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Schaltvorrichtung für ZahnräderwechseIgetriebe von Kraftfahrzeugen
Bei Zahnrä.derwech.selgetrie'6en, von. Kraftfahrzeugen, insbesondere solchen mit
ständig im Eingriff stehenden Zahnradpalaren, werden (die auf der Abtrieibswelle
lose laufenden Zahnräder mit letzterer durch Klauen einer Wechselkupplung kraftschlüssig
verbunden, ,deren: Schaltmuffe auf Keilen der Abtriebswelle geführt ist. Die Wechselkupplung
schaltet dabei in: der einen Richtung den untersetzten Gang ein und stellt in der
anderen Richtung eine direkte Verbindung zwischen An- und Abtrie)bswel:le her. Um
das Einrücken dieser Klauen leicht und geräuschlos vornehmen zu können, weisen sie
Überholklauen auf, die entweld@er Abweis#lächen oder Sperrglieder haben, so daß
ein Einrücken der Klauen nur bei ;gleicher Drehzahl bzw. nur dann erfolgen kann"
wenn,die eine Klauengruppe, :die vorher die langsamere war, :die andere zu überholen
beginnt.
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Um diesen Überholvorgang zu erzeugen, ist bei anderen bekannten, Aufbauformen,
der Handschalthebel .für das Getriebe mit elektrischen. Kontakten ausgerüstet, :durch
die beim Gangwechsel die Zündung aus- bzw. eingeschaltet"dam.it die Dreh2.ahl dies
Motors verändert und; .dadurch Idas Einschalten der Gänge erleichtert wird.
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Die Erfindung betrifft eine weitere Verbesserung solcher Schaltvorrichtungen,
:die @diarin besteht, daß der -drehbar in einem in einem Isoliergehäuse verschiebbaren
Lagerkörper
mit Kontakten angeord nete Handhebel mit seinem unteren Ende in eine Schalthülse
eingreift, ,die unter Zwischenschaltung von Federn auf einer elektrisch isoliert
und gelenkig imit der Schaltstange verbundenen Stange mit Kontakten gelagert ist,
wobei die Kontakte des Lagerkörpers das Solenoid für die Unterbrechung des Zündstromes
und die Kontakte der Schaltstange über ein Solenoid die Gasdrossel. beim Schalten,der
Gänge steuern.
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Die neue Awflbauformbringt eine Reihe von Vorteilen mit sich, die
in der nachfolgenden Beschreibung erläutert sind.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstantdes
die Schaltvorrichtung eines Zweiganggetriebes in verschiedenen Stellungen dargestellt,
und zwar zeigt Fig. i die Schaltvorrichtung in der Leerlauf-Stellung, -. -Fig.2
die Schaltvorrichtung bei eingeschaltetem ersten Gang, Fig.3 die Schaltvorrichtung
bei eingeschaltetem zweiten Gang, Fig. 4 bis 7 verschiedene Zwischenstellungen,
,des Schalthebels und ider Schaltstange.
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Das Zweiganggetriebe weist in üblicher Weise einen indirekten ersten
und einen direkten zweiten Gang auf. Auf ider Antriebswelle i ist ein Z@ahnrad 2
befestigt, das mit einem Zahnrad 3 der Vorgelegewelle 4 dauernd im Eingriff steht.
Auf der letzteren ist ferner idias Zahnrad 5 befestigt, das in das Zahnrad 6 eingreift,
das auf der Abtriebswelle 7 lose läuft. Auf dieser Welle 7, deren Ende im Zahn rad
2 gelagert ist, sind auf Keilen 8 zwei Schaltmuffen 9 und io längs verschiebbar,
' aber nicht drehbar angebracht. Die Schaltmuffen weisen auf entgegengesetzten Seiten
Überholklauen mit A'bweisflächern z i bzw. 12 auf, die in Gegenklauen 13 bew. 14
der Zahnräder 2 bzw. 6 führbar sind. Die Klauen- verhindern bekanntermaßen ,den
Eingriff der zu kuppelnden Teile so lange, bis diese gleiche Drehzahl haben bzw.
die eine Klauengruppe die andere zu überholen beginnt. An Stelle von Überholklauen
mit Abweisfiächen können auch: Klauen mit Sperrgliedern od. dgl. treten, durch die
ebenfalls ein Ineinanderführen der Klauen nur bei gleicher Drehzahl bzw. dann zugelassen
wird, wenn die eine -Klauengruppe, die zunächst die langsamere war, die andere zu
überholen beginnt. Beim Verschieben der unter ider - Wirkung- einer Schaltrastenfeder
15 stehenden Schaltstange 1:6- nach links wird nur die Schaltmuffe 9, beim, -Verschieben
nach rechts nur die' Schaltmuffe io bewegt und damit der direkte öder indirekte
Gang eingeschaltet. Auf der Schaltstange 16 befindet sich ein Druckstück 17, das
die, auf, die Schaltstange 16 wirkende Schaltkraft auf @dde jeweilige Schaltgabel
x8,- i9 und damit auf die Schialtmuffen 9; io weiterleitet. Die Schaltgabeln 18
i9 sitzen lose auf der- Schaltstange 16 und werden. erst nach Beginn der Einschaltbewegung.
des jeweiligen Ganges durch Sperrkugeln 20, 21, die .gegen Kurvenbahnen-,der (3ehä:ws,ewand
anlaufen, mit,der Schaltstange i6 gekuppelt. Jede.SchaltgabeI i8 bzw. i9 läßt sich,
in ihrer Bewegung durch Anschlagstifte 22, 23 begrenzt, nur nach dem zugehörigen
Gang hin verschieben. Diese Anordnung hat (den Vorteil, daß die Schaltmuffen g bzw.
io für jeden Gang auf verschiedenen Getriebewellen liegen können und damit jedes
beliebige Schaltschema erzeugt werden kann. Die Schaltstange 16 wird in üblicher
Weise durch eine Schaltrastenfeder 15 mit Kugel in drei Stellungen, Leerlauf, ersten
Gang und zweiten Gang, festgehalten bzw. in diese Stellungen kurz vor ihrer Erreichung
hineinigedrückt.
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Die Schaltstange 16 wird erfindungsgemäßdurch einen mit der Handbetätigten
Schaltapparat bewegt, der der Übersichtlichkeit halb-er .getrennt vom Getriebegezeichnet
ist, er kann ebenso rauf diesem angebracht sein: In diesem Schaltapparat ist der
Handschalthebel 24 in, einem Isolierstoffgehäuse 2,5 derart gelagert, daß sein Drehpunkt
26 in Richtung der Schaltstangenbewegung beiderseitig verschiebbar ist. Er wird
idurch Federn 27, wenn er -nicht mit der Hand anders bewegt wird, in die Mittellage
gedrückt. Bei Seitwäxtsbewegung in der über dem Hebel angedeuteten Pfeilrichtung
schließen !die als Schiebestifte aus:gehildeten Verlängerungen ,des Schalthebelltägerkörpers
28 elektrisoohe Kontakte 29 bzw: 30; der Schalbhebellagerkörper z8 ist elektrisch
mit der Masse, .d. h. dem Rahmen des Fahrzeuges verbundien. Das, untere Ende,des
Handschalthebels 24 bewegt .eine Schalthülse 34 die unter Vermittlung von Federn32
auf dem mittleren Teil der Stange 33gelagert ist, die elektrisch isoliert und gelenkig
mit der Schaltstange 16 verbunden ist. Durch .die Federn 32 wird; der Schalthebel
24, wenn er nicht mit der Hard anders bewegt wind; in der Mitte zwischen den beiden
Anschlägen 34 und 35 gehalten: Die Federn 32 haben keine metallische Verbindung
mit der Schalthülse 34 sondern. sind in ihr isoliert ?befestigt. Wird der Schalthebel
24 in. der Pfeilrichtung, wie über dem Handgriff angegeben, bewegt; so legt er sich
nach Spannen der Federn 32 jeweils an die Anschläge 34 und 35 und stellt somit eine
elektrische Verbindung zwischen der Stange 33 und der Schalthülse 3 i und damit
der Masse her. Auf der Stange 33 schleifenr .zwei Kontakte 36 und 37, wobei
zwischen den zugehörigen Kontaktstellen 38 und 39 und den Anschlägen 34 und 35 Isolierliälsen
40 und 41 angebracht sind. In der Leerlaufstellung stehen. :die Kontakte 36 und
37 den! Isolierlnülsen 40 und 41 gegenüber. Im Stromkreis der Batterie 42 liegen
die Zündspule 43, ider Verteiler 44 und .die Solernoilde 45 und 46 mit ihren Eisenkernen
47 und 48. Der Eisenkern 47 wirkt auf die Kontaktstellen 49 und 5o, der Eisenkern
48 über ein S @hlaufengestänge auf den Hebel. der Gäsidrossel 51, dne .d'urch eine
Rückzugfeder 52 immer in Schließstellung gezogen wird:. Gleichzeitig greift an diesem
Hebel über eine Schlau,fengestänge 53 das Gaspedal 54 ari.
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Die Wirkungsweise der Erfindung ist folgende: Wünscht ider Fahrer
aus der Leerlaufs.tellung (Fig. i) z. B. in den ersten- Gang zu sehalten (Endstellung
Fig. 2),. so geschieht ,dies folgendermaßen: Er bewegt nach dem Auskuppeln den.
Handschalthebel
24. für der Pfeilrichtung der Fig. i, wobei sich,
wie Fig.4 zeigt, der Lagerkörper 28 des Drehpuniktes 26 nach links verschiebt
und ,den Kontakt 30 schließt. Gleichzeitig wird eine elektrische Verbin, dung.zwischen
der Schalthülse 31 und dem Anschlag 35 hergestellt. Damit wird das Solenoid 46 unter
Strom .gesetzt, während das Solenoid 45 stromlos bleibt, da sein Stromkreis bei
dem Kontakt 37 unterbrochen ist, dpa dieser auf der Isol.i,erhülse4i aufliegt. Beim
Weiterdrückendes Schalthebels 24 wird die Schaltstange 16 in der Pfeilrichtung der
Fig. 4 bewegt und damit die Schaltmuffe io mit Klauen 12 an die Klauen 14 ,des.
Gegenrades 6 gedrückt. Gleichzeitig wurde durch das Sol,enoi,d 46 etwas Gas :gegebm,
da es seinen Eisenkern48 in sich hineingezogen hat.
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Die Bewegung @dieses, Eisenkernes kann z. B. durch eine Luftbremse
gedämpft werden. Steht zufällig eine Klaue gegenüber einer Lücke, so läßt sich die
Schaltmuffe io ohne weiteres einrücken. Steht zufällig Klaue gegen Klaue, so kann
.die Schaltmuffe bei Jer geringsten Bewegung eingerückt werden, die beim Einkuppeln
der Hauptkupplung der Getriebeantriebswelle übertragen wird, wie dies, auch bei
jedem üblichen Getriebe der Fall ist. Durch die Bewegung der Schaltstange 16 wird
außerdem der Kontakt 36 :an die Kontaktstelle 38 angeschlossen, so daß der Strom
für das. Solenoid 46 nunmehr auch hierüber fließen kann. Läßt der Fahrer den Schaltliebel
nach, Beendigung des Schaltvorganges los, so wird das Solen@oid 46 wieder stromlos.
Damit ist die Schaltung des ersten Ganges beendet.
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Will der Fahrer den zweiten Gang einschalten, bewegt er den, Handhebel
24 in Pfeilrichtung der Fig. 3, die die Endstellung nach ,geschaltetem zweiten Gang
darstellt. Dabei ;geht folgendes vor sich (Fig. 5) : Zunächst wird sowohl der Kontakt
29 wegen -der Verschiebung des Lagerkörpers 28 mit Drehpunkt 26 wie auch der Kontakt
über die Teile 3=1, 31 geschlossen. Gleichzeitig sind auch die Kontakte 37 und'
39 entsprechend der Endstellung der Schaltstange in elektrischer Verbindung. Hierdurch
werden beide Solenoide 45 und 46 unter Strom gesetzt. Dies hat zur Folge, d.aß einmal
durch .das Solenoid 46 etwas Gas ge:geben, andererseits durch das Soloneid 45 die
Zündung unterbrochen wird, in, dem die Kontakte 49, 5o dadurch geschlossen werden,
daß der Eisenkern47 angezogen wird. Durch das Gasgeben und die fast gleichzeitig
erfolgte Zündungsunterb-rechung findet ein Belastungswechsel in ,den Klauen 12,
14 statt, so, d@aß sich diese ohne weiteres ohne Betätigung der Hauptkupplung auseinander
ziehen lassen. Hierdurch wird der erste Gang ausgeschaltet, und die Schaltmuffe
i0 folgt der Bewegung der Schaltstange 16; bis ihre Schaltgabel i9 in der Leerla@ufstellung
an den Anschlagstift 23 stößt. Mittlerweile hat sich die Schaltstange 16 in der
Pfeilrichtung der Fig. 6 weiter bewegt und dadurch die Kontakte 36 und 38 unterbrochen.
Hierdurch wird das Solenoid. 46 wieder stromlos; und die Gasdrossel 51 schließt
sich, durch die Feder 52 zurückgezogen, erneut. Das. Soleno14 45 dagegen bleibt
unter Strom, so daß ,die Zündung weiterhin unterbrochen ist. Durch. die Weiterbewegung
der Schaftstange 16 wird die Schaltmuffe 9 nach links bewegt, und zwar so lange,
bis ihre Klauen i i gegen die Klauen 13 des Gegenrades 2, d. h.,der Antriebswelle
i, stoßen. Eine Weiterbewegung ist zunächst unmöglich, @da infolge der Abweiswirkung
die .Klauen 11, 13 sich nicht i.neinanderschieben lassen, so lange die Drehzahl
der Antriebswelle, i noch höher ist als diejenige der Schaltmuffe 9. Durch die unterbrochene
Zündung fällt die Motordrehzahl so lange ab, bis sie gleich derjenigen der Abtriebswelle
7 ist. In dieisem Augenblick hört die Abweiswirkung der Klauen auf, so daß sie (beim
Überholen ineinandergeschoben werden können. Nachdem der Fahrer den Handhebel 24
losgelassen hat, wird auch an der Kontaktstelle 29 der Strom unterbrochen, da die
Federn 27 den Hebel wieder in die Mittellage drücken. Damit wird das Solenaild 4.5
stromlos und die Zündung wieder eingeschaltet. Der Schaltvorgang mach dem zweiten
Gang ist damit @beendet.
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Essei nunmehr die Schaltung vom zweiten ini den ersten Gang beschrieben.
Zu ,diesem Zweck wird der Schalthebel 2q. in, Richtung des Pfeiles der Fig. 2 bewegt,
die die Stellung aller Teile nachbeendetem Schaltvorgang zeigt. Zunächst wird dabei
beim Drücken auf den Schalthebel., entsprechende Fig.7, an der Kontaktstelle
30 sowohl wie auch zwischen 31 und 3'5 der Strom geschlossen und damit die
Solenoi-de 45 und 46 unter Strom gesetzt. Infolgedessen wird durch letzteres etwas
Gas b :geben und durch Schließung der Kontakte 49 und 5o die Zü:ndung unterbrochen.
Durch edenauftretenden Lastwechsel auf den Klauen ist eis möglich, die Stange 33
und dam-it die Schaltstange 16 .in der in. Fig. 7 angegebenen Pfeilrichtung zu bewegen..
Die Klauen ii und 13 kommen außer Eingriff, und die Schaltmuffe 9 wird so lange
nach rechts verschoben, bis ihre Schaltgabel 18 in. der Leerlaufstellung an den
Anschlag 22 anschlägt. Durch die Verschiebung der Stange 33 wird ungefähr zur gleichen
Zeit 'bei den Stellen 37 und 39 der Stromdes Solenoids, 45 unterbrochen und damit
die Zündung wieder eingeschaltet (Fig. 3). Inzwischen ist die Schaltstange 16 weiter
nach rechts bewegt worden und hat die Schaltmuffe io so weit in der gleichen Richtung
verschoben, bis ihre Klauen 12 an den Klauen 14,des Gegenrades 6 anliegen. Weiter
können sie zunächst nicht verschoben werden, ,da eine Abwciswirkun:g dadurch eintritt,
daß das Gegenrad 6 gegenüber der auf der Abtriebisw-elle 7 sitzenden Schaltmuffe
io zu langsam läuft. Durch die inzwischen freigegebene Zün, dung und dadurch, d@aß
vom Solenoid 46 etwas Gas gegeben, wurde, .geht der unbelastete Motor sofort in
der Drehzahl in die Höhe und damit auch das Rad des ersten Ganges auf der Abtriebswelle
7. Hat es die gleiche Drehzahl wie diese bzw. die Schaltmuffe io, so können die
Klauen ineinandergeführt werden. Läißt nunmehr der Fahrer den Schalthebel wieder
los, so wird durch die Federn 27 der Hebel wieder in die Mittelstellung gedrückt
und damit auch das Solenoid 46 wieder stromlos. Damit ist die Schaltung nach dem
ersten Gang beendet. Der Leerlauf kann aus jedem Gang in der üblichen Weise durch
Auskuppeln
und -gleichzeitige's Verschieben des Handhebels 24 auf
die Nullstellung erzielt werden.