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Sehaltwerk für Kraftfahrzeuge.
Bekanntlich sind vom Fahrer eines Kraftfahrzeuges verschiedene Schaltvorgänge in einer bestimmten Reihenfolge auszuführen. Man muss bei abgekuppeltem Motor die Gänge schalten, hierauf ist der Motor wieder einzukuppeln und Gas zu geben. Ausserdem muss darauf geachtet werden, dass nicht ungewollt in einen falschen Gang geschaltet wird.
Die Erfindung befasst sieh nun mit einem Schaltwerk, welches das Fahren eines Kraftfahrzeuges für jedermann leicht und gefahrlos macht. Das Wesen der neuen Vorrichtung liegt darin, dass durch sie in der richtigen Reihenfolge und zwangsläufig die Gangschaltung, das Aus- und Einrücken der Hauptkupplung des Motors und das Gasgeben ausgeführt werden. Hiefür werden Schaltscheibe benutzt, die, mit Ausnahme einer einzigen, undrehbar auf einer Welle angeordnet sind. Diese Welle wird beim Schalten vom Fahrer aus auf mechanische oder elektrische Weise in Umdrehung versetzt.
Hiebei wirken dann die Schaltscheibe auf Schaltorgan (Schaltgabel und Gestänge) derart ein, dass hiedurch die erwähnten Vorgänge richtig ausgeführt werden. Eine der Schaltscheibe muss noch so beschaffen sein, dass man von einem höheren Schaltgang in die Ruhelage der Sehaltscheibenanordnung zurückgehen kann, ohne dass die erwähnten Vorgänge (Gangschaltung, Motorkupplung und Gasgeben) nochmals wiederholt werden.
Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
An Hand der Zeichnung wird die Erfindung noch weiter erläutert : Die Fig. 1 zeigt die Gesamtanordnung der Erfindung, teilweise geschnitten, in der Fig. 2 sind perspektivisch die Schaltscheibe dargestellt, die in den Fig. 3 z t noch einzeln gezeigt sind. Die Fig. 4 ist eine Schnittansieht der Fig. 1 nach der Linie IV-IV, die Fig. 5 eine solche nach der Linie V-V. Die Fig. 6,7 und 8 zeigen Einzelheiten für die Sperrscheibe.
In dem Getriebekasten 1 sind in an sich bekannter Weise die Maschinenelemente für die verschiedenen Gänge des Geschwindigkeitsgetriebes untergebracht. An diesen Kasten 1 schliesst sich unmittelbar der Kasten 2 an, in welchem sich die Schaltscheibe befinden. Letztere werden durch eine Welle 3 betätigt, die so hoch geführt ist, dass sie bequem vom Fahrer mit Hilfe der Kurbel 4 gedreht werden kann. Man kann die Schaltscheibenwelle 3 auch elektrisch mit Hilfe eines Motors 5 antreiben lassen. Zweckmässigerweise werden beide Antriebsarten (Handkurbel 4 und Elektromotor 5) verwendet, um im Falle des Versagens des einen Antriebsmittels noch das zweite zur Verfügung zu haben. Für den elektrischen Betrieb sind alle möglichen elektrischen Anordnungen für die schrittweise Drehung der Schaltscheibe denkbar. So z.
B. kann ein elektrisches Druekknopfsehaltbrett benutzt werden, um durch Drücken der einzelnen Schaltknöpfe die Gänge einzuschalten. Die spezielle elektrische Anordnung ist nicht besonders gezeigt.
Man kann ferner über den Seilzug 6 von der Welle 3 aus eine Anzeigevorrichtung 7, die sehematisch dargestellt ist, antreiben lassen, die den jeweils eingeschalteten Gang und auch gleichzeig die Geschwindigkeit anzeigt. Für diese Anzeigevorrichtung ist 8 die Montageplatte. Oben auf der Kurbel 4 kann sich die Hupe befinden.
Der aus dem Schaltscheibengehäuse 2 in die Höhe führende Wellenteil 3 und die übrigen freiliegenden Maschinenteile können umkleidet sein. Oben rechts an der Umkleidung kann sich irgendeine zum Fahren wichtige Skala 10 befinden.
Im Innern des Gehäuses 2 befinden sich gemäss den Ausführungsbeispielen sechs Schaltscheibe I, II, III, IV, V, VI. Die Anzahl der Scheiben richtet sich unter anderem danach, wieviel Gänge vorhanden sind. Im Ausführungsbeispiel hat man drei Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang. Die
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Schaltscheibe I-VI dienen nicht bloss zur Einschaltung eines bestimmten Ganges, sondern auch zum
Gasgeben und Ein-und Auskupplung des Motors.
Die Motorwelle 12 wird in an sieh bekannter Weise durch die Hauptlupplung 1. 3 irgendeiner Art mit der Welle 14 verbunden oder die Verbindung unterbrochen. Auf der Welle 14 sitzt fest das Zahnrad 15, welches mit dem Zahnrad 16 der Vorgelegewelle 17 kämmt. Auf dieser sitzen drei weitere Zahnräder 18, 19 und 20, die mit den Zahnrädern 21 bzw. 22 bzw. 2. 3 der Kardanwelle 24 in Eingriff gebracht werden, je nachdem ob der erste Gang, der zweite Gang oder der Rückwärtsgang geschaltet wird. Die direkte Verbindung des dritten Ganges der Motorwelle mit der Kardanwelle 24 erfolgt durch eine Kupplung 125 irgendeiner Art.
Man kann auch für sämtliche Gänge Kupplungen verwenden, wobei dann die Zahnräderpaare dauernd in Eingriff bleiben und durch die Betätigung einer der Kupplungen das jeweilige Zahnräderpaar für den bestimmten Gang wirksam wird. In diesem Fall könnte die Hauptkupplung 13 in Wegfall kommen.
Die Einschaltung der einzelnen. Gänge durch die Schaltscheibe erfolgt durch die Schaltgabel 26, 27, 28 und 29, die mit Rollen G 1, G 2, G 3 und GR an dem Aussenumfang der dazugehörigen Schaltscheiben anliegen. Zu beachten ist, dass eine einzelne Schaltseheibe für die Betätigung von zwei Gängen vorgesehen ist. Man braucht also bei vier Gängen hiezu zwei Sehaltseheiben. Die Schaltscheibe I beeinflusst über G. 3 und GR den dritten Gang und den Rückwärtsgang, die Sehaltseheibe II ist für den ersten (Rolle G 1) und zweiten Gang (Rolle G 2) vorgesehen. Die Schaltgabel 26-29 stehen, wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, unter Federeinfluss.
Die Seh'altscheibe III dient für die Ein-und Auskupplung des Motors. Über das Gestänge je steht demzufolge die Kupplung. M durch die Rolle X mit der Sehaltseheibe III in Verbindung.
Die Scheibe IV dient einem besonderen Zweck, auf den noch weiter unten eingegangen wird. Sie wird als Sperrscheibe bezeichnet.
Die Schaltscheibe V dient für die Regelung der Gasgabe und demzufolge ist der Gasgeber-M über das Gestänge 32 durch die Rolle G mit dieser Schaltscheibe V verbunden. Man kann für das
Gasgeben auch noch den an sich bekannten Gasfusshebel 33 vorsehen, um sehr stark Gas geben zu können. Hiebei muss verhindert werden, dass mit dem Pedal 88 Gas gegeben wird, wenn solches nicht gegeben werden soll. Diesem Zweck dient die letzte Schaltscheibe VI, die über die Rolle GS und die
Stange. 34 mit dem Gestänge 32 des Gasgebers 31 verbunden ist.
Bekanntlich sind die Gänge nur bei abgekuppeltem Motor einsehaltbar. Es muss also der Motor abgekuppelt sein, wenn beim Anfahren in den ersten Gang geschaltet wird bzw. wenn beim Fahren der Gang gewechselt wird. Nach Einschaltung des bestimmten Ganges ist der Motor wieder einzuzukuppeln und Gas zu geben bzw. kann schon während des Einkuppelns Gas gegeben werden. Da gemäss der Erfindung alle diese Vorgänge in der richtigen Reihenfolge zwangsläufig durch Drehung der Schaltscheibe ausgeführt werden, so sind diese Schaltscheibe erstens auf der kantigen Welle 3 nicht drehbar zueinander anzuordnen und zweitens sind sie so auszubilden, dass sie in der richtigen Reihenfolge mit den Rollen G 1, G 2, G 3 usw. zusammenwirken. Erfindungsgemäss erhalten die Schaltscheiben an ihrem Umfang Aussparungen.
Wenn in eine solche Aussparung beim Drehen der Schaltscheiben die dazugehörige Rolle G 1, G 2 usw. fällt, so wird der in Frage kommende Vorgang zwangsläufig ausgeführt, d. h. der bestimmte Gang geschaltet, der Motor eingekuppelt und Gas gegeben.
Demzufolge ist es wesentlich, dass die Aussparungen der einzelnen Schaltscheiben zueinander so angeordnet sind, dass die erwähnten Vorgänge zwangsläufig auch in der richtigen Reihenfolge ausgeführt werden.
Wird die Schaltscheibenanordnung der Fig. 2 im Uhrzeigersinne gedreht, so fällt alsbald G1 für den ersten Gang (Fig. 3 b) in die Aussparung 35 ein. Bei der Schaltscheibe III fällt hierauf K in die Aussparung 36 (Fig. 3 c) ein, so dass der Motor eingekuppelt ist. Bei der Schaltseheibe V wird Ci- in die Aussparung 37 (Fig. 3 e) durch die in das Gestänge 32 bei 38 eingeschaltete Feder hineingedrüekt, so dass Gas gegeben wird. Da GS ebenfalls in die Aussparung 39 der Sehaltseheibe VI fallen kann, wird hiedurch das Gasgeben nicht verhindert. Man kann auch mit Hilfe des Gaspedales mehr Gas geben, indem die Feder bei 38 mehr zusammengedrückt wird.
Wird die Sehaltseheibenanordnung im Uhrzeigersinne weiter gedreht, so wiederholen sich, nachdem alle vorher eingefallenen Rollen wieder herausgehoben worden sind, die Vorgänge für den Einfall von G 2 (Fig. 3 b) für den zweiten und G 3 (Fig. 3 a) für den dritten Gang. Wird die Schaltscheibenanordnung von der Nullstellung aus entgegen dem Uhrzeigersinne gedreht, so fällt alsbald GR für den Rückwärtsgang in die Aussparung 40 ein, so dass der Rückwärtsgang eingeschaltet ist. Jedesmal erfolgt dabei ordnungsgemäss die Bedienung der Kupplung und das Gasgeben. Im dritten Schaltgang ist zweckmässigerweise nur mit Hilfe des Gasfusshebels 33 und der Gasseheibe VI Gas zu geben.
Man kann auch für die Betätigung der Kupplung 13, wenn gewünscht, das Fusspedal 41 vorsehen. Der Anschlag 42 am Gestänge 30 verhindert zwangsläufig bei abgekuppeltem Motor ein Gasgeben, wobei das Gaspedal 33 zwangsläufig mit dem Gestänge 32,34 verbunden ist. Die Spann- schlösser 43 dienen für die Nachstellung der Gestänge, um ein einwandfreies Arbeiten für Motoreinkupplung und Gasgeben sicherzustellen.
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Beim Fahren sind folgende zwei Möglichkeiten zu beachten. Der Fahrer kann von dem dritten Gang sofort in die Nullstellung gehen wollen, oder er will von dem dritten Gang in den niedrigeren zweiten Gang schalten. Im ersten Falle darf beim Zurückdrehen der Schaltscheibenanordnung in die Nullstellung entgegen dem Uhrzeigersinne kein Einfallen von G 1, G 2, K und G in die entsprechenden Aussparungen der Schaltscheiben stattfinden. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäss die Sperrscheibe IV vorgesehen. Die erwähnten Glieder G 1, G 2, K und G müssen demzufolge auch von der Sperrscheibe IV beeinflusst werden können und aus diesem Grunde sind diese Glieder entweder entsprechend verlängert oder enden in eine zweite Rolle (Fig. 1 und Fig. 2).
Die Sperrscheibe IV ist auf der Welle 3 relativ zu den übrigen Scheiben durch die Hülse 44 verdrehbar angeordnet. Im Gegensatz zu der Ausbildung der übrigen Seheiben hat die Sperrseheibe IV
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entsprechenden Aussparungen beim Zurückgehen vom dritten Gang direkt in die Nullstellung verhindert werden sollen. Dies bewirken die vier Nocken 45, 46, 47 und 48. Hat man vier Vorwärtsgänge, so müsste die Sperrscheibe IV einen Nocken mehr aufweisen, da beim Zurückgehen in die Nullstellung drei Gänge zu überspringen sind.
Beim Drehen der Schaltscheibenanordnung im Uhrzeigersinne wird die Sperrscheibe IV mitgenommen, sobald der Mitnehmerstift 49 der Scheibe Ill, der in die Umlaufbahn der Sperrscheibe IV hineinragt, auf deren Anschlag 50 auftrifft, wobei eine Rückzugfeder (Fig. 3 d) gespannt wird.
Zum Sperren der Sperrscheibe IV während dieser Drehung besitzt sie zwei Stiftpaare 51, 51' und 52,52'. Hat man drei Schaltgänge m überspringen, so müsste man drei solche Stiftpaare anordnen.
Die Stifte eines jeden Stiftpaares sind radial in verschiedenen Gleitbahnen angeordnet (Fig. 6,7 und 8).
Sie wirken mit einem in radialer Richtung verschiebbaren Sperrstüek 5-3 zusammen, welches eine Öffnung aufweist, durch das bei der Drehung der Scheibe IV die Stifte 51, 51'und 52, 52'hindurchgehen können. Die eine Kante der Öffnung 54 ist abgeschrägt, wodurch folgendes bezweckt wird. Beim Auf- treffen des Stiftes 51 auf die Kante 54 wird das unter dem Federeinfluss 55 stehende Sperrstüek 53 etwas nach aussen geschoben, so dass der Stift 51 die Öffnung passieren kann, worauf das Sperrstück 5. 3 wiederum die in der Fig. 6 dargestellte Lage einnimmt, so dass man dann die Darstellung der Fig. 7 hat. Entgegen dem Uhrzeigersinne kann sich demnach die Scheibe IV nicht mehr zurückdrehen.
Der Stift 51'kann ohne weiteres die Öffnung des Sperrstückes 53 passieren. Das gleiche gilt für das zweite Stiftpaar 52,52', was auch durch die Bezugszeichenklammern in den Fig. 6 und 7 zum Ausdruck gebracht ist. Die Fig. 7 zeigt also die Sperrlage der Scheibe IV.
Befindet man sich im zweiten Schaltgang, so ist die Sperrscheibe IV durch den Stift 51 gesperrt, im dritten Schaltgang durch den Stift 52. Wenn man nun vom zweiten Schaltgang direkt in die Ruhelage zurückgeht, so fallen hiebei G 7, X und G nicht in die entsprechenden Aussparungen, weil dies durch die Nocken der Sperrscheibe IV verhindert wird. Das gleiche trifft auch für den dritten Schaltgang zu, in welchem Falle ebenfalls G 2, Gui, fund G nicht in die Aussparungen einfallen können.
Die Nocken der Sperrscheibe IV müssen demnach relativ zueinander so angeordnet sein und eine solche Form haben, dass in beiden Fällen, sowohl des zweiten als auch dritten Ganges, kein Einfallen von G 7, G 2, K und G erfolgen kann. Der Fahrer braucht demnach nur die Schaltscheibenanordnung entgegen dem Uhrzeigersinne in die Ruhelage zurückbringen, ohne dass eine Extravorrichtung zu betätigen ist.
Die Sperrscheibe IV muss aber hernach wieder die Ruhelage der Fig. 3 d einnehmen. Zu diesem
Zweck ist auf der Schaltseheibe V ein Nocken 56 angeordnet, der ungefähr am Ende der Drehbewegung der Schaltscheibenanordnung Über die Stange 57 (s. auch Fig. 1) die Aufhebung der Sperrung der
Scheibe IV bewirkt, so dass sie in die Ruhelage der Fig. 3 d zurückgeht und zugleich das Sperrstüek in die Ruhelage der Fig. 6
Will man nun vom dritten Gang in den zweiten Gang schalten, so muss die beschriebene Sperrung für die Scheibe IV aufgehoben werden, damit G 2, K und G in die Aussparungen einfallen können.
Die Aufhebung der Sperrung kann sowohl auf elektrischem als auch auf mechanischem Wege erfolgen.
Im der Zeichnung ist beispielsweise hiefür eine mechanische Vorrichtung gezeigt. In diesem Falle braucht der Fahrer nur den Hebel 58 bei der Bewegung der Kurbel 4 anzuziehen, wodurch folgendes geschieht : Durch die Rolle 59 (Fig. 4) wird das Kurvenstück 61 verschwenkt, welches bei 62 drehbar gelagert ist und in dessen Kurve 60 die Rolle 59 geführt ist. Die Versehwenkung des Kurvenstücke 61 erfolgt nach der Welle 3 zu. In der Fig. 4 sind die einzelnen Kurbelstellungen angedeutet, u. zw. die Nullage der Kurbel 4 mit 0, die Lage für den ersten Gang mit V 1, die für den zweiten Gang mit V 2, die für den dritten Gang mit V 3 und die Kurbellage für den Rückwärtsgang mit R.
Durch das Verschwenken des Kurbelstückes 61 wird über die Stange 63, das Sperrstück 5. 3, welches durch das Verbindungstück 64 mit der Stange 63 verbunden ist, radial nach aussen verschoben, wodurch die Sperrung für die Scheibe IV aufgehoben ist, die dann in die Ruhelage der Fig. 3 d zurückkehrt.
Bei Bergfahrt beispielsweise ist es notwendig, bei der Umsehaltung vom dritten Gang in den zweiten Gang Zwischengas zu geben. Hiefür dient der Hebel 65 (Fig. 1), der in diesem Falle zusammen mit dem Hebel 58 anzuziehen ist. Hiedureh wird der Anschlag 66 hochgehoben und die Folge davon ist, dass dann das Kurbelstück 61 noch stärker verschwenkt werden kann, wodurch erreicht wird,
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dass die Sperrscheibe IV nicht sofort in die Ruhelage der Fig. 3 à zurückkehrt, sondern man erhält vorerst die Sperrlage der Fig. 8, weil das Sperrstück radial weiter nach aussen verschoben wird. In dieser Lage wird dann Zwischengas gegeben.
Entsprechend sind hiefür die Aussparungen an den Schalt- scheiben zu gestalten, damit auch der Motor hiebei eingekuppelt wird. Von der Sperrlage der Fig. 8 kehrt die Sperrscheibe IV, nachdem vom Fahrer die beiden Hebel 65 und 68 losgelassen werden, wenn in den zweiten Gang eingeschaltet ist, durch die zusammengedrückte Feder 55 in die Ruhelage der
Fig. 3 d zurück und das Sperrstück 53 in die Anfangslage der Fig. 6. Die Fig. 8 ist also eine Zwischen- sperrlage für das Zwischengas.
Man kann auch an der geschilderten Schaltscheibenanordnung Anschläge dafür anbringen, dass auch zwangsläufig und in der richtigen Reihenfolge die Zündung ein-und ausgeschaltet wird und der Anlasser betätigt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltvorrichtung für Kraftfahrzeuge, gekennzeichnet durch eine Anzahl von Schaltseheiben, die, mit Ausnahme einer einzigen, undrehbar auf einer Welle angeordnet sind, bei deren Verdrehung vom Fahrer aus auf mechanische oder elektrische Weise die Schaltscheibe mit Sehaltorganen (Schaltgabel, Gestänge) derart zusammenwirken, dass in der richtigen Reihenfolge und zwangsläufig die Gangschaltung des Wechselgetriebes, das Aus-und Einrücken der Kupplung des Motors und das Gasgeben ausgeführt werden, und dass eine dieser Schaltscheibe (Sperrscheibe) derart ausgebildet ist, dass man von einem höheren Sehaltgang ohne weiteres in die Ruhelage der Schaltscheibenanordnung zurückgehen kann, ohne dass hiebei die erwähnten Schaltvorgänge (Gangschaltung, Motorkupplung und Gasgeben) für die vorhergehenden Gänge ausgelöst werden.