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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Schaltmechanismus für ein Getriebe
in einem Kraftfahrzeug.
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Bei
frontgelenkten Fahrzeugen, zum Beispiel Lastkraftwagen, ist das
Fahrerhaus oberhalb des im Rahmen des Fahrzeugs gelagerten Motors
angeordnet. Im Boden des Fahrerhauses ist eine Motorhaube ausgebildet,
die in das Fahrerhaus hineinragt und den Motor überdeckt. Damit der Motor für Wartungs- und
Reparaturarbeiten dennoch zugänglich
ist, kann das Fahrerhaus im Verhältnis
zum Rahmen gekippt werden. In einer fahrerhausseitigen Lagerung,
normalerweise in der Motorhaube oder im Fahrerhausboden, ist ein
Schalthebel so angeordnet, dass er sich beim Kippen des Fahrerhauses
mit diesem bewegen kann. Der Schalthebel hat Verbindung mit einem
System von Schaltstangen zur Übertragung
der Schaltbewegungen vom Schalthebel auf das Getriebe des Fahrzeugs.
Diese Schaltstangen sind so angeordnet, dass sie die Kippbewegung
des Fahrerhauses nicht behindern.
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Bei
einem häufig
vorkommenden Schaltmechanismus ist der Schalthebel mit einer teleskopischen
Schaltstange verbunden, die sich beim Vorkippen des Fahrerhauses
verlängert.
Bei dieser Anordnung verursachen auf- und abwärts gerichtete Federungsbewegungen
des Fahrerhauses so große
Ausschläge
des Schalthebels, dass Gefahr besteht, dass der eingelegte Gang
ausspringt. Des Weiteren ist eine relativ lange teleskopische Stange
erforderlich, die einen Sperrmechanismus umfasst, der die teleskopisch
beweglichen Teile bei Schaltvorgängen
fest miteinander verbindet, sie jedoch vor einem Kippvorgang voneinander
freigibt. Eine derartige Lösung
ist kompliziert und kostenträchtig.
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Eine
Weiterentwicklung eines Schaltmechanismus mit einer teleskopische
Schaltstange ist aus
SE
426 676 B bekannt. Dabei ist im Boden oder in der Motorhaube
des Fahrerhauses ein Schalthebel gelagert mit einem unteren Teil
mit Verbindung zu einem Ende einer waagrecht in der Längsrichtung
des Fahrzeugs angeordneten Teleskopstange, deren anderes Ende mit
einem Zwischengelenk verbunden ist, an dem eine zum Getriebe führende Schaltstange
angelenkt ist. Die Teleskopstange ist mit einem Sperrmechanismus
versehen, der ihre teleskopisch beweglichen Teile fest miteinander
verbindet, wenn sich das Fahrerhaus in Fahrstellung befindet. Da
das Fahrerhaus um eine bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung vor dem Schalthebel
liegende Kippachse gekippt wird, kann die in Fahrzeuglängsrichtung
angeordnete teleskopische Schaltstange relativ kurz ausgeführt werden,
und die Federungsbewegungen des Fahrerhauses beeinflussen den Schalthebel
geringfügig.
Diese Konstruktion löst
demzufolge eines der früher
mit teleskopischen Schaltstangen verbundenen Probleme, aber das
Problem des komplizierten und kostenträchtigen Sperrmechanismus besteht weiterhin.
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Aus
DE 25 08 679 C2 ist
ein Schaltmechanismus für
ein Getriebe in einem Kraftfahrzeug mit einem um eine Kippachse
kippbaren Fahrerhaus bekannt, bei dem ein Schalthebel in einer fest
im Fahrerhaus angeordneten Lagerung in mehrere Richtungen schwenkbar
gelagert ist, nämlich
quer zur Fahrzeuglängsrichtung
für Gangwählbewegungen
sowie in Fahrzeuglängsrichtung
für Schaltbewegungen. Der
Schalthebel ist unterhalb seiner Lagerung gelenkig mit einer ersten
Schaltstange verbunden, die sich in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne erstreckt,
und deren vorderes Ende über
ein Kugelgelenk mit einer kinematisch maßgeblichen Hauptachse verbunden ist,
die etwa deckungsgleich mit der Kippachse des Fahrerhauses angeordnet
und axial verschiebbar auf einer Schwinge gelagert ist, die ihrerseits
am Fahrgestell um eine zur Kippachse parallele Schwenkachse schwenkbar
gelagert ist. Die Hauptachse trägt
ein zweites Kugelgelenk, durch das sie mit dem vorderen Ende einer
zweiten Schaltstange verbunden ist, die sich in Fahrzeuglängsrichtung
nach hinten erstreckt, und deren hinteres Ende mit Schaltorganen
des Getriebes verbunden ist. Jede der beiden Schaltstangen weist
nahe ihrem vorderen Ende einen an ihr starr befestigten radialen
Arm auf, an dessen Ende je ein Koppelglied angelenkt ist. Die beiden
Koppelglieder sind gemeinsam längs
der Hauptachse verschiebbar und um diese schwenkbar.
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Durch
diese Anordnung werden nach vorne und hinten gerichtete Bewegungen
des Schalthebels in Bewegungen der beiden Schaltstangen nach hinten
bzw. nach vorne umgesetzt, während
nach rechts oder nach links gerichtete Bewegungen des Schalthebels
in Drehungen der beiden Schaltstangen in bzw. entgegen dem Uhrzeigersinn
umgesetzt werden. Die zweite Schaltstange ist nahe ihrem hinteren Ende
mit einem radial von ihr wegragenden Arm ausgestattet und über diesen
gelenkig an einer am Fahrgestell gelagerten Pendelstütze abgestützt. Das
hintere Ende der zweiten Schaltstange ist über ein weiteres Gelenk mit
einem Schaltorgan des Getriebes derart verbunden, dass Längsbewegungen
der zweiten Schaltstange in Drehungen dieses Schaltorgangs umgesetzt
werden, während
Drehungen der zweiten Schaltstange in axiale Bewegungen des Schaltorgans
umgesetzt werden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Schaltmechanismus zu erhalten, der ein
Kippen des Fahrerhauses im Verhältnis
zum Rahmen ohne vorherige Betätigung
eines Sperrmechanismus gestattet, der konstruktiv einfach ausgeführt ist
und sich wirt schaftlich herstellen, einbauen und warten lässt. Die
Aufgabe ist gemäß der Erfindung
dadurch gelöst,
dass der Schaltmechanismus die im Patentanspruch angegebenen Merkmale
aufweist.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Schaltmechanismus
werden die Abstandsänderungen
zwischen der fahrerhausseitig festen Lagerung und der fahrgestellseitig
festen Lagerung durch Winkeländerungen in
Gelenken aufgenommen. Der Mechanismus wird in sehr geringem Ausmaß von den
Federungsbewegungen des Fahrerhauses beeinflusst und erfordert keine
Teleskopstange mit kompliziertem Sperrmechanismus. Da der Mechanismus
aus konstruktiv einfachen und unempfindlichen Bauteilen besteht,
ist er zuverlässig,
wirtschaftlich herzustellen sowie einfach einzubauen und zu warten.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beschrieben.
Darin ist:
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1 eine
schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen, im Fahrerhaus eines Kraftfahrzeugs
angeordneten Schaltmechanismus, wobei Fahrerhaus und Schaltmechanismus
in vorgekippter Stellung des Fahrerhauses mit gestrichelten Linien angedeutet
und in zurückgekippter
Stellung des Fahrerhauses mit durchgezogenen Linien dargestellt sind;
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2 eine
perspektivische Darstellung des Schaltmechanismus;
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3 ein
Schema des Schaltmechanismus bei zurückgekipptem Fahrerhaus;
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4 ein
Schema des Schaltmechanismus beim Einleiten eines Kippvorgangs;
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5 ein
Schema des Schaltmechanismus bei teilweise gekipptem Fahrer haus;
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6 ein
Schema des Schaltmechanismus bei vollständig vorgekipptem Fahrerhaus.
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Am
Vorderteil eines Lastkraftwagens ist ein nach vorn kippbares Fahrerhaus 1 auf
einem Rahmen 2 gelagert, in dem ein Motor 3 und
ein Getriebe 4 aufgehängt
sind. Das Fahrerhaus 1 ist in seinem vorderen Teil um eine
waagrechte, querliegende Kippachse 5 kippbar gelagert.
Der Boden des Fahrerhauses 1 ist mit einer den Motor 3 überdeckenden Motorhaube 6 versehen.
Wahlweise in der Motorhaube 6 oder im Fahrerhausboden ist
ein Schalthebel 7 nicht verschiebbar, aber ansonsten beweglich
in einer Lagerung 14 gelagert. Der unterhalb der Lagerung 14 liegende
untere Teil 15 des Schalthebels 7 ist unter der
Motorhaube 6. Um eine Übertragung
der Schaltbewegungen vom Schalthebel 7 auf das Getriebe 4 zu
ermöglichen,
ist der untere Teil 15 des Schalthebels 7 mit
Schaltorganen 22 (3) des Getriebes 4 über ein
Gestänge
verbunden, nämlich
eine in Längsrichtung
des Fahrzeugs angeordnete erste starre Schaltstange 8,
einen Hebel 9, der in einer fest im Rahmen angeordneten
Lagerung 10 gelagert ist, und eine zweite Schaltstange 11,
die mit den Schaltorganen 22 des Getriebes 4 verbunden
ist.
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Der
untere Teil 15 des Schalthebels 7 ist über ein
erstes Gelenk 16 mit einem Ende der ersten Schaltstange 8 verbunden.
Das andere Ende der Schaltstange 8 ist über ein zweites Gelenk 18 mit
einem Ende des Hebels 9 verbunden, dessen anderes Ende über ein
drittes Gelenk 20 mit der zweiten Schaltstange 11 verbunden
ist, die ihrerseits mit den Schaltorganen 22 im Getriebe 4 gelenkig
verbunden ist. Der Hebel 9, der im wesentlichen senkrecht
angeordnet ist, ist nicht verschiebbar, aber ansonsten beweglich
in der fest im Rahmen angeordneten Lagerung 10 zwischen
seinen beiden Enden gelagert. Die Lagerung 10 kann alternativ
am Antriebsaggregat, und dann vorzugsweise am Motor 3,
angebaut sein.
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Da
die erste Schaltstange 8 in Längsrichtung starr ist, bleibt
der Abstand zwischen dem ersten Gelenk 16 und dem zweiten
Gelenk 18 beim Kippen des Fahrerhauses 1 unverändert.
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Bei
einem Schaltvorgang werden in Fahrzeuglängsrichtung vor- oder rückwärtsgerichtete Schaltbewegungen
des manuell betätigten
Schalthebels 7 auf die Schaltorgane 22 im Getriebe 4 dadurch übertragen,
dass der Schalthebel in der Lagerung 14 so schwenkt, dass
sein unterer Teil 15 die erste Schaltstange 8 vorwärts oder
rückwärts in Fahrzeuglängsrichtung
verschiebt und den Hebel 9 um den durch die rahmenseitige
Lagerung 10 gebildeten Drehpunkt vorwärts oder rückwärts schwenkt. Hierdurch werden
die vor- und rückwärtsgerichteten
Bewegungen der ersten Schaltstange 8 auf die zweite Schaltstange 11 übertragen,
die ihrerseits die Schaltorgane 22 betätigt.
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An
der ersten Schaltstange 8 ist ein radial vorstehendes Halteorgan 25 (s. 2)
fest angeordnet, in dem ein Ende einer Parallelstange 17 über eine
Lagerung 27 gelenkig gelagert ist. Die Parallelstange 17 ist
parallel zum Hebel 9 mit Abstand von diesem angeordnet.
Das andere Ende der Parallelstange 17 ist über eine
Lagerung 28 gelenkig an einem radial vorstehenden, mit
der Schaltstange 11 fest verbundenen Halteorgan 26 gelagert.
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Während eines
Schaltvorgangs werden die quergerichteten Wählbewegungen des Schalthebels 7 auf
die Schaltorgane 22 im Getriebe 4 dadurch übertragen,
dass der untere Teil 15 des Schalthebels 7 bei
seitlicher Verschiebung eine Drehung der ersten Schaltstange 8 um
deren Längsachse
bewirkt, wobei das Halteorgan 25 nach oben oder unten geschwenkt
wird und dementsprechend die Parallelstange 17 senkrecht
nach oben bzw. unten verschiebt und dadurch über das Halteorgan 26 die Drehbewegung
der Schaltstange 8 auf die zweite Schaltstange 11 überträgt, so dass
auch diese um ihre Längsachse
gedreht wird und die Schaltorgane 22 betätigt.
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In 3 ist
der Schaltmechanismus bei zurückgekipptem
Fahrerhaus, d. h. in der Normal- oder Neutralstellung, schematisch
dargestellt. Das Fahrerhaus 1 ist federnd im Rahmen 2 gelagert,
und in 3 ist eine vordere Fahrerhausfederung durch eine
Strichpunktlinie 21 dargestellt, die durch die Kippachse 5 verläuft.
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In 4 ist
der Schaltmechanismus bei einem Kippvorgang dargestellt, der durch
Betätigen
eines herkömmlichen
und daher nicht dargestellten Kippzylinders eingeleitet wird. Der
Ansatzpunkt des Kippzylinders am Fahrerhaus 1 liegt in
Fahrzeuglängsrichtung
vor dem Schwerpunkt des Fahrerhauses 1, so dass in der
dargestellten Einleitungsphase des Kippvorgangs das Fahrerhaus 1 an
seiner Vorderseite angehoben wird. Wenn das Fahrerhaus 1 eine
obere Endstellung erreicht hat, beginnt der eigentliche Kippvorgang,
bei dem das Fahrerhaus um die Kippachse 5 gekippt wird.
Dies ist in 5 gezeigt, wo der Schalthebel 7 während des
anfänglichen
Kippvorgangs im Verhältnis
zur Motorhaube 6 nach vorn geneigt ist, während gleichzeitig
aus dem bisher spitzen Winkel zwischen der ersten Schaltstange 8 und
dem Hebel 9 ein stumpfer Winkel wird.
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In 6 ist
der Zustand des Schaltmechanismus bei vollständig vorgekipptem Fahrerhaus 1 dargestellt.
In dieser Fahrerhausstellung fluchtet die erste Schaltstange 8 mit
dem Hebel 9; dabei ist der Schalthebel 7 verglichen
mit dem Zustand gemäss 5 weniger
zur Motorhaube geneigt.
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Während der
Kippbewegung werden die Abstandsänderungen
zwischen der rahmenseitigen Lagerung 10 des Hebels 9 und
der fahrerhausseitigen Lagerung 14 des Schalthebels 7 durch
Winkeländerungen
in den Gelenken 16 und 18 zwischen dem Schalthebel 7 und
der ersten Schaltstange 8 bzw. zwischen der ersten Schaltstange 8 und
dem Hebel 9 aufgenommen. Während des Kippvorgangs schwenkt
der Schalthebel 7, wie aus 3 bis 6 hervorgeht,
in der Lagerung 14 hin und her. Da aber diese Bewegungen
des Schalthebels 7 kleiner als die normalen Schaltbewegungen
sind, besteht keine Gefahr, dass ein Gang ausrastet, wenn das Fahrerhaus 1 bei
der Fahrt im Verhältnis
zum Fahrgestellrahmen 2 federt.
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Der
Schaltmechanismus gemäss
der Erfindung eignet sich auch für
Fahrerhäuser
mit andersartig arbeitender Kippvorrichtung, beispielsweise ohne Anheben
der Fahrerhausvorderkante zu Beginn des Kippvorgangs.