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Handbetätigte Kuppel- und Schalteinrichtung für Wechselgetriebe, insbesondere
von Krafträdern Die bisher bekannten, vorzugsweise am Lenker von; Krafträdern angebrachten
Einrichtungen, durch die von einer Hand betätigt der Kuppel- und Schaltvorgang am
Wechselgetriebe ausgelöst wird, bedingten zunächst das Ziehen des Kupplungshebels
und danach ein Verdrehen des Schaltgriffes nach vor- oder rückwärts zum Gangwechsel.
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Diese Schalteinrichtungen ließen den im Interesse der Fahrsicherheit
wünschenswerten selbsttätigen Ablauf des aufeinanderfolgenden Kuppel-und Schaltvorganges
vermissen, denn der Fahrer mußte sich jedesmal überlegen, ob die Einschaltung des
einen oder anderen Ganges eine Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung des Drehschaltgriffes
bedingt, wodurch leicht Fehlschaltungen und damit Getriebeschäden eintreten können.
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Solche Einrichtungen setzen ferner noch eine verhältnismäßig starke,
bei unter Umständen sehr erheblichen Fahrerschütterungen vorzunehmende Verdrehung
des Handgelenkes voraus, die gegebenenfalls sogar zu Schädigungen an diesem Gelenk
führen kann.
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Neben diesen Einrichtungen sind auch noch solche bekanntgeworden,
bei denen durch einen Hebel, insbesondere den Kupplungshebel, bei gleichbleibender
Bewegungsrichtung nacheinander die Kupplung betätigt und dann der Gangwechsel im
Getriebe vorgenommen wird, wodurch der vorgenannte
Nachteil von
Drehschaltgriffen vermieden wird.
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Die bisherigen Schalteinrichtungen dieser Art, bei denen die beiden
genannten Bedienungsvorgänge durch einen Hebel in der erforderlichen Reihenfolge
durchgeführt werden, lösten diese Aufgabe mit Hilfe eines verhältnismäßig verwickelten,
damit störungsanfälligen und auch kostspieligen Bauaufwandes.
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Um diese Bedienungsautomatik zu erreichen, sind einmal zum Teil Hebelwerke
zwischen dem Getriebeschalthebel und dem Kupplungsausrückhebel angeordnet worden,
eine Ausführungsform, die, wie schon erwähnt, einen erheblichen Bauaufwand bedingte
und, wenn überhaupt angewandt, so nur bei Kraftwagen Einsatz finden konnte. Solche
Konstruktionen haben aber offenbar wegen ihrer Störungsanfälligkeit und ihres verwickelten
Aufbaus bisher kaum Eingang in die Praxis gefunden.
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Andererseits wurde auch bereits vorgeschlagen, den Verstellweg des
Kupplungshebels in zwei Arbeitsstufen zu unterteilen, in deren ersten die Kupplung
be.ätigt und in deren zweiten der Gangwechsel über ein Schrittschaltwerk vorgenommen
wird.
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Auch eine solche Einrichtung bedingt einen nicht unerheblichen Bauaufwand
mit einer immerhin beachtlichen Störungsanfälligkeit. Vor allem steht der Verwendung
einer solchen oder ähnlichen baulichen Ausführungsfarm bei Krafträdern die Tatsache
entgegen, daß diese auch Abänderungen im Getriebe voraussetzt, was zusätzlichen
Kostenaufwand bedingt und den nachträglichen Anbau an bereitb vorhandene Getriebe
ausschließt.
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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Kuppel-
und Schalteinrichtung für Wechselgetriebe, insbesondere von Krafträdern, zu schaffen.,
die infolge der Art ihrer Ausbildung ein zuverlässiges und störungsfreies Arbeiten
gewähr -leistet, alle hierfür erforderlichen Bauteile in einer wenig Raum beanspruchenden
Baueinheit zusammenfaßt und, weil sie am Getriebe keine baulichen Veränderungen
bedingt, auch nachträglich anbaufähig ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird von dem Grundgedanken einer Teilung
des Verstellweges des Kupplungshebels ausgegangen, der für das Auskuppeln und den
Gangwechsel nur in der gleichen Richtung und bei jedem Schaltvorgang in der gleichen
Weise zu handhaben ist, wodurch auch die vorher geschilderten Nachteile von Schaltdrehgriffen
vermieden werden. Erfindungsgemäß ist, um diese angestrebte, von dem Kupplungshebel
abhängige Bedienungsautomatik herbeizuführen, vorgesehen, daß von dem in einem vorzugsweise
an dem Lenker des Kraftrades befestigbaren Gehäuse schwenkbar gelagerten Kupplungshebel
vorzugsweise über Bowdenzüge der Ausrückhebel der Kupplung unmittelbar und der den
Gangwechsel bewirkende Schalthebel am Getriebe mittelbar über eine in dem Gehäuse
angeordnete, in beiden Schwenkrichtungen des Kupplungshebels kraft-#:chlüssige Drehverbindung
unter Zwischenschaltung einer nur in einer Drehrichtung wirksamen, sich in entgegengesetztem
Drehsinn sperrenden Mitnahmeeinrichtung, die während des für das Auslösen der Kupplung
erforderlichen Schwenkweges des Kupplungshebels Leergang aufweist, betätigt wird.
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Der in einem am Lenker zu befestigenden Gehäuse drehbar gelagerte
Kupplungshebel, an dem das Bowdenseil der Kupplung eingehängt ist, ist mit einem
Zahnsegment drehsteif verbunden, das in ein lose auf einer ebenfalls in dem Gehäuse
drehbar gelagerten Kurbelwelle sitzendes Schaltzahnrad eingreift. Dieses Zahnsegment
kann dabei mit Außenverzahnüng ausgerüstet sein, ebenso aber auch zur Erzielung
einer möglichst raumsparender Bauweise mit Innenverzahnung versehen werden.
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In der Bohrung dieses Zahnrades sind beispielsweise vier um 9o° gegeneinander
versetzte Mitnehmernuten vorgesehen, die nur nach einer Drehrichtung wirksam sind.
Innerhalb des Lagerzapfens der Schaltkurbelwelle, auf dem das Schaltzahnrad drehbar
gelagert ist, ist in einer Querbohrung ein federndes Sperrzahnstück, das zum Eingreifen
in die Mitnehmernuten des Schaltzahnrades mit einem zweckentsprechend geformten
Mitnehmerzahn ausgerüstet ist, eingesetzt.
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Die Übersetzung zwischen dem Zahnsegment und dem Zahnrad ist so gewählt,
daß bei der ganzen Schwenkbewegung des Schalthebels das Sc'haltzahnrad sich um etwa
i75° dreht. Dieses Zahnrad nimmt auf seinem Drehweg die Schaltkurbelwelle erst nach
etwa 85° Drehweg über das gefederte Sperrzahnstück in ihrem Lagerzapfen mit.
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Während des ersten Teiles dieses Schwenkweges des Kupplungshebels
bzw. Drehweges des Zahnrades wird die Kupplung in üblicher Weise ausgelöst. Nach
Zurücklegung dieses Schwenkweges an dem Handhebel wird beim weiteren Verschwenken
dieses Hebels die Schaltkurbelwelle über das in ihrem Lagerzapfen sitzende Sperrstück
mitgenommen und bis zur Endlage des Betätigungshebels um 9o° weitergedreht.
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In dieser Stellung der Schaltkurbelwelle greift ein zweites in ihrem
Lagerzapfen in einer Querbohrung vorgesehenes Sperrzahnstück in entsprechende Nuten
im Gehäuse ein und hält die Kurbelwelle gegen Rückdrehung beim Zurückschwenken des
Kuppel-Schalt-Hebels fest.
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Es kann diese Rückdrehsicherung für die Kurbelwelle auch durch
ein im Gehäuse eingesetztes Sperrzahnstück bewerkstelligt werden, dessen Sperrzahn
in entsprechend ausgebildete Nuten am Außenumfang des Schaltkurbelwellenlagerzapfens
eingreift.
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Wesentlich ist nur, daß in jedem Falle die Sperrnuten im Gehäuse oder
auf dem Lagerzapfen der Schaltkurbelwelle, sowie der in diese eingreifende Sperrzahn
derart ausgebildet sind, daß die Drehbewegung der Schaltkurbelwelle in der dem Ziehen
des Bedienungshebels entsprechenden Drehrichtung freigegeben ist, und die Kurbelwelle
nach dem ihr über das Zahnsegment und das Schaltzahnrad über
das
federnde Sperrstück in ihrem Lagerzapfen erteilfen Drehweg gegen Rückdrehung festgehalten
wird.
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Der Bedienungshebel selbst schwenkt beim Loslassen unter dem Einfluß
der Kupplungsfedern selbsttätig wieder in seine Ausgangslage zurück.
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Hierbei erfährt das Schaltzahnrad und damit die Mitnehmernut, die
mit dem im Lagerzapfen der Schaltkurbelwelle befindlichen Sperrzahnstück zusammengearbeitet
hat, eine Rückdrehung um etwa r75°, und der Sperrzahm steht sodann kurz vor der
gegenüber der ersten um 18o0 versetzten: dritten Mitnehmernut, bereit, von der zweiten
Mitnehmernut im Zahnrad bei der nächsten Betätigung des Bedienungshebels mitgenommen
zu werden.
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Der Gangwechsel erfolgt durch diese Einrichtung über eine Kurbelschleife,
die in dem Hubzapfen der Schaltkurbelwelle eingehängt ist und an der der Schaltbowdenzug,
der neben dem Bowdenzug für die Kupplungsbetätigung ebenfalls in das Gehäuse der
Kuppel- und Schalteinrichtung einmündet, befestigt ist.
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Bei Leerlaufstellung des Getriebes steht der Hubzapfen der Schaltkurbelwelle
innerhalb der Kurbelschleife in seiner unteren Endstellung und der Bowdenzug in
seiner Mittelstellung. Bei dem vorher beschriebenen ersten Kuppel- und Schaltvorgang,
bei dem die Kurbelwelle um 9o0 verdreht wurde, wird diese Kurbelschleife um den
halben Hub der Kurbelwelle mitgenommen. Der dadurch zurückgelegte Zugweg des Schaltbowdenzuges
entspricht dem Schaltweg vom Leerlauf in den ersten Gang. Der Hubzapfen der Kurbelwelle
nimmt dabei in Richtung der Bo-,vdenzugachse seine Endstellung ein, die der gezogenen
Endstellung des Bowdenzuges entspricht.
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Wird nun der Kuppel-Schalt-Hebel neuerdings gezogen, so wiederholt
sich der Schaltvorgang. N#,ch dem Auskuppeln wird die Kurbelwelle in der gleichen
Drehrichtung wie bisher über die vorher eingenommene Endlage hinausbewegt, die Bewegung
der Kurbelschleife ist dabei also rückläufig. Nach Überschreitung dieses Totpunktes
der Kurbelwelle drückt eine gegen das Getriebegehäuse abgestützte, auf den Schalthebel
am Getriebe einwirkende Druckfeder diesen Schalthebel in seine andere Endlage, in
der der zweite Gang geschaltet ist. Der Leerlauf wird dabei übersprungen.
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Bei nochmaliger Betätigung des Kuppel-Schalt-Hebels wiederholt sich
durch Weiterdrehung der Kurbelwelle in der gleichen Drehrichtung der Schaltvorgang
und es wird der Leerlauf geschaltet.
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Soll rasch von dem zweiten auf den ersten Gang zurückgeschaltet werden,
so geschieht das durch zweimaliges Ziehen des Betätigungshebels, wobei nach dem
ersten Ziehen Zwischengas gegeben werden kann.
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Zweckmäßig wird die Einrichtung so eingestellt, daß d;e Endlagen der
Schaltkurbelwelle sich einige Grade vor den Totlagen befinden, damit die am Getriebe
angebrachte Feder bei Fahrbahnstößen den Schalthebel am Getriebe nicht zu früh von
dem ersten,in den zweiten Gang zieht. In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße
Einrichtung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt Fig. i die
an dem Kraftradlenker angebrachte Kupplungs- und Schalteinrichtung senkrecht in
der Mittelebene des von dem Zahnsegment am Bedienungshebel betätigten Schaltzahnrades,
d. h. nach der Linie A-B der Fig. 2 geschnitten, Fig.2 einen waagerechten Schnitt
nach der Linie C-D der Fig. i, Fig. 3 eine Ansicht in Pfeilrichtung der Fig. 2 mit
Sicht auf die Schaltkurbelwelle mit Kurbelschleife.
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Der Bedienungshebel i der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung ist
in dem Gehäuse 2, das an dem Lenker 3 des Kraftrades befestigt ist, schwenkbar gelagert.
In das Gehäuse 2 münden die zwei zur Betätigung der Kupplung und zum Schalten des
Wechselgetriebes dienenden Bowdenzüge 4. und 5. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
liegen dabei die in das Gehäuse 2 einmündenden Bowdenzüge übereinander. Bei Verwendung
eines innen verzahnten Zahnsegmentes vermindert sich die Bauhöhe des Gehäuses 2,
und die beiden Bowdenzüge kommen dann nebeneinander zu liegen.
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Das Seil 18 des Kupplungsbowdenzuges q. ist, wie üblich, in einem
im Hebel i befindlichen Drehzapfen 6 eingehängt. An dem Hebel 1 ist ein Zahnsegment
7 befestigt, dessen Verzahnung in das Schaltzahnrad 8 eingreift. In der Bohrung
des Schaltzahnrades 8 sind zueinander versetzte Mitnehmernuten 9 vorgesehen, die
nur -in der Drehrichtung, die dem Schaltzahnrad 8 vom Hebel 1 erteilt wird, wirksam
sind. Das Schaltzahnrad 8 ist drehbar auf dem Lagerzapfen 1o der Schaltkurbelwelle
gelagert. An dem dem Schaltzahnrad 8 gegenüberliegenden Ende des Lagerzapfens 1o
der Schaltkurbelwelle befindet sich eine Kurbelscheibe 11, die einen freitragenden
Hubzapfen 12 trägt.
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In einer Querbohrung des Lagerzapfens 1o der Schaltkurbelwelle sitzt,
mit seiner Achse in der Längsmittelebene des Schaltzahrades 8 liegend, ein abgefedertes
Sperrzahnstück 13, dessen Sperrzahn so ausgebildet ist, daß er und damit der Lagerzapfen
1o .der Schaltkurbelwelle von dem Schaltzahnrad 8 nur in der Drehrichtung mitgenommen
wird, die dem Schaltzahnrad beim Ziehen des Betätigungshebels i erteilt wird.
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In einer weiteren Querbohrung des Lagerzapfens 1o der Schaltkurbelwelle
befindet sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein weiteres Sperrzahnstück
14, das mit in dem Gehäuse vorgesehenen Sperrnuten 15 beim Verdrehen der Schaltkurbelwelle
in Schaltdnehrichtung derart zusammenarbeitet, daß die Schaltkurbelwelle in den
einzelnen Schaltstellungen gegen Rückdrehen beim Zurückschwenken des 1iedienungshebels
i festgehalten wird.
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An dem Hubzapfen 12 der Schaltkurbelwelle ist die zur Betätigung des
Schaltbowdenzuges 5 dienende Kurbelschleife 16 eingehängt. Zwischen der Hülle des
Schaltbowdenzuges 5 bzw. einem festen Gegenlager im Getriebegehäuse und dem Schalt-
Nebel
17 am Getriebe, in dem das Seil des Schaltbo-,vdenzuges 5 eingehängt ist, ist eine
Druckfeier 19 angeordnet.
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In den Fig. 1, 2 und 3 befindet sich die erfindungsgemäße Schalteinrichtung
in der Leerlaufstellung des Getriebes. Wird nun der Bedienungs-Nebel i gezogen,
so wird zunächst über das Seil 18 des Kupplungsbowdenzuges die Kupplung gelöst,
und zwar geschieht dies auf dem Schwenkweg des Hebels i, der einer Verdrehung des
Schaltzahnrades 8 entspricht, bis dessen Mitnehmernut g' mit dem Sperrzahnstück
13 in Eingriff kommt. Bei der weiteren Verschwenkung des Hebels i wird dann von
der Mitnehmernut g' des Zahnrades 8 der Lagerzapfen io der Schaltkurbelwelle über
das Sperrzahnstück 13 um go° verdreht. Der Hubzapfen 12 der Schaltkurbelwelle gelangt
dadurch von seiner unteren Endstellung in der Kurbelschleife 16 in die mit I bezeichnetc
eine Totlage (s. Fig. 3), wodurch der erste Gang am Schalthebel 17 des Getriebes
geschaltet ist und wobei die Feder i9 zusammengedrückt wird.
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Die Schaltkurbelwelle wird in dieser Schaltstellung durch das Sperrzahnstück
14 im Gehäuse ?-
gegen Rückdrehung festgehalten, und dein Bedienungshebel
i gelangt nach Loslassen unter Einwirkung der Kupplungsfedern selbsttätig in seine
Anfangslage zurück.
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Das Zahnrad 8 wird dadurch mit zurückgedreht, und das Sperrzahnstück
13 im Lagerzapfen der Schaltkurbelwelle steht dann kurz vor der dritten gegenüber
der ersten g' um i8o° versetzten Mitnehmernut g im Schaltzahnrad B.
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Wird nun der Hebel nochmals gezogen, so wird wiederum erst ausgekuppelt,
und danach: gelangt die zweite Mitnehmernut g" im Schaltzahnrad 8 nach einem Winkelweg
des Zahnrades, der dem erforderlichen Kupplungsweg entspricht, mit dem Sperrzahnstück
13 in Eingriff, und die Schaltkurbelwelle bzw. deren Hubzapfen 12 wird durch das
weitere Verschwenken des Bedienungshebels i aus der Totlage I (Fig. 3) in gleicher
Drehrichtung wie vorher weiterbewegt.
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Nachdem der Hubzapfen 12 diese Totlage verlassen hat, drückt die Feder
18 den Schalthebel 17 am Getriebe über die Leerlaufstellung in seine andere Endlage
Il (Fig. 3), da die Schaltkurbelwelle in dieser Drehrichtung keinen Widerstand entgegensetzt
und sich unabhängig vom Hebel i weiterdrehen läßt, weil die beiden Sperrzahnstücke
13 und 14 hierbei ohne Mitnahme oder Sperrwirkung an den mit ihnen zusammenarbeitenden
Mitnehmernuten vorbeigleiten können.
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Wird nun der Heben nochmals gezogen, so -wird wiederum der Leerlauf
geschaltet und durch anschließendes nochmaliges Ziehen der erste Gang geschaltet,
wobei in der zwischen zweiten und ersten Gang beim Zurückschalten eingerasteten
Leerlaufstellung Zwischengas gegeben werden kann, um das Schalten des ersten Ganges@zu
ermöglichen und das Getriebe beim Zurückschalten zu schonen. Hierdurch wird zum
Unterschied vom Schalten vom ersten auf den zweiten Gang der die Einrichtung Bedienende
auf das erforderliche Zwischengasgeben aufmerksam gemacht.
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Durch die erfindungsgemäße Aufbauform ist eine Kuppel- und Schalteinrichtung
geschaffen, deren Betätigung denkbar einfach und so weitgehend selbsttätig erfolgt,
daß Fehlbedienungen und vor allem Fehlschaltungen ausgeschlossen sind. Die Handhabung
erfolgt stets gleichsinnig und ohne anstrengende und gegebenenfalls schädliche Beanspruchungen.