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Kraftfahrzeuggetriebe mit Sicherungseinrichtung gegen unbeabsichtigtes Rollen des Fahrzeuges
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einer durch einen Gangschalthebel zu betätigenden Schaltstange, deren einer Endstellung der Rückwärtsgang und deren Mittelstellung die Neu- tralstellung (Getriebeleerlauf) zugeordnet sind, und bezweckt eine völlige Sicherung des Fahrzeuges ge- gen unbeabsichtigtes Rollen.
Es ist bekannt, Kraftfahrzeuge mit konventionellen Zahnrad-Wechselgetrieben beim Parken gegen unbeabsichtigtes Rollen dadurch zu sichern, dass ein Gang eingelegt und dass damit der Drehwiderstand des nicht laufenden Verbrennungsmotors zum Festsetzen des Kraftfahrzeuges ausgenutzt wird. Auf stark abschüssigen Strassen und gegen Verschieben des Fahrzeuges durch Unbefugte reicht dieser Motorwider- stand aber nicht mit Sicherheit aus. Bei halbautomatischen Getrieben sowie bei Fahrzeugen mit auto- matischer Kupplung oder mit einem Freilauf besteht im übrigen vielfach überhaupt nur eine beschränkte
Möglichkeit, das Fahrzeug durch Einlegen eines Ganges gegen Rollen zu sichern, da hiebei zwischen Mo- tor und Wechselgetriebe meist keine in beiden Drehrichtungen starre Triebverbindung vorhanden ist.
Die Erfindung erreicht eine vollkommene Sicherung des stillgesetzten Kraftfahrzeuges gegen Rollen, ohne dass eine Bremse angezogen zu werden braucht. Es wird zu dem eingangs erwähnten Getriebe vorgeschlagen, dass eine an sich bekannte, zwei formschlüssig miteinander kuppelbare Teile aufweisende, einund ausschaltbare Sperrvorrichtung vorgesehen wird, deren einer Teil mit der Abtriebswelle in Triebverbindung steht und deren anderer Teil drehfest abgestützt ist, von denen ein Teil zwecks Schaltens der Sperrvorrichtung beweglich ausgebildet und mit der Schaltstange unmittelbar oder mittelbar verbunden ist, wobei lediglich in der Sperrstellung der Schaltstange die beiden Teile der Sperrvorrichtung miteinander in Eingriff sind und somit die Abtriebswelle blockiert ist.
Es ist zwar an sich bereits eine Zahnschaltkupplung mit mittels eines Hebels verschiebbarer Kupplungsmuffe bekanntgeworden, in deren einer Endstellung eine Verbindung der An- und Abtriebswelle und in deren anderer Endstellung eine Blockierung der Abtriebswelle bewirkt wird. Dieser Vorschlag wurde jedoch nicht in Verbindung mit einem Kraftfahrzeuggetriebe gemacht, bei dem mehrere Übersetzungsstufen der Abtriebswelle erzielbar sind und bei dem der Schalthebel zum Schalten der Übersetzungsstufen dient, und insbesondere nicht in Verbindung mit einem das eingangs genannteGangschaltschema aufweisende Kraftfahrzeuggetriebe.
Die besondere Zweckmässigkeit der gemäss der Erfindung vorgeschlagenen Massnahme besteht nämlich darin, dass bei den anfangs genannten Kraftfahrzeuggetrieben. bei denen der Rückwärtsgang in der einen Endstellung und die Neutralstellung in der Mittelstellung der Schaltstange bewirkt werden und die andere Endstellung somit bisher unausgenutzt ist, nunmehr diese andere Endstellung ausgenutzt wird, u. zw. derart, dass ohne grossen Mehraufwand eine vollständige Sperrung der Abtriebsräder erreicht wird.
Nach einem besonderen Vorschlag der Erfindung wird der bewegliche Teil der Sperrvorrichtung als eine an sich bekannte, ortfest angelenkte oder in einer ortsfesten Führung verschiebbare Sperrklinke ausgebildet, wobei der andere Teil der Sperrvorrichtung entsprechende Zähne aufweist. Noch zweckmässiger im Hinblick auf den Bauaufwand ist ein weiterer Vorschlag, der von einem Getriebe ausgeht, bei dem der bewegliche Teil der Sperrvorrichtung auf der Abtriebswelle oder auf einer andern mit dieser in dauernden Triebverbindung stehenden Getriebewelle axial verschiebbar, jedoch drehfest angeordnet und der andere Teil ortsfest angeordnet ist und beide Teile mittels Zähnen kuppelbar sind, und darin besteht,
dass
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die Schaltstange und der bewegliche Teil über zwei miteinander schwenkbar nach Art eines Kniehebel- gelenkes verbundene einarmige Hebel in Wirkverbindung gebracht werden, wobei in der Sperrstellung die
Gelenke dieser Hebel auf einer Geraden liegen. Falls die Hebelgelenke auf einer Geraden liegen oder sogar etwas darüber hinaus, ist zunächst von selbst eine Sicherung gegen ein ungewolltes Zurückgleiten des Kuppelelementes gegeben. Ferner steht dann, wenn die Hebelgelenke etwa eine Gerade bilden, beim
Einlegen und insbesondere Lösen desselben eine grössere Kraft am Kuppelelement zur Verfügung, als sie am Schalthebel aufgewendet werden muss.
Zum besseren Lösen einer mit Zähnen versehenen Sperrvorrichtung wird ausserdem vorgeschlagen, diese Zähne in an sich bekannter Weise in Betätigungsrichtung des beweglichen Teiles der Sperrvorrich- tung derart abzuschrägen, dass sich die Zahnflächen der im Eingriff befindlichen Zähne beim Schalten der Schaltstange zur Aufhebung der Sperrstellung voneinander abheben.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Hiebei zeigen :
Fig. l ein Kraftfahrzeuggetriebe mit Schaltmuffen und einer Sperrklinke in einem Längsschnitt (verein- facht), Fig. 2 einen Teilschnitt des Getriebes nach Fig. 1, Fig. 3 das zugehörige Gangschaltschema, Fig. 4 eine Stirnansicht der Sperrklinke und des dazugehörigen Gegenkuppelelementes, Fig. 5 einen Teilschnitt eines weiteren Kraftfahrzeuggetriebes mit Verschiebezahnrädern (vereinfacht), Fig. 6 einen Teilschnitt nach der Linie y-y in Fig. 5 und Fig. 7 eine Variante des Getriebes nach Fig. 5.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Getriebe ist eine Eingangswelle 1 mit einem Stirnrad 2 versehen.
Dieses kämmt mit einem Stirnrad 3, das fest auf einer Vorgelegewelle 4 sitzt. Auf der Vorgelegewelle 4 sind vier weitere Stirnräder 5,'6, 7 und 8 aufgekeilt, die mit Stirnrädern 10,11 und 12 bzw. 13 kämmen, von denen die Stirnräder 10,-11 und 12 auf einer Ausgangswelle 9 lose drehbar angeordnet sind, wo- gegen das Stirnrad 13 auf einer Zwischenwelle 15 sitzt und mit einem weiteren auf der Ausgangswelle 9 lose drehbaren Stirnrad 14 kämmt. Zwischen den Stirnrändern 2 und 10 sowie 11 und 12 und ferner zwischen dem Stirnrad 14 und der benachbarten Wand des Getriebegehäuses 16 ist je eine Schaltmuffe 17,18 bzw.
19 drehfest, aber. axial verschiebbar auf der Abtriebswelle 9 gelagert. Die Schaltmuffen weisen Klauenverzahnungen 20, 21 und 22 auf, die bei axialer Verschiebung der Schaltmuffen 17,18 und 19 mit einer entsprechenden Klauenverzahnung 23,24, 25,26 bzw. 27 der benachbarten Stirnräder 2,10, 11, 12 bzw. 14 in Eingriff kommen. Die axiale Verschiebung der Schaltmuffen 17,18 und 19 wird durch Schaltgabeln 29, 30 bzw. 31 bewirkt. Jede dieser Schaltgabeln 29,30 und 31 ist mit einer Schaltstange 32,33 bzw. 34 (vgl.
Fig. 2) fest verbunden, die im Gehäuse 16 parallel zur Abtriebswelle 9 gelagert sind und von einem Gangschalthebel 35 bewegt werden können, u. zw. mittels eines am unteren Ende des Gangschalthebels 35 befindlichen und mit einer Kugel 36a versehenen Schaltfingers 36, der jenachStellungdesGang- schalthebels in eine Ausnehmung 41,42 oder 43 der Schaltstangen eingreift. Die Schaltstange 34 weist ferner drei nebeneinanderliegende Rastkerben 38 auf, in deren eine je nach Lage der Schaltstange 34 durch eine Feder 40 eine Kugel 39 gedrückt wird, wodurch die axiale Lage der Schaltstange 34 in drei bestimmten Stellen fixiert wird. Die Schaltstangen 32 und 33 weisen entsprechende Rastkerben auf (nicht dargestellt).
An der auf der Schaltstange 34 befestigten Nabe 31a der Schaltgabel 31 ist ein Hebel 47 angelenkt, der mit einer am Getriebegehäuse 16 angelenkten Sperrklinke 48 verbunden ist und diese bei Verschiebung der Schaltstange 34 verschwenkt, u. zw. derart, dass in der rechten Endstellung (Sperrstellung P) der Schaltstange 34 der Zahn 49 der Sperrklinke 48 in die Verzahnung eines auf der Abtriebswelle 9 aufgekeilten Zahnrades 28 eingreift und somit die Abtriebswelle 9 blockiert. Damit ist die Sperrstellung P (Parksperre) eingeschaltet, bei der die Getriebeabtriebswelle formschlüssig blockiert ist. In der Neutralstellung oder in der linken Endstellung der Schaltstange 34 ist die Sperrklinke 48 dagegen ausser Eingriff.
Der Zahn 49 der Sperrklinke 48 und die Zähne 28a des Zahnrades 28 weisen-wie aus Fig. 4 hervorgeht - derartige Abschrägungen auf, dass bei Bewegung der Schaltstange 34 zum Aufheben der Sperrstellung ein Abheben dieser beiden Verzahnungen eintritt. Sofern bei Aufhebung der Sperrstellung eine Fahrzeugbremse betätigt wird, geht nunmehr das weitere Lösen der Verzahnungen leicht vor sich.
Nach dem in Fig. 3 gezeigten Schema dient dieSchaltstange 33 zum Schalten des ersten und zweiten Ganges, die Schaltstange 32 zum Schalten des dritten und vierten Ganges und die Schaltstange 34 zum Schalten des Rückwärtsganges R und der Sperrstellung P. Bei Mittellage aller Schaltstangen (Neutralstellung N) befindet sich das Getriebe im Leerlauf (Eintrieb und Abtrieb getrennt und frei).
Ferner ist in Fig. 2 eine Auflauframpe 37 dargestellt, die zwischen den Schaltstangen 33 und 34 angeordnet ist, u. zw. zwischen den Ausnehmungen 42 und 43 Die Auflauframpe befindet sich an einem an dem Gehäuse 16 angegossenen Führungsblock 44 (vgl. Fig. 1). Soll der Schaltfinger 36 des Gangschalthebels 35 von der Ausnehmung 42 der Schaltstange 33 in die Ausnehmung 43 der Schaltstange 34 geführt
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werden, so drückt die Kugel 36a des Schaltfingers 36 zunächst gegen die Auflauframpe 37. Dieser Schalt- widerstand macht sich beim entsprechenden Betätigen des Gangschalthebels 35 deutlich bemerkbar, u. zw. stärker als der Schaltwiderstand der Rastkerben 38 (Fig. 1). Zum Weiterschalten auf die Schaltstange 34 muss daher eine grössere Schaltkraft als normal aufgewendet werden.
Hiebei überwindet die Kugel 36a gegen die Kraft einer den Schaltfinger 36 nach unten drückenden Feder 45 (s. Fig. 1) die Auflauframpe und gelangt in die gewünschte Ausnehmung 43. Somit besteht eine Sicherung gegen unbeabsichtigtes Einschal- ten des Rückwärtsganges und der Sperrstellung (Druckpunktstelle 46 in Fig. 3), insbesondere beim Gang- wechsel zwischen den Vorwärtsgängen während der Fahrt.
In den weiteren Fig. 5 und 6 ist ein Ausschnitt eines Getriebes dargestellt, bei dem zur Schaltung zumindest des Rückwärtsganges keine Schiebemuffe wie beim Getriebe nach Fig. l, sondern ein Schiebe- zahnrad vorgesehen ist, u. zw. ist der Teil des Getriebes gezeigt, der den Rückwärtsgang und die Sperr- stellung bewirkt, wobei die übrige Ausbildung des Getriebes ähnlich nach Fig. 1 sein kann. Eine Vorge- legewelle 50 trägt ein Stirnrad 51, das mit einem auf einer Zwischenwelle 52 sitzenden Stirnrad 53 kämmt. Ein auf der Abtriebswelle 54 des Getriebes drehfest, aber axial verschiebbar angeordnetes Schie- berad 55 ist in seiner Mittellage ausser Eingriff ; in der linken Endlage kämmt es mit dem Stirnrad 53, in der rechten Endlage mit einem Zahnradsegment 56. Letzteres ist am Getriebegehäuse 57 mittels Schrau- ben 60 angeschraubt.
Die Verschiebung des Schieberades 55 bewerkstelligt eine Schaltgabel 58, die auf einer zur Ausgangswelle 54 parallelen, axial verschiebbaren Schaltstange 59 befestigt ist. Die Schaltstan- ge 59 entspricht der Schaltstange 34 des Getriebes nach Fig. l. Während in der linken Endstellung der Schaltstange 59 über die Stirnräder 51,53 und 55 der RUckwärtsgang bewirkt wird, ist in der rechten End- stellung die Parksperre eingelegt, d. h. die Abtriebswelle 54 und damit die Antriebsräder des Kraftfahr- zeuges sind über das Verschieberad 55 und Zahnradsegment 56 blockiert.
In Fig. 7 ist schliesslich eine weitere Variante für das Blockieren der Abtriebswelle dargestellt, wobei ebenfalls lediglich die Getriebeteile für den Rückwärtsgang und die Sperrstellung gezeigt sind. Eine Schaltstange 65 entspricht im Prinzip der Schaltstange 34 in Fig. l, jedoch mit dem Unterschied, dass nach Fig. 7 in der linken Endstellung der Schaltstange 65 die Sperrstellung bewirkt wird, u. zw. dadurch, dass ein auf der Abtriebswelle 66 verschiebbares, aber drehfest angeordnetes Schieberad 67 mit einem am Getriebegehäuse 68 befestigten Zahnradsegment 69 in Eingriff ist. In der Mittelstellung des Schiebezahnrades 67 ist die Neutralstellung und in der rechten Endstellung des Schiebezahnrades 67 der Rückwärtsgang über ein Zahnrad 70 geschaltet.
Die Bewegung des Schieberades erfolgt von der Schaltstange 65 aus über eine darauf befestigte Büchse 71 und Hebel 72,73 und 74. Hiebei greift ein am Hebel 72 befestigter Zapfen 75 in eine an der Büchse 71 vorgesehene Führungsnut 76 ein. Die Hebel 72 und 73 sind starr über eine am Gehäuse 68 gelagerte Welle 81 verbunden, wogegen die Hebel 73 und 74 gelenkig (Gelenk 79) miteinander verbunden sind. Am freien Ende des Hebels 74 ist schliesslich eine Schaltgabel 77 angelenkt (Gelenk 80), die in eine Führungsnut 78 des Schieberades 67 eingreift. Die Hebel 73 und 74 sind nach Art eines Kniehebelgelenkes ausgebildet, so dass dann, wenn deren Gelenkpunkte 81,79 und - 80 auf einer Geraden liegen, die Sperrstellung erreicht ist, wobei die Stellung der Hebel ein ungewolltes Aufheben der Sperrstellung verhindert.
Ferner können das Einlegen und insbesondere das Lösen der Sperrstellung mit erheblicher Kraft vonstatten gehen, ohne dass die erforderliche, von Hand aufzubringende Kraft zu gross wird, weil die Hebel die Einrück- bzw. Lösekraft gegenüber der an der Schaltstange 65 aufgewendeten Kraft vergrössern.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Eine Sicherungseinrichtung gegen unbeabsichtigtes Rollen des Fahrzeuges aufweisendes Kraftfahrzeuggetriebe mit einer durch einen Gangschalthebel zu betätigenden Schaltstange, deren einer Endstellung der Rückwärtsgang und deren M ! ttelstellung die Neutralstellung (Getriebeleerlauf) zugeordnet sind, ge-
EMI3.1
diglich in der Sperrstellung der Schaltstange die beiden Teile der Sperrvorrichtung miteinander in Eingriff sind und somit die Abtriebswelle blockiert ist.