen seinen in bestimmter Reihenfolge erforderlichen Schritten durch eine einzige Betätigung -in einer Richtung vollzogen - soweit man von einem Folgewechsel beim Auf-und Abwärtsschalten zunächst absieht -, die also . denkbar einfach ist und nur einen geringen technischen Aufwand erfordert, nämlich die Anwendung an sich bekannter Schrittschaltwerke. Während aber diese in bekannter Weise lediglich dazu dienen, die für den Gangwechsel erforderliche Veränderung der Zahnrädereingriffe vorzunehmen, für den Gangwechsel selbst aber das vorherige Aus-und nachträgliche Wiedereinkuppeln der Hauptkupplung erfordern, wird bei der Erfindung der vollständige Gangwechsel durch das eine Verstellorgan mit einer Bewegung in einer Richtung vollzogen.
• Eine weitere Vereinfachung ergibt sich in Fortführung des Erfindungsgedankens dadurch, daß das Verstellorgan am Ende seines -Betätigungsweges die Schlupfkupplungen auskuppelt. Hierbei wird also die Funktion -des Verstellorgans als Organ zur Betätigung der Kupplungen dahin erweitert, daß - es beide oder alle Schlupfkupplungen auch gemeinsam wie eine Hauptkupplung .öffnen kann: Ist das Verstellorgan ein Pedal, ergeben sich hierbei die üblichen Bedingungen, so daß man beispielsweise mit dem anderen Fußbremsen kann.
• Schließlich besteht eine weitere Verbesserung darin, daß das Verstellorgan beim Abwärtsschalten über eine entsprechende Bewegungskoppel die Brennstoffzufuhr des Antriebsmotors zu dessen Beschleunigung vergrößert, so daß das Fährzeug nicht durch die Notwendigkeit, den unter Umständen langsam laufenden Motor beim Gangwechsel stark beschleunigen zu müssen, bemerkenswert verzögert wird.
• Das Schalten des fraglichen Getriebes wird somit durch die Erfindung mit einfachen Mitteln narrensicher. Denn bei laufendem Motor und stillstehendem Fahrzeug ergibt sich ein selbsttätiges Ausgerückthalten der beiden bzw. aller Schlupfkupplungen, ohne daß es eines besonderen Verstell- -organs und dessen Betätigung bedarf, womit das Fahrzeug anfahrbereit ist.- Beim Brennstoffgeben wird die geschaltete Schlupfkupplung ohne weiteres wirksam: Obgleich auf diese Weise beim Leerlauf des Motors. die Einsatzbereitschaft des Hilfskraftmittels, das von dem ersten Erzeuger stammt, für die Betätigung der Schlupfkupplung entfällt, bleibt dies bei rollendem Fahrzeug zum Zwecke des Bremsens mit dem Motor erhalten durch den in Abhängigkeit vom Lauf des Fahrzeugs angetriebenen Hilfskrafterzeuger.
• Besonders zweckmäßig ist die Anwendung der neuen Schaltvorrichtung auf ein Getriebe, bei welchem der in Abhängigkeit vom Lauf des Fahrzeugs angetriebene Hilfskrafterzeuger für die Betätigung der- Schlupfkupplungen von einem Teil des Schaltgetriebes getrieben wird, der in allen Gängen proportional zur Motordrehzahl läuft. Dieses Getriebe ist an sich bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung. Die Anwendung der neuen Schaltvorrichtung auf ein so ausgebildetes Getriebe hat folgende vorteilhafte Wirkung: Bei einer Fahrgeschwindigkeit, der eine niedrige Motordrehzahl entspricht, reicht infolge der unvermeidbaren Druckmittelleckverluste die erzeugte Hilfskraft nicht mehr zu einer wirkungsvollen Betätigung der Schlupfkupplungen aus. Bei langsamem Auslauf des Fahrzeugs zum Stillsetzen und in den großen Gängen bei einer Fahrgeschwindigkeit mit kleiner Motordrehzahl kuppelt sich infolgedessen die im Eingriff befindliche Schlupfkupplung selbsttätig aus, und zwar aus jedem Gang heraus, ohne daß es eines besonderen Auskuppelns bedarf. Damit ergibt sich also bei-Fahrt in jedem Gang mit hoher Motordrehzahl ohne Kraftstoffzufuhr, z. B. bei Talfahrt, eine Bremswirkung mit- dem vom Fahrzeug getriebenen Motor selbsttätig und andererseits bei Fahrt in jedem Gang mit niedriger Motordrehzahl eine sehr erwünschte Freilaufwirkung.
• Als Hilfskraft können Druckluft, Elektromagnetismus, Drucköl u. dgl. verwendet werden; vorzugsweise an letzteres ist zur Verwirklichung der Erfindung gedacht.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt . Fig. I die Schlupfkupplungen für das Getriebe mit. ihren Druckölerzeugern zu ihrer Betätigung; Fig. 2 die Schaltvorrichtung am Getriebe, Fig. 3 einen Handhebel zur Betätigung der Schaltvorrichtung, Fig. 4 eine Fußrippe zur Betätigung der Schaltvorrichtung.
• Wie Fig. I erkennen läßt, sind im Schwungrad 36 des Motors zwei Schlupfkupplungen 37, 38 untergebracht, die in bekannter Form von je einer Gummimembran gebildet sind und mittels Drucköls unter Zuhilfenahme besonderer, nicht dargestellter Steuerorgane geschlossen werden, in drucklosem Zustand dagegen selbsttätig öffnen. Die eine Schlupfkupplung 37 treibt über eine Innenwelle auf das eine Vorgelegerad des Getriebes, die andere Schlupfkupplung 38 über eine koaxiale Hohlwelle auf das andere Vorgelegerad des Getriebes, das in bekannter und daher nicht im einzelnen dargestellter Weise so ausgebildet ist, daß sämtliche Gänge vorgeschaltet und durch abwechselndes Schalten der Schlupfkupplungen eingeschaltet werden können. Von der zwischen dem Schwungrad 36 und dem Getriebe angeordneten Hohlwelle wird über das Zahnrad 46 eine Ölpumpe 45 angetrieben, vom Schwungrad 36 über ein Zuhnrad 39 eine Ölpumpe q.0. Jede Pumpe saugt Öl aus einem gemeinsamen Vorratsbehälter und drückt es über die Leitung43 und den ortsfesten Ringkanal 44 zu den nicht gezeichneten Steuerorganen, welche seineZuteilung zu der einen oder anderen Gummimembrankupplung 37 oder 38 steuern. Bei stillstehendem Fahrzeug und laufendem Motor erzeugt lediglich die Pumpe 4o Drucköl, das jedoch in der Leerstellung des Gaspedals 41 durch den Drehschieber 42 in den Vorratsbehälter zurückgefördert wird. Das Getriebe bleibt also stehen, da überhaupt kein Drucköl zum Betätigen einer Schlupfkupplung bereitsteht. Erst wenn mit dem Pedal 41 Gas gegeben wird, kann die gewünschte Schlupfkupplung 37 oder 38 geschlossen werden, die das Fahrzeug über das Getriebe zum Laufen bringen. Mit dem Lauf des Fahrzeugs wird stets die jeweils nicht treibende Welle zwischen Kupplung und Getriebe vom Getriebe her mitgetrieben, damit jederzeit ein. Gangwechsel durch Wechsel der Schlupfkupplung möglich ist. Infolgedessen wird mit laufendem Fahrzeug zusätzlich an der Pumpe 45 Drucköl miterzeugt. Wird also bei Talfahrt durch den Drehschieber 42 wegen Wegfalls jeder Brennstoffzugabe das von der Pumpe 4o erzeugte Drucköl an seinem Einsatz an den Schlupfkupplungen gehindert, reicht bei genügender Antriebsdrehzahl am Zahnrad 46 der von der Pumpe 45 allein erzeugte Öldruck aus, um die jeweilige in Einsatz gesteuerte Schlupfkupplung geschlossen zu halten, so daß mit dem Motor gebremst werden kann. Soll nicht gebremst, sondern mit Freilauf gefahren werden, wird durch ein Betätigungsorgan 48 an dem Drehschieber 47 das von der Pumpe 45 erzeugte Drucköl in den Ölvorrat zurückgeleitet. Bei langsamem Auslauf des Fahrzeugs zum Stillsetzen oder in den großen Gängen bei einer Fahrgeschwindigkeit mit kleiner Motordrehzahl reicht aber auch schon so die Drehzahl des Zahnrades 46 nicht aus, daß die Pumpe 45 einen genügenden Öldruck erzeugt, so daß in diesen Fällen die Schlupfkupplungen 37, 38 selbsttätig öffnen, was sehr erwünscht ist, da der Motor nicht abgewürgt wird oder das Fahrzeug ohne jedes Schalten aus jedem Gang zum Auslauf gebracht werden kann.
• Zum Vorschalten der einzelnen Schaltkupplungen im Getriebe von Gang zu Gang aufwärts oder abwärts dient ein Schrittschaltwerk, wie das an sich bekannt und daher nicht näher dargestellt, sondern in Fig. 2 nur bei 23 angedeutet ist. Es wird in der einen Richtung durch das Pedal 2o über die Stange 22 aufwärts und in der entgegengesetzten Richtung durch das Pedal 21 über die Stange 24 abwärts geschaltet. Am Ende der Schaltbewegung wird das Schrittschaltwerk in der neu geschalteten Stellung stehengelassen und durch Weitertreten des betreffenden Pedals ohne weitere Mitnahme des Schrittschaltwerks, z. B. durch Einschaltung von Federn in den Antriebszug zwischen den Pedalen und dem Schrittschaltwerk, das Seil 25 bzw. 26 jeweils in derselben Richtung mitgenommen, wodurch die Steuervorrichtung 27 für das wechselweise Einschalten der einen oder anderen Schlupfkupplung 37, 38 und das damit jeweils verbundene Ausschalten der jeweils anderen Schlupfkupplung betätigt wird. Schließlich weist jede Pedalbetätigung noch eine dritte Betätigungszone auf, in welcher beim restlosen Durchtreten die Steuereinrichtung 27 so betätigt wird, daß beide Schlupfkupplungen 37, 38 gemeinsam ausgeschaltet sind, womit also Freilauf erzielt wird. An die Betätigung des Pedals 21 zum Abwärtsschalten ist noch das Betätigungsgestänge 3o des Gaspedals 31 für die Brennstoffzufuhr bei 29 so gekoppelt, daß die Brennstoffzufuhr beim jeweiligen Abwärtsschalten erhöht wird, um nicht bei zu langsamem Motorlauf beim Gangwechsel den Motor vom Fahrzeuglauf aus stark beschleunigen lassen zu müssen, was zu einer bemerkenswerten Verzögerung führen würde.
• Was in Fig. 2 an einem Beispiel mit zwei Pedalen 2o, 21 gezeigt ist, läßt sich gemäß Fig. 3 auch mit einem in der Nähe des Lenkrades I angeordneten, zum Aufwärtsschalten nach 3 und zum Abwärtsschalten nach 4 schaltbaren und durch Federkraft in seine Mittellage zurückkehrenden Handhebel 2 sinngemäß erreichen. Ebenso kann statt dessen eine Fußwippe nach Fig. 4 aus einer Mittellage 6 in die eine oder andere Schaltstellung 7 bzw. 8 schalten. -

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Schaltvorrichtung für ein Zahnräder-Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mindestens zwei durch eine Hilfskraft betätigten Schlupfkupplungen, über die sämtliche, gegebenenfalls über synchronisierbare Schaltkupplungen vorwählbaren Gänge geschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem bekannten Zahnräder-Schaltgetriebe, bei welchem außer einem in Abhängigkeit vom Lauf des Motors angetriebenen Erzeuger (Pumpe) für die Hilfskraft zum Betätigen der Schlupfkupplungen, deren Einsatzbereitschaft beim Motorleerlauf ausgeschlossen ist und erst mit der willkürlichen Brennstoffgabe hergestellt wird, ein in Abhängigkeit vom Lauf des Fahrzeuges angetriebener zweiter Erzeuger für die Hilfskraft vorgesehen ist, ein an sich bekanntes Schrittschaltwerk (23), das zum Aufwärtsschalten in der einen Richtung und zum Abwärtsschalten in der entgegengesetzten Richtung in an sich bekannter Weise vom Fahrer betätigt wird, mit seinem Verstellorgan (2o, 2I) derart kraftschlüssig - vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Feder - verbunden ist, daß das Verstellorgan über einen weiteren Betätigungsweg unter Stehenlassen des geschalteten Schrittschaltwerkes den Schlupfkupplungswechsel vornimmt bzw. auslöst.
2. 2. Schaltvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellorgan am Ende seines Betätigungsweges 'die Schlupfkupplungen auskuppelt.
3. 3. Schaltvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellorgan beim Ahwärtsschalten über eine entsprechende Bewegungskoppel (29) die Brennstoffzufuhr des Antriebsmotors zu dessen Beschleunigung vergrößert.
4. 4. Anwendung einer Schaltvorrichtung nach Anspruch i auf ein Zahnräder-Schaltgetriebe, bei welchem der in Abhängigkeit vom Lauf des Fahrzeugs angetriebene Hilfskrafterzeuger von einem Teil des Schaltgetriebes getrieben wird, der in allen Gängen proportional zur Motordrehzahl läuft. Die-Ansprüche 2 und 3 haben nur in Verbindung mit einem übergeordneten Hauptanspruch patentrechtliche Bedeutung. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 867 499, 84o 652, 701 Io8, 689 437, 675 774- 542 916, 283 197, 26253I; österreichische Patentschrift Nr. 143 2o2; französische Patentschrift Nr. 765 383; französische Zusatz-Patentschrift Nr. 48 Zoo (zu 803 383) ; britische Patentschrift Nr. 422 183; USA-Patentschrift Nr. 2 540 926.