DE2215994C3 - Getriebesteuerschalter für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Getriebesteuerschalter für Kraftfahrzeuge mit einem Fahrstufen- und einem Fahrtrichtungshebel. Bekannt sind Reihengangschalter, bei denen jedoch

V) die Gefahr des Durchreißens über mehrere Gänge

besteht in diesem Fall ergibt sich daraus beim \bwärtsschalten die Gefahr der Drehzahlüberhöhung des Motors.

Für geländegängige Spezialfahrzeuge, in denen der

Fahrer außer dem Fahren noch weitere Aufgaben, insbesondere eine Sicherung gegen Fehlschaltungen, zu erfüllen hat, sind Reihengangschalter mit einem Gang- und einem Fahrtrichtungs- oder Wendeschalter vorteilhafter. Für jeden der Schalter ist ein Bedienungshebel

so vorgesehen, wobei die Griffe dieser beiden Bedienungshebel wesentlich verschiedene Formen haben sollten, so daß sie auch rein gefühlsmäßig gut voneinander zu unterscheiden sind. Außerdem sollten auch die einzelnen Schaltstellungen der Bedienungshebel ertastbar

h'i sein.

Durch die DE-AS 10 Ή 716 ist ein Zahnräderwechselgetriebe mit einer den Gattungsmerkmalen entsprechenden Schaltvorrichtung bekanntgeworden, deren

Handhebel zum Schalten der Fahrtrichtung bzw. der Gänge mechanische Sperrvorrichtungen aufweisen, um beim Bedienen des einen Handhebels den anderen bzw. das von diesem zu bedienende Schaltelement zu sperren. Außerdem weisen die Griffe beider Handhebel deutlich voneinander abweichende Formen auf.

Ferner ist durch die DE-PS 8 33 445 eine Reihengangschaltvorrichtung für Kraftfahrzeugwechselgetriebe mit einer Sperrvorrichtung gegen Abwärtsschalten bei zu hoher Motordrehzahl bekannt, bei der oberhalb einer bestimmten Grenzdrehzahl von einem Fliehkraftschalter ein Stromkreis zu einem Sperrmagneten geschlossen wird, dessen Anker in eine sägezahnförmige Sperrscheibe eingreift

Durch die US-PS 36 02 061 ist eine Reversiersperre bekannt, die in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit die Wendeschaltung sperrt Hierzu wird ein Magnetfeld erzeugt, durch das sich ein Getrieberad mit fahrgeschwindigkeitsabhängiger Drehzahl bewegt und einen Wechselstrom mit entsprechend veränderlicher Frequenz erzeugt Dieser Wechselstrom wird einem Verstärker zugeführt, der seinerseits mit einem Magneten der Reversiersperre verbunden ist, dessen Anker den Wendeschalter bei bewegtem Fahrzeug sperrt

Schließlich beschreibt die DE-PS 14 80 670 eine Reihenschaltvorrichtung für ein Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen mit einem Schalthebel, der im Sinne des Aus- bzw. Einschaltens einer Gangstufe um die waagerechte Achse und zum Wählen der nächsten Gangstufe um die senkrechte Achse schwenkbar ist, d. h. für jeden Gangwechsel sind drei Bewegungen erforderlich. Außerdem kann bei dieser Vorrichtung aus jeder Gangstellung in die Leerlaufstellung geschaltet werden; dies gibt die Möglichkeit, auch Gänge zu fiberspringen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der Gattung des Hauptanspruchs einen gegen Fehlschaltungen gesicherten Getriebesteuerschalter für Kraftfahrzeuge zu erstellen, bei dem der Fahrstufenhebel jeweils nur um eine Gangstufe verstellbar ist Außerdem soll der Getriebesteuerschalter Sperrvorrichtungen gegen Rückschalten und gegen Ändern der Fahrtrichtung bei zu hoher Motordrehzahl bzw. Fahrgeschwindigkeit aufweisen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gegeben.

MiV diesem Zweihebel-Getriebesteuerschalter wird eine einfache und übersichtliche Bedienung für geländegängige Kraftfahrzeuge angestrebt, wobei aus den verschiedenen Stellungen der beiden Hebel bei ausreichender Hebellänge die jeweilige Schaltstcllung ertastbar ist Besonders wichtig ist für geländegängige Fahrzeuge die Rückschaltsperre bzw. die Gangstufen- und Reversiersperre. Ebenso ist es mit einfachen Mitteln möglich, die schaltbaren Rückwärtsgänge mehr oder weniger oder gar nicht gegenüber den vorhandenen Vorwärtsgängen zu beschränken. Die Abwärtsschaltsperre ist insbesondere deswegen von Vorteil, weil kein Suchen nach einer Einrastung erforderlich ist, sondern der Hebel bis zum festen Anschlag zu schwenken ist

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben, wobei die Ansprüche 10 und 11 als echte Unteransprüche gelten.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele für den Zweihebel-Getriebesteuerschalter dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung einen Zweihebel-Getriebesteuerschalter mit elektromagnetischen Sperrvorrichtungen, die bei Fehlbedienung eine Betätigung der Hebel nicht zulassen;

F i g. 2 eine abgeänderte Ausführung des Zweihebel-Getriebesteuerschalters;

F i g. 3 die Abwärtsschaltsperre für den Schalter nach Fig. Ii

Fig.4 einen Schnitt durch die beiden Wellen in Fig. 1;

Fig.5 ein Schaltbild der elektrischen Verzögerung

ίο für den Sperrmagnet des Fahrstufenschalters;

Fig.6 eine Ausführungsform des Schalters in Seitenansicht;

F i g. 7 den Schalter nach F i g. 6 in Pfeilrichtung X gesehen;

F i g. 8 eine Draufsicht auf den Schalter nach F i g. 6.

In F i g. 1 ist der Fahrstufenhebel 1 auf einer Welle 2 angeordnet, auf der auch die Schakwalze 3 zur Betätigung der Schalter 4, 5, 6, 7 für die Steuerung der Magnetventile 71 bis 76 zur Beaufschlagung der Schaltelemente des Getriebes 70 an λ ordnet sind.

Auf der Weiie 2 des Fahrstufenhebeis 1 ist eine Sperr- und Rastscheibe 14 der ersten Sperrvorrichtung 10 angeordnet, in deren Rasten 14c eine Rastrolle 22 eingreift, die an einem Rasthebel 21 gelagert ist Der Rasthebel 21 wird mittels einer Feder 21a gegen die Sperr- und Rastscheibe 14 gedrückt Außerdem besitzt die Sperr- und Rastscheibe 14 sägezahnförmige Sperrzähne 14a Auf einem Hebel 18, der um die Achse 19 schwenkbar ist ist ein um dne Achse 16 schwenkbarer Sperrhebel 15 angeordnet Mittels einer Feder 17 wird der Sperrhebel 15 in Richtung der Sperr- und Rastscheibe 14 gedruckt Durch einen Stift 15a, der an dem Hebel 18 zum Anschlag kommt wird der Sperrhebel 15 jedoch außer Eingriff mit der Sperr- und

J5 Rastscheibe 14 gehalten. Ferner ist auf der Welle 2 eine Steuerscheibe 11 befestigt zur Betätigung eines Schalters 12, der einen ersten Sperrmagnet 13 steuert Wird nun der Fahrstufenhebel 1 in Pfeilrichtung nach F i g. 3, d. h. in Abwärtsschaltrichtung, geschwenkt so wird nach kurzer Schwenkbewegung der Schalter 12 geschlossen und dadurch der Sperrmagnet 13 erregt der den Hebel 18 um seine Achse 19 schwenkt bis der Sperrhebel 15 auf einer der Flächen J46 der Sperr- und Rastscheibe 14 aufliegt. Beim weiteren Drehen der Sperrscheibe 14 bleibt der Sperrhebel 15 an dieser anliegen bis zum Anschlag am nächsten Sperrzahn 14a Vor Erreichen dieser Stellung hat der Schalter 12 die Stromzufuhr zum Sperrmagnet 13 wieder unterbrochen. Durch die Anordnung einer Verzögerungsschaltung 26

so mit dem Widerstand 26a und dem Kondensator 26b bleibt der Magnet jedoch noch kurzzeitig angezogen.

In Fig.2 ist anstelle der Sperr- und Rastscheibe 14 eine Sperr- und Rastscheibe 24 mit rechteckförmig ausgebildeten Sperrzähnen 24a auf der Welle 2 befestigt. Dieser Vtrzahnung entsprechend ht auch ein Sperrhebel 23 angeordnet, dessen freies Ende in die rechteckförmigen Ausschnitte der Sperr- und Rastscheibe 24 eingreift. Durch diese Ausbildung der Sperrelemente kann sowohl aufwärts als auch abwärts

so jeweils nur eine Stufe geschaltet werden.

Die zweite Sperrvorrichtung 40 besteht in der Ausführung nach F i g. 1 aus einer Sperr- und Rastscheibe 45 mit rechteckförmigen Zähnen 45a, die auf der Welle 32 des Fahrrichtungshebelr 30 befestigt ist In die

t>5 Sperrzähne der Sperr- und Rastscheibe 45 greift ein Sperrhebel 42 ein, der um eine Achse 43 schwenkbar ist Auf das zweite Ende des Sperrhebels 42 wirkt der Anker eines Sperrmagneten 41, der bei Erregung den

Sperrhebel 42 in der Verzahnung der Sperr- und Rastscheibe 45 hält. Ein Rasthebel 44 mit einer Rastrolle 46 wird mittels einer Feder 47 in die Rasten 45b der Sperr- und Rastscheibe 45 gedrückt, wodurch einwandfreie Schaltstellungen des Fahrtrichtungshebels gesichert werden und unerwünschte Zwischenstellungen vermieden werden.

Der Fahrtrichtungshebel 30 weist die Stellungen R -Rückwärts, N = Neutral und V = Vorwärts auf. Handelt es sich um ein Kettenfahrzeug, so ist noch eine weitere Stellung H - Wenden um die Hochachse vorhanden, d. h. eine Kette läuft vorwärts, die andere rückwärts.

Um den Fahrtrichtungshebel 30 aus der Neutralstellung N verstellen zu können, ist ein Druckknopfschalter 31 angeordnet, bei dessen Bedienung die Stromzufuhr zu dem Sperrmagnet 41 unterbrochen wird, worauf der Anker den Sperrhebel 42 freigibt und durch eine Feder 420 geschwenkt wird, so daß der üperrhebel die Sperrscheibe 45 freigibt und der Fahrtrichtungshebel 30 verstellt werden kann. Bei Bedienung des Druckknopfschalters 31 wird gleichzeitig eine an sich bekannte elektrische Verzögerung 48 eingeschaltet, deren Dimensionierung die Zeitspanne bestimmt, für die die Sperrvorrichtung 40 entriegelt ist. Die von dem Druckknopfschalter 31 zu bedienende Schaltung entspricht also im Prinzip der in F i g. 5 dargestellten.

Da im vorliegenden Fall die Abtriebswelle eines Mehrganggetriebes in beiden Drehrichtungen angetrieben werden kann, ist eine Reversierbegrenzung 60 vorgesehen, sofern nicht sämtliche Vorwärtsgänge auch bei Rückwärtsfahrt benötigt werden. Zu diesem Zweck besitzt die Steuerscheibe 61 eine kreisringförmige Ausnehmung 61a, die dem Schaltwinkel von N bis R entspricht plus dem Durchmesser der zwischen den beiden Steuerscheiben 11 und 61 anzuordnenden Kugel 63, die als Sperrelement dient und von einem Kugelkäfig 62 aufgenommen wird. Die Steuerscheibe 11 wird mit einem kreisringförmigen Ausschnitt 11a versehen, der dem Schaltwinkel der schaltbaren Rückwärtsgänge entspricht plus dem Durchmesser der Kugel 63. Die einem Impulszähler 78 gesteuert, der bei zu hoher Fahrgeschwindigkeit den Fahrtrichtungshebel 30 sperrt. Bisher wurden sogenannte aktive Sperren beschrieben, die in ungeeigneten Fahrzuständen eine Betätigung

> der Bedienungshebel des Getriebesteuerschalters nicht zulassen. Es handelt sich im vorliegenden Fall durchweg im elektromechanische Sperren.

Da der Zweihebel-Getriebesteuerschalter im wesentlichen für geländegängige Spezialfahrzeuge, z. B. auch

i" für Panzerfahrzeuge u. dgl, zur Anwendung kommt, sind auch seine Form und l Interbringung sowie seine Bedienung von wesentliche! Bedeutung.

Wird das Fahrzeug mit einer Schaltautomatik ausgerüstet, so ist anstelle des elektronischen Drehzahl- ι schalter 79 in F i g. 1 eine Elektronik 80 einzusetzen, wie F i g. 2 zeigt. Diese wird ebenso wie der Drehzahlschalter von den Impulszählern 77 und 78 für die Motordrehzahl und die Fahrgeschwindigkeit gesteuert. Diese Elektronik enthält dann normalerweise auch die Verzögerungsschaltungen für die beiden Sperrmagneten 13 und 41. Ebenso kann die Reversiersperre 60 entfallen, die ebenfalls von der Elektronik 80 übernommen werden kann. 81 ist ein vom Gaspedal in bekannter Weise zu bedienender Kick-down-Schalter.

2'' Vorteilhaft ist es, anstelle der Schaltstellung des Fahrstufenhebels für den 4. Gang die Automatikstellung (A) anzuordnen. In diesem Fall kann bei Ausfall der Elektronik das Fahrzeug immer noch in den ersten drei Gängen weitergefahren werden.

i" Die Fig.6 bis 8 zeigen eine Ausführungsform des Schalters, bei der das Gehäuse 90 sehr flach gestaltet ist Außerdem besitzt das Gehäuse 90 seitlich Füße 95, mit denen der Schalter an einer Seitenwand befestigt werden kann. Durch diese Füße verbleibt zwischen der

J"' Seitenwand und dem Gehäuse 90 ausreichend Platz, um den Fahrstufenhebel 91 und den Fahrtrichtungshebel 93 auch zwischen Fahrzeugseitenwand und dem Schaltgehäuse anzuschließen. Außerdem sollen die Winkel zwischen den einzelnen Schalterstellungen ausreichend groß sein, damit diese Stellungen gegebenenfalls ertastet werden können. Schließlich haben die beiden

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einen Ende des Ausschnitts 61a der Steuerscheibe 61 und liegt am äußeren Umfang der Steuerscheibe 11 an. Beim Fahrstufenschalter 30 in Stellung R liegt die Kugel 63 am vollen Umfang der Steuerscheibe 61 an, während sie im Ausschnitt der Steuerscheibe 11 liegt.

Auf der Welle 32 des Fahrtrichtungshebels 30 ist ferner eine Schaltwalze 33 zur Bedienung der Schalter 34,35,36 und 37 vorgesehen.

Für den elektrischen Anschluß des Getriebesteuerschalters ist eine Steckdose 28 vorgesehen, über die der Schalter mit den Magnetventilen 71 bis 76 verbunden wird Außerdem wird über die Steckdose 28 eine Verbindung mit einem elektronischen Drehzahlschalter 79 hergestellt, der vom Impulszähler 77 gesteuert wird, so daß ein Anfahren bei zu hoher Motordrehzahi nicht möglich ist Femer wird der Drehzahlschalter 79 von voneinander zu unterscheiden, um eine Verwechslung zwischen diesen beiden auszuschließen. Der Fahrstufen hebel 91 hat bei vorliegender Ausführungsform einen Handgriff 92 mit im wesentlichen rechteckige und sich verjüngende Querschnittsform; außerdem ragt der Griff einseitig in das Fahrerhaus hinein.

Der Fahrtrichtungshebel 93 weist dagegen einen

kugelförmigen Knopf 94 auf. Die dem Fahrer zugekehrte Wand des Gehäuses 90 ist vollkommen glatt gehalten. Der Druckknopfschalter 31 zur Entriegelung des Fahrtrichtungshebels 93 ist an der senkrecht nach rückwärtsweisenden schmalen Wand angebracht

In der der Seitenwand des Fahrzeugs zugekehrten Gehäusewand ist schließlich noch die Steckdose 28 für den elektrischen Anschluß des Reihengangschalters angeordnet

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Getriebesteuerschalter für Kraftfahrzeuge mit einem Fahrstufen- und einem Fahrtrichtungshebel, gekennzeichnet durch einen in einer Ebene schwenkbaren Fahrstufenhebel (1; 91) mit einrastenden Schaltstellungen für die Gänge bzw. Fahrbereiche ohne NeutralsteUung, dem eine erste Sperrvorrichtung (10; XOa) mit wirksamen Sperrstellungen in allen Schaltstellungen zugeordnet ist, die ein erstes Sperrelement (15,14; 23, 24) umfaßt, das einerseits beim Schwenken des Fahrstufenhebels (1; 91) in Abwärtsschaltrichtung durch den Fahrstufenhebel so in Sperrstellung gebracht wird, daß nur die jeweils benachbarte Schaltstellung erreicht werden kann, andererseits oberhalb einer bestimmten Motordrehzahl bzw. Fahrgeschwindigkeit unabhängig von einer Schwenkung des Fahrstufenhebels durch einen ersten Sperrmagneten (13) in Sperrstellung gebracht wird, und feinen schwenkbaren Fahrtrichtungshebel (30; 93) mit einrastenden Schaltstellungen für Betriebsstellungen »Vorwärts«, »Neutral« und »Rückwärts«, dem eine zweite Sperrvorrichtung (40) mit wirksamen Sperrstellungen in allen Schaltstellungen zugeordnet ist, die ein zweites Sperrelement (42, 45) umfaßt, das bei Fahrzeugbetrieb die Sperrstellung einnimmt, wobei der zweiten Sperrvorrichtung (40) eine vom Fahrer betätigbare Lösevorrichtung (31, 48; 31, 80) zugeordnet ist, durch deren Betätigen das zweite Sperrelement (42, 45) unterhalb einer bestimmten Motordrehzahl bzw. Fahrgeschwindigkeit in die Freigabestellung gebracht und darin für eine vorbestimmte Zeitspanne gehalten wird.

2. Getriebesteuerschalter nach Anspruch 1 für Kettenfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrtrichtungshebel (30; 93) eine weitere, einrastende Schaltstellung für eine Betriebsstellung »Wenden um die Hochachse« aufweist.

3. Getriebesteuerschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Sperrvorrichtungen (10 und 40; 10a und 4il) elektrische Impulse von Drehzahlgebern (77 und 78) für die Motordrehzahl bzw. die Fahrgeschwindigkeit verwendet werden.

4. Getriebesteuerschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche mit einer Reversierbegrenzung für eine geringere Anzahl von Rückwärtsgängen als von Vorwärtsgängen, gekennzeichnet durch eine erste Steuerscheibe (61) auf der Welle (32) des Fahrtrichtungshebels (30; 93) und eine zweite Steuerscheibe (11) in gleicher Ebene auf der Welle (2) des Fahrstufenhebels (1; 91), wobei zwischen den beiden Steuerscheiben eine Kugel (63) in einem Kugelhalter (62) vorgesehen ist und die beiden Steuerscheiben am Umfang Ausnehmungen (61a bzw. llaj aufweisen, deren Lage und Länge entsprechend der zugelassenen Anzahl von Rückwärtsgängen bemessen ist und deren Tiefe so bemessen ist, daß der Zwischenraum zwischen einem vollen Steuerscheibenumfang und einem ausgenommenen Steuerscheibenumfang gleich dem Durchmesser der Kugel (63) ist.

5. Getriebesteuerschalter nach Anspruch 1 oder 2 in Verbindung mit einer elektronischen Schaltautomatik, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltautomatik (80) die Haltezeit für die Lösevorrichtung der zweiten Sperrvorrichtung (40)

sowie die Verriegelung des Fahrstufen- und des Fahrtrichtungshebels oberhalb einer bestimmten Motordrehzahl bzw. Fahrgeschwindigkeit steuert

6. Getriebesteuerschalter nach Anspruch 5 mit Reversierbegrenzung für eine geringere Anzahl von Rückwärtsgängen als von Vorwärtsgängen, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltautomatik (80) die Reversierbegrenzung steuert.

7. Getriebesteuerschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Sperrvorrichtung (10; XOa) eine Sperr- und Rastscheibe (14; 24) auf der Welle (2) des Fahrstufenhebels (1; 91) umfaßt, in die einerseits ein Sperrhebel (15; 23) eingreift, andererseits ein Rasthebel (21) mit einer Rastrolle (22), und daß auf der Welle des Fahrstufenhebels (1; 91) eine Steuerscheibe (11) zur Bedienung eines Schalters (12) zum vorübergehenden Einschalten des ersten Sperrmagneten (13) der ersten Sperrvorrichtung (10; 1Oa^ vorgesehen ist, wobei der Schalter (12) mit einer elektrischen Verzögerang (28) verbunden ist

8. Getriebesteuerschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperr- und Rastscheibe (14) sägezahnförmige Sperrzähne (14aJ aufweist

9. Getriebesteuerschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß die Sperr- und Rastscheibe (24) rechteckförmige Sperrzähne (24a,) aufweist

10. Getriebesteuerschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltgriff (92) des Fahrstufenhebels (1; 91) eine vom Schaltgriff (94) des Fahrtrichtungshebels (30; 93) beachtlich abweichende Größe und Form aufweist

11. Getriebesteuerschalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrtrichtungshebel (93) einen kugelförmigen Schaltgriff (94) aufweist und daß der Fahrstufenhebel (:$<) einen Schaltgriff (92) aufweist der einen im wesentlichen rechteckigen, sich verjüngenden Querschnitt hat