DE596491C - Schaltvorrichtung fuer Zahnraederwechselgetriebe, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Das Einstellen der für Kraftfahrzeuge üblichen Wechselgetriebe erfolgt derart, daß zunächst durch Niederdrücken eines Fußhebels die Motorkupplung gelöst wird, um die Antriebswelle vom Getriebe zu trennen. Alsdann wird durch Schalten eines Handhebels das der gewünschten Übersetzung entsprechende Zahnradpaar ineinandergeschoben, worauf durch Freigeben des Fußhebels die Kupplung wieder eingeschaltet wird. Die Tatsache, daß das sachgemäße Schalten des Wechselgetriebes große Aufmerksamkeit erfordert, die der Fahrzeugführer nicht immer aufwenden kann, hat zu zahlreichen Versuchen geführt, den Schaltvorgang einfacher zu gestalten; aber die bisherigen Lösungen dieser Aufgabe bedingen meist verwickelte Konstruktionen, die, ganz abgesehen von ihrer Kostspieligkeit, leichter als die sonst verwendeten Getriebe im Betrieb zu Störungen Anlaß geben, so daß die angestrebte Erhöhung der Fahrsicherheit mit ihnen nicht erreicht wird.

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung, bei der durch eine einfache Abänderung der üblichen Getriebebauart der Schaltvorgang wesentlich vereinfacht ist.

Dabei wird von dem an sich bekannten Gedanken Gebrauch gemacht, das Glied für die Bedienung der Kupplung (Kupplungshebel), gleichzeitig auch für das Wählen des Getriebeganges sowie das Ein- bzw. Ausschalten der Zahnräder zu verwenden.

Bei einer bekannten Schaltvorrichtung dieser Art erfolgt das Kuppeln, Wählen und Schalten gleichzeitig, wobei eine Schaltvorrichtung sonst üblicher Bauart Verwendung findet, bei der zwei längsverschiebbare Schaltstangen je nach ihrer Stellung mit Hilfe der üblichen Gabelstücke das Einschalten der verschiedenen Gänge bewirken. Die Aufgabe, die gleichsinnige Bewegung des Fußhebels wahlweise auf zwei Schaltstangen zu übertragen, deren Bewegungssinn gegebenenfalls auch gegenläufig sein kann, läßt sich *5 jedoch nur mit Hilfe außerordentlich verwickelter mechanischer Vorrichtungen lösen. Im Gegensatz hierzu wird gemäß der Erfindung der Schaltvorgang in an sich bekannter Weise in drei zeitlich aufeinanderfolgende Teile zerlegt, derart, daß zunächst die Entkupplung, hierauf das Ausrücken der Zahnräder und endlich das Wählen erfolgt. Zu diesem Zweck durchläuft das Kupplungsverstellglied bei der Bedienung nacheinander drei Arbeitswege, die diesen Einzelvorgängen zugeordnet sind. Bei dieser Lösung ergibt sich gegenüber der vorerwähnten älteren Bauart zunächst der Vorteil, daß es möglich ist, auf verwickelte Übertragungsvorrichtungen zu .verzichten und das Wählen sowie das Einbzw. Ausschalten der Zahnräder in an sich bekannter Weise durch eine längsverschiebbare, drehbare Nockenwelle vorzunehmen, die parallel den die Zahnräder tragenden Wellen gelagert ist und bei Vorwärtsbewegung (entsprechend dem Niederdrücken des Fußhebels) das Ausrücken und bei Rückwärtsbewegung (entsprechend dem Freigeben des Fußhebels) das Einrücken der Zahnräder herbeiführt,

während eine Drehbewegung der Nockenwelle beim Niederdrücken des Fußhebels eine der Nocken mit einem der Gabelstücke in Eingriff bringt, wobei es von der Winkelstellung der Nockenwelle abhängt, welches der Gabelstücke verstellt wird. Die Auflösung des Schaltvorganges in mehrere Einzelvofgänge bringt ferner den Vorteil mit sich, daß das Schalten der Wellen in sinnfälliger Weise ίο mit den Bedienungsbewegungen des Fußhebels unmittelbar verknüpft wird, so daß selbst bei unbeabsichtigtem Niederdrücken des Kupplungsverstellgliedes über den der Kupplung im engeren Sinne zugeordneten Arbeitsweg hinaus ein unbeabsichtigtes Schalten zunächst noch nicht erfolgt. Für die Fahrsicherheit ist aber gerade dieser Umstand von wesentlicher Bedeutung.

Gegenstand der Erfindung ist hiernach eine Schaltvorrichtung für Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer parallel zu der die verschiebbaren Zahnräder tragenden Welle gelagerten Nockenwelle, welche durch Drehen das Wählen und durch axiales Verschieben das Schalten eines Getriebeganges ermöglicht, bei der der Kupplungsfußhebel auf dem ersten Teil seines Verstellweges auf die Motorkupplung, auf dem zweiten Teil auf die Nockenwelle im Sinne einer axialen Verschiebung und auf dem dritten Teil mittels eines Schaltgetriebes auf die gleiche Welle im Sinne einer schrittweisen Verdrehung einwirkt.

Die Reihenfolge der durch die wiederholte Bedienung des Kupplungsverstellgliedes nacheinander eingeschalteten Getriebegänge ist hiernach durch die gegenseitige Winkelstellung der auf der Nockenwelle angeordneten Nocken bedingt. Es empfiehlt sich daher eine Anordnung der letzteren derart, daß jede Verdrehung der Nockenwelle um einen bestimmten Bruchteil ihres Umfanges das der nächsthöheren Getriebestufe entsprechende Zahnrad zum Eingriff bringt, wobei je ein Leerlaufgang vor dem ersten und nach dem dritten Gang und zwischen beiden Leerlaufgängen der Rückwärtsgang angeordnet ist.

Um die Möglichkeit zu schaffen, den Drehsinn der Nockenwelle umzukehren und damit ein Abwärtsschalten zu bewirken, sind auf der Nockenwelle zwei in entgegengesetztem Sinn gezahnte Schalträder befestigt, die durch zwei wahlweise in Eingriff kommende, vom Kupplungsfußhebel über ein Gestänge bewegte Schaltklinken schrittweise gedreht werden. Diese Schaltklinken werden von der dritten Arbeitsstufe des Kupplungshebels beeinflußt, und ihre Stellung in bezug auf den Eingriff in die entgegengesetzt gezahnten Schalträder wird vermittels einer durch den BremshebeL verstellbaren Kurvenscheibe dadurch geregelt, daß bei wirkungsloser Stellung des Bremshebels die das Vorwärtsschalten bewirkende Sperrklinke in Eingriff steht, während bei angezogenem Bremshebel die der Abwärtsschaltung entsprechende Schaltklinke auf die Nockenwelle wirkt. Um ein Abwärtsschalten nicht zwangsläufig mit einer gleichzeitigen Bremswirkung zu verbinden, wird zweckmäßig vor den eigentlichen Arbeitsweg des Bremshebels ein kurzes Wegstück eingeschaltet, bei dem ein Einwirken auf die Bremse noch nicht erfolgt, sondern lediglich die Umschaltung der die Drehung der Nockenwelle bestimmenden Sperrklinken bewirkt wird.

In den Abbildungen ist beispielsweise eine Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung wiedergegeben, und zwar stellt Abb. 1 einen Längsschnitt durch ein vollständiges Getriebe dar, während Abb. 2 die Anordnung für den Wechsel des Drehsinns der Nockenwelle in vergrößertem Maßstabe wiedergibt. In der Abb. 1 stellt a die Nockenwelle und c die getriebene Welle dar. b ist die Vorgelegewelle, d, e und / sind die den drei Vorwärtsgängen entsprechenden Zahnräder, während das Zahnrad g dem Rückwärtsgang dient, wobei die beweglichen Zahnräder alle in gleicher Richtung ein- bzw. ausgeschaltet werden. Der Verstellweg des Kupplungshebels m ist in drei aufeinanderfolgende Arbeitsstufen i, 2 und 3 unterteilt. Durchläuft der Fußhebel die Arbeitsstufe 1, so bewirkt er je nach Vor- oder Rückwärtsbewegung das Aus- bzw. Einkuppeln. Durch weiteres Bewegen des Hebels über die Arbeitsstufe 2 erfolgt das Aus- bzw. Einschalten der Zahnräder im Wechselgetriebe, während der Arbeitsgang 3 das Wählen des nächsten Ganges bewerkstelligt. Zu diesem Zwecke sind im Drehpunkt des Kupplungshebels m die beiden Hebel η und 0 starr mit ihm verbunden. 11 bewirkt in Verbindung mit einer Kulissenführung H₁ bekannter Bauart die axiale Verschiebung einer Nockenwelle k, während 0 mittels der Verbindungsstange O₁ und des Hebels p, welch letzterer auf der Nockenwelle gelagert ist, sowie der Sperrklinken u und ν die Drehung des Doppelsperrades k₂ und damit der mit ihm gegen Drehung verkeilten Nockenwelle k in die gewünschte Lage ermöglicht. Die auf der Nockenwelle k angeordneten Nocken ^₁ greifen je nach ihrer Lage in entsprechende Nuten der Gabelstücke i ein und rücken jeweils das der nächsten Getriebestufe entsprechende Zahnrad in an sich bekannter Weise in die Leerlaufstellung bzw. in das Gegenzahnrad ein.

Das Umschalten des Drehsinns der Nockenwelle zum Zwecke des Rückwärtsschaltens erfolgt durch Drehung einer Nockenscheibe s,

die zwei Nocken S₁ und S₂ trägt, die je nach Stellung der Nockenscheibe die Sperrverbindung zwischen den Sperrklinken u bzw. ν einerseits und dem Doppelsperrad k_z andererseits aufheben. Das Verstellen der Nockenscheibe j erfolgt sinnfällig über ein Gestänge durch Niedertreten des Bremsfußhebels M₁, dessen Wirkungsweise zu diesem Zweck so abgeändert ist, daß vor Eintritt der Bremswirkung der Bremshebel einen kurzen Weg durchläuft, der lediglich der Umkehr des Drehungssinnes der Nockenwelle dient.

Die Wirkungsweise der Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung stellt sich wie folgt dar:

Es sei angenommen, daß das Getriebe auf Leerlauf eingestellt und der Motor in Tätigkeit ist. Durch Niederdrücken des Fußhebels m wird ausgekuppelt, sodann wird die Nockenwelle k mittels des Hebels η und der Kulisse % zurückgeschoben, so daß die Nocken k unter die Gabelstücke i rücken, und endlich wird durch die Hebel 0, O₁, p und die Sperrklinke« die Nockenwelle so gedreht, daß das zum ersten Vorwärtsgang gehörige der Gabelstücke % von dem zugeordneten Nocken erfaßt wird. Durch Loslassen des Fußhebels wird dann beim Durchlaufen der zweiten Arbeitsstufe der erste Gang d eingerückt und hierauf in der ersten Arbeitsstufe die Kupplung eingeschaltet. Durch ein noch- ■ maliges Niedertreten des Kupplungshebels m über die drei Arbeitswege 1 bis 3 wird zunächst wiederum ausgekuppelt, dann der erste Gang ausgerückt, dann die Nockenwelle k mittels der durch 0, O₁ und p verstellten Sperrklinke u um einen solchen Winkel weitergedreht, daß der zum zweiten Gang e gehörige Nocken in das entsprechende Gabelstück eingreift. Durch Loslassen des Fußhebels wird wieder zunächst der (zweite) Gang eingerückt und erst hierauf die Kupplung eingeschaltet. Das Schalten der übrigen Gänge erfolgt in durchaus entsprechender Weise. Mit der Nockenwelle ist zweckmäßig durch eine biegsame Welle q eine im Armaturenbrett angebrachte Anzeigeuhr r, wie Abb. 1 zeigt, verbunden, die die jeweilige Stellung der Nockenwelle und damit auch den jeweils eingestellten Gang anzeigt.

Das Gangwählen mittels der Hebel 0, O₁, p und der Sperrklinken u geschieht zwangsläufig in der Reihenfolge: Leerlauf, erster bis dritter Gang aufwärts. Vor und hinter dem Rückwärtsgang ist je ein Leer lauf gang eingeschaltet. Außerdem kann an geeigneter Stelle eine von Hand auslösbare Sperrklinke für den Rückwärtsgang angeordnet werden, damit der Rückwärtsgang nicht unbeabsichtigt bei vorwärts fahrendem Fahrzeug eingeschaltet werden kann. ^o

Je nach Konstruktion der Kupplung und der Schaltung der eingebauten Kupplungsfedern erweist es sich als zweckmäßig, eine Zusatzfeder anzuordnen, die das Einschalten der Zahnräder erleichtert. Außerdem sind in ⁶S an sich bekannter Weise Rasten I für die axiale Verschiebung und Verdrehung der Nockenwelle k sowie eine besondere Raste für den Übergang des Fußhebels m vom ersten in den zweiten Arbeitsweg angeordnet. Letz- 7<> tere hat den Zweck, die Benutzung des Fußhebels m auch für ein gelegentliches Auskuppeln ohne Gangschaltung zu erleichtern. Bei besonders schweren (z. B. Last-) Fahrzeugen kann der Fußhebel m in an sich bekannter Weise durch eine hydraulische oder elektrische Einrichtung verstellt werden, wodurch eine weitere Entlastung des Fahrzeugführers .möglich wird.

Claims (3)

80 Patentansprüche:

1. Schaltvorrichtung für Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, .mit einer parallel zu der die verschiebbaren Zahnräder tragenden Welle gelagerten Nockenwelle, welche durch Drehen das Wählen und durch axiales Verschieben das Schalten eines Getriebeganges ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsfußhebel (m) auf dem ersten Teil seines Verstellweges (1) auf die Motorkupplung, auf dem zweiten Teil (2) auf die Nockenwelle im Sinne einer axialen Verschiebung und auf dem dritten Teil (3) mittels eines Schaltgetriebes auf die gleiche Welle im Sinne einer schrittweisen Verdrehung einwirkt.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Nockenwelle zwei in entgegengesetztem Sinne gezahnte Schalträder (k₂) befestigt sind, die durch zwei wahlweise in Eingriff kommende, vom Kupplungsfußhebel über ein Gestänge (O₁, p) bewegte Schaltklinken (μ, ν) schrittweise gedreht werden.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1. und 2, gekennzeichnet durch eine Kurvenscheibe (s), die bei Vorwärtsfahrt die entsprechende Schaltklinke zum Eingriff mit ihrem Schaltrad kommen läßt und die andere außer Eingriff hält und die durch eine Bewegung des Bremsfußhebels (W₁) auf Wirksamwerden der anderen Klinke unter Ausschaltung der ersteren umschaltbar ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen