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Schalteinrichtung Im Patent 677 686 ist eine Schalteinrichtung für
Zahnräderwechselgetriebe beschrieben, bei der außer dem Hauptschalthebel zur Einstellung
der einzelnen Gangstufen noch ein weiterer Schalthebel oder eine ähnliche zusätzliche
Vorrichtung vorgesehen ist, .die eine Änderung im Betriebszustand des Getriebes
ohne Beeinflussung der jeweiligen Stellung der Hauptschaltvorrichtung bewirkt. Eine
besondere Ausführungsform des Gegenstandes des genannten Patents besteht darin,
daß bei einem mit schaltbaren und blockierbaren Freilaufkupplungen ausgerüsteten
Zahnräderwechselgetriebe das zusätzliche Schalten zum Verblocken der Freilaufeinrichtungen
an der jeweils in Eingriff befindlichen Gangkupplung dient. Die vorliegende Erfindung
bezweckt eine Weiterentwicklung eines Getriebes der letztgenannten Art, und zwar
indem S inne, riaß Fehlschaltungen zwangsläufig ausgeschlossen werden und gleichzeitig
auch die Bedienung des Getriebes weitgehend vereinfacht wird. Es würde nämlich zu
schweren Störungen führen, wenn mit der Gangschaltvorrichtung die Gangstufe des
Getriebes verändert wird, während gleichzeitig die Kupplungsblockierung eingerückt
ist; zum Umschalten von einer Gangstufe zur anderen ist es also immer erforderlich,
die Stellung des Blockierschalters zu prüfen und die Kupplungsblockierung gegebenenfalls
auszurücken.
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Die Aufgabe, diese Prüfung überflüssig zu machen und Fehlschaltungen
auszuschließen, wird nach der Erfindung durch eine selbsttätig wirkende Antriebsverbindung
zwischen der Gangschaltvorrichtung und der Blockierschaltvorrichtung erreicht, die
bei jeder Bewegung des Gangschalters von einer Stufe zu einer benachbarten Stufe
die etwa eingeschaltete Kupplungsblockierung der betreffenden Gangstufe ausschaltet.
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Es ist an sich bereits bekannt, bei einem Fahrzeugantrieb mit einem
einzigen zwischen dem Wechselgetriebe und den anzutreibenden
Rädern
liegenden Freilaufgesperre an der Schalteinrichtung des Getriebes eine Vorrichtung
anzubringen, .die selbsttätig für eine Entblockung des Freilaufs bei jeder Betätigung
der Schaltung sorgt. Im Gegensatz zur bekannten Einrichtung handelt es sich beim
Erfindungsgegensand um ein Getriebe, bei dem eine Mehrzahl von Freilaufeinrichtungen
den Zahnrädern der einzelnen Getriebestufen zugeordnet sind, und überdies besteht
das Wesen der Erfindung nicht darin, analog der bekannten Einrichtung bei einer
Bewegung der Gangschaltvorrichtung zwangsläufig auf alle Blockierungsantriebe der
vorhandenen Freilaufkupplungen einzuwirken, sondern darin, daß jeweils nur die in
Frage kommende Kupplung beeinflußt wird. Beim Gegenstand der Erfindung sucht sich
also geü issermaßen die Einrichtung selbsttätig die richtige jeweils zu beeinflussende
Kupplung aus, und zwar unter Verwendung der im Hauptpatent bereits beschriebenen
Mittel.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung und zur Veranschaulichung ihrer
Einzelheiten und Vorteile sind in der Zeichnung einige Ausführungsbeispiele der
erfindungsgemäßen Schalteinrichtung dargestellt.
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In den :),bb. i und 2 ist zunächst eine der einfachsten Ausführungsmöglichkeiten
der Schalteinrichtung dargestellt, um zunächst den Grundgedanken der Erfindung klarzustellen.
Abb.i zeigt dabei eine Stirnansicht und Abb.2 eine Seitenansicht der Ganaschaltvorrichtung
und der Blockierschaltvorrichtung und: der zugehörigen Antriebsverbindung. Mit dem
Handhebel i kann die Hauptschaltwelle 2 um ihre Achse gedreht werden, und auf diese
Weise sind die Kupplungen der einzelnen Gangstufen schaltbar. Die Verbindungsmittel
zwischen der Hauptschaltwelle und den einzelnen Kupplungen sind in .der Zeichnung
nicht näher dargestellt, da es sich hier um bekannte Einrichtungen handelt, die
.auch in der Zeichnung zum Hauptpatent bereits geschildert sind. Durch einen zweiten
Handhebel 3 ist eine Welle d. drehbar, und die Drehung dieser Welle v eranlaßt die
Blockierung der jeweils eingeschalteten Überholungskupplung in der im Hauptpatent
beschriebenen Weise durch Mittel, die in der Zeichnung ebenfalls fortgelassen sind.
Dargestellt ist also lediglich noch die Verbindung zwischen den beiden Betätigungsniitteln,
durch die die Bewegung beider Wellen voneinander in Abhängigkeit gebracht ist. Diese
Verbindung besteht aus dem mit der Nabe des Hebels i verbundenen Körper 5 mit Keilzähnen
und der Fühlrolle 6, die durch einen Hebel mit der Nabe des Hebels 3 verbunden und
an die Flanken der Keilzähne anlegbar ist. In Abb. i ist die Stellung des Hebels
i bei den verschiedenen Gangstufen mit I, 1I und III bezeichnet, die beiden Stellungen
des Hebels 3 sind mit a und e bezeichnet, wobei a die Stellung bedeutet,
in der die Blockierung ausgerückt ist, e dagegen die Stellung, in der :die Blockierung
eingerückt ist. Mit ausgezogenen Linien ist also der Betriebszustand dargestellt,
bei dem die Getriebestufe 1I in Tätigkeit ist wobei die Blockierung der Kupplung
eingerückt ist, so daß also im Getriebe eine starre und zwangsläufige Verbindung
zwischen dem Motor und den Triebrädern nach beiden Drehrichtungen gegeben ist. Wird
nun der Hebel i auf eine der beiden anschließenden Gangstufen verstellt, so wird
die Rolle 6 dabei von den Keilzähnen nach außen gedrückt und der Hebel 3 gleichzeitig
und selbsttätig aus der Stellung e in die Stellung a gebracht. Durch die Keilzahnverbin.dung
wird also der beabsichtigte Zweck erreicht, nämlich das selbsttätige und zwangsläufige
Ausschalten der etwa eingerückten Kupplungsblockierung bei einer Veränderung der
eingeschalteten Getriebestufe. Soll auch bei der neu eingeschalteten Getriebestufe
die Blockierung des Freilaufes erfolgen, so ist hierzu eine erneute Verstellung
des Hebels 3 erforderlich. Der Hebel 3 wird in seinen beiden Betriebsstellungen
durch eine Kastenfeder 9 gehalten, die in entsprechende Vertiefungen am Hebel der
Füblrolle 6 eingreift.
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Die in den Abb. i und s dargestellte Ausführungsform zeigt also die
einfachste Mög-
lichkeit zur Ausschaltung von t3edienungsfehlern. Es kann
nun erwünscht sein, die Schalteinrichtung so einzurichten, daß bei einer Umschaltung
der Gangstufe bei eingerückter Blockierung diese Blockierung nur vorübergehend .aufgehoben
wird, also nach dem Einschalten .der neuen Gangstufe selbsttätig wieder erfolgt.
Auch diese Aufgabe ist mit einfachen zusätzlichen Mitteln leicht zu lösen. Bei der
Ausführungsform nach Abb. i und 2 würde es beispielsweise genügen, die Nahe 8 des
Hebels 3 und die Nabe 7 des Hebels mit der Fühlrolle 6 voneinander zu trennen, wobei
die Nabe 7 mit der Welle 4 fest verbunden wird, während die Nabe 8 auf dieser Welle
drehbar bleibt und mit der \ abe 7-durch eine Drehfeder verbunden wird. Die Nabe
8 ist dann noch für sich mit einer Rasteneinrichtung zu versehen, die in den Stellungen
va und e wirksam ist. Die Federverbindung ist so einzurichten, daß in der Stellunga
des Hebels 3 die Fühlroll.e 6 außer Eingriff mit der Keilverzahnung 5 bleibt. Wird
der Hebel 3 dann in die Stellung e gerückt, so folgt die Welle 4. nur dann, wenn
die Rolle 6 in eine Zahnlücke bei dieser Bewegung trifft; 1 andernfalls wird lediglich
die Feder zwischen den Naben 7 und 8 so gespannt, daß die
Rolle
6 zur ständigen Anlage an der Keilverzahnung 5 gezwungen wird. Erfolgt dann die
Verstellung des Hebels i von einer Gangstufe auf eine andere, so wird die Blockierung
durch eine entsprechende Bewegung der Welle 4 nur während des Umschaltvorganges
ausgerückt, nach Beendigung des Schaltvorganges aber selbsttätig wieder eingerückt.
Diese Abwandlung der Ausführungsform nach Abb. i und 2 i,st zeichnerisch nicht dargestellt,
da für die Erreichung des gleichen Zweckes auch noch einfachere Lösungswege zur
Verfügung stehen.
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Ein Beispiel hierfür ist in Abb. 3 dargestellt, in der die Ansicht
einer weiteren Ausführungsform gezeigt ist. Der Schalthebel i i für die Gangstellungen
betätigt hier die Schaltwelle 12. Mit der Nabe des Hebels i 1 i.st die Keilverzahnung
15 'verbunden, die hier als zickzackförmige Nut in der Außenfläche eines Zylinders
.ausgebildet ist. In diese Nut greift eine Fühlrolle 16 ein, die die Bewegungen
des doppelarmigen Heb#21s 17 steuert. Für die Blockierung dient der Handhebel 13,
dessen Bewegungen auf die Schaltstange 14 für die Kupplungsblockierung übertragen
-werden; der Doppelpfeil an dieser Schaltstange erläutert die Bewegungsrichtung
beim Einschalten, e, und beim Ausschalten, a, der Kupplungsblockierung. Die Übertragung
der Bewegungen des Hebels 13 auf die Schaltstange 14 erfolgt durch den doppelarmigen
Hebel 18, dessen oberes Ende am Hebel 17 angelenkt ist. Die beiden Hebel
13 und 17 sind an ihren mittleren Drehpunkten an dem festen Arm i9 des Getriebegehäuses
2o gelagert. Die -Bewegungen der Schaltstange 14 erfolgen also über einen Differentialtrieb
derart, daß sowohl vom Hebel 13 als auch vom Hebel 17 die Bewegung beeinflußbar
ist. Ist der Hebel 13 in die Einrückstellung e gebracht, so ist die Schaltstange
14 nach links gezogen. Wird dann der Schalthebel ii von einer Gangstufe auf eine
neue Gangstufe bewegt, so wirkt der Keiltrieb 15 auf den Hebel 17 und schiebt die
Schaltstange 14 vorübergehend nach rechts. Er löst also die Blockiereng während
des Umschaltvorganges und rückt sie nach erfolgter Umschaltung von neuem wieder
ein, Die Stellung des Hebels 13 bleibt dabei völlig unverändert. Wird der Hebel
13 dagegen in .die Stellung a gebracht, so wird dadurch die Schaltstange 14 so weit
in die Ausschaltstellung bewegt, daß auch die Bewegungen .des Hebels 17 keine Blockierung
mehr hervorrufen können. Die.beabsichtigte Wirkung wird also ohne Zuhilfenahme von
Federn zwangsläufig in einer Weise erreicht, die den geringsten Arbeitsaufwand für
die Schaltbewegungen und eine völlige Betriebssicherheit gewährleisten. Eine weitere
Vereinfachung der Schalteinrichtung ist dadurch möglich, daß die Betätigungsmittel
für die Gangschaltung und für die Kupplungsblockierung am gleichen Handhebel untergebracht
werden, so daß eine einfache Bedienung mit einer Hand ohne Griffwechsel möglich
ist. Ein Beispiel hierfür zeigt die in Abb. 4 dargestellte Ausführungsform. Der
Hebel2z betätigt hier wie bei den bisherigen Ausführungsformen die drehbare Schaltwelle
22 für die Einstellung der Gangstufen. Als Betätigungsmittel für die Blockierung
ist .am Handgriff des Hebels 21 ein Fingerschaltknopf a3 vorgesehen. Dieser Schaltknopf
23 wird durch eine Feder in seiner höchsten Stellung gehalten. Die Betätigung der
Blockiereinrichtung erfolgt durch die Schaltstange 24 im Sinne des beigefügten Doppelpfeils.
Das äußere Ende der Schaltstange 24 wird von einer Platte 27 gebildet, die von dem
Haken 28 gegen die Kraft der Feder 29 in der gezeichneten Lage, nämlich in der Ausschaltstellung,
gehalten wird. Der Haken 28 ist unmittelbar am unteren Ende der mit dem Knopf 23
verbundenen Stange angebracht. Ein Druck auf .den Knopf 23 schiebt also den Haken
28 nach unten und gibt damit die Schaltstange 24 frei, die dann durch,die Kraft
der Feder 29 die Blockierung ausführt, sich also nach rechts bewegt. Diese Bewegung
wird gleichzeitig durch die an der Nabe des Hebels 21 angeordnete Keilverzahnung
25 und durch die an der Platte 27 befestigte Fühlrolle 26 begrenzt und geregelt.
Das Einschalten der Blockierung kann also nur erfolgen, wenn die Rolle26 auf eine
Zahnlücke in der Keilverzahnung 25 trifft, wenn also der Hebel 21 die für eine bestimmte
Gangstufe vorgesehene Stellung - einnimmt. Wird der Hebelei von einer Gangstufe
zur anderen verstellt, so bewirkt er zwangsläufig durch die Keilzähne eine Bewegung
der Schaltstange 24 nach links im Sinne eines vorübergehenden Ausschaltens der Blockierung
während des Umschaltvorganges. Zu bemerken ist noch, daß der untere Rand der Platte
27 als Kreis um die Achse,der Welle 22 ausgebildet ist, so daß also der Haken 28
die gleiche* Wirkung bei allen Stellungen des Hebels 21 beibehält.
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Bei der Ausbildung' der Schalteinrichtung nach Abb. 4 ergeben sich
für die Handhabung folgende Möglichkeiten. Zunächst ist es möglich, bei jeder Gangstufe
durch Herunterdrücken des Fingerknopfes23 die Blockierung einzuschalten. Es genügt
.dabei ein einmaliger Druck, der Knopf braucht also nicht ständig niedergedrückt
gehalten zu werden. Der Erfolg kann dem Fahrer dadurch kenntlich gemacht werden,
daß der Knopf 23 bei eingeschalteter Blockierung weiter herausspringt
als
bisher. Der Gangwechsel kann jederzeit durch eine Bewegung des Hebels 21 vorgenommen
werden; wird während des Gangwechsels der Knopf 23 niedergedrückt, so stellt sich
die neue Gangstufe selbsttätig mit Blockierung wieder ein, wird dagegen beim Gangwechsel
kein Druck auf den Knopf 23 ausgeübt, so stellt sich .die neue Gangstufe unblockiert
ein. Die Aufhebung der Blockierung bei gleichbleibender Gangstufe kann dadurch herbeigeführt
werden, daß der Hebel ei auf die Mitte des Weges bis zur nächsthöheren Gangstufe
und zurückgeführt wird, ohne daß der Knopf a3 dabei berührt wird. Eine Umschaltung
der Getriebestufen erfolgt dann noch nicht, wohl aber eine Entblockung durch das
Auflaufen der Rolle 26 auf die Zahnkrone des nächsten Zahnes an der Keilverzahnung
.25. Es ergibt sich also bei der Ausführungsform nach Abb. 4. eine besonders einfache
Handhabung und eine Vielzahl von Schaltmöglichkeiten, die allen Anforderungen des
Betriebes entsprechen.
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Zu erwähnen ist noch, daß bei den bisher geschilderten Ausführungsformen
das Betätigungsmittel (q. oder 14 oder 24.) für die Blockierung mit einer auswählenden
Vorrichtung verbunden sein muß, die dafür sorgt, daß die Schaltbewegung sich lediglich
auf die Kupplung der jeweils eingestellten Gangstufe, nicht aber auch auf die anderen
Kupplungen auswirkt. Diese Vorrichtungen sind in den bisher beschriebenen Abb. 1
bis :I nicht gezeigt, da sie bereits bekannt sind. Es läßt sich nun noch eine weitere
Vereinfachung der Schalteinrichtungen des Getriebes dadurch erzielen, daß die Auswahleinrichtung
für. das Betätigungsmittel :der Kupplungsblockierung und die Einrichtung zur Verbindung
des Betätigungsmittels der Kupplungsblockierung mit dem Betätigungsmittel der Gangschaltung
nach den bereits geschilderten Aufgaben der Erfindung miteinander verbunden werden.
Ein Beispiel hierfür ist in den Abb. 5 und 6 dargestellt, von denen Abb. 5 eine
Seitenansicht und Abb. 6 eine Stirnansicht zeigt. Der Aufbau dieses Ausführungsbeispiels
ähnelt weitgehend dem Beispiel nach Abb. 4.. Der. Schalthebe131 zur Betätigung der
Gangsteuerwelle 32 trägt also am Handgriff ebenfalls einen Druckknopf 33 zur Beeinflussung
der Blockiereinrichtung. Der wesentliche Unterschied liegt darin, daß .die mit der
Nabe des Hebels 31 verbundene Keilverzahnung 35 nicht nur mit einer einzigen Schaltstange
zur Kupplungsblockierung zusammenwirkt, sondern mit einer Mehrzahl von Schaltstangen
34, die nebeneinander im gleichen Abstande von der Achse 32 angeordnet sind. Bei
dem Beispiel handelt es sich um ein vierstufiges Getriebe, dementsprechend sind
vier Schaltstangen vorgesehen, die alle die in Abb. 5 gezeigte gleiche Einrichtung
aufweisen und deren Anordnung aus Abb. 6 ersichtlich ist. Jede Schaltstange 3:1
trägt eine Kopfplatte 37, die durch eine Sperrklinke 38 in der gezeigten Lage gehalten
werden kann. Die vier Kopfplatten 37 der vier Schaltstangeii 34. sind in Abb. 6
sichtbar. Die Schaltstangen 34. werden durch die Federn 39 nach außen gedrückt.
Die Sperrklinken 38 halten die Schaltstangen in der Ausschaltstellung; «-erden die
Sperrklinken durch einen Druck auf den Druckknopf 33, der sich auf den Stößel .Io
überträgt, ausgerückt, so können sich die Schaltstangen. 34. nach .außen bewegen
und dadurch die Blockierung bewirken; ihre Bewegung wird aber gleichzeitig begrenzt
und geregelt durch die Keilverzahnung 35, die bei dem dargestellten Beispiel lediglich
zwei Zähne aufweist. Mit den beiden Zähnen 35 wirken die Rollen 36 zusammen; auf
jeder Kopfplatte 3 7 befindet sich eine derartige Rolle 36.
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Die Wirkungsweise des weiteren Ausführungsbeispiels nach Abb. 5 und
6 ergibt sich aus der Darstellung von selbst. Eine Betätigung des Druckknopfes 33
kann immer nur die Klinke 38 für diejenige Kuppelstange 34. lösen, die der am Hebel
31 eingeschalteten Gangstufe entspricht. Es kann also nur eine Kupplung jeweils
blockiert werden. Die Entblockung dieser Kupplung erfolgt selbsttätig bei jeder
Bewegung des ttebeis 31 auf eine benachbarte Gangstufe. Wird bei dieser Bewegung
der Knopf 33 niedergedrückt gehalten, so findet bei der neu eingeschalteten Gangstufe
ebenfalls die Blockierung statt, da dann der Stößel 4.o schon kurz vor dem Erreichen
der neuen Gangstufe die Klinke 38 dieser neuen Gangstufe nach außen abweist. Die
Wirkungsweise und .die Bedienungsweise entspricht also vollständig dein Beispiel
nach Abb.:I. Der Unterschied besteht also lediglich darin, daß eine einzige Vorrichtung
gleichzeitig zur Erzielung der bei Abb. 4 erläuterten Wirkungen und zur Auswahl
der jeweils der Blockierung zu unterwerfenden Kupplung dient.
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Bei den bisher beschriebenen Beispielen ist 3avon ausgegangen, daß
zur Betätigung der Stufenschaltungen ein Handhebel und eine Hauptschaltwelle dient.
Selbstverständlich ist der Erfindungsgedanke auch ausführbar bei jeder anderen Antriebsart
für die Schalteinrichtung des Getriebes, also auch beispielsweise bei Schaltstangen,
die in. der Richtung ihrer Achse bewegt werden, oder bei Schalteinrichtungen, die
durch Hilfskräfte beispielsweise hydraulisch bewegt «-erden. Die entsprechende Abänderung
der anzuwendenden Mittel ergibt sich dabei von selbst. In vielen Fällen tritt sogar
eine wesentliche Vereinfachung der baulichen Anordnung ein. Ein Beispiel hierfür
ist in Abb. 7 dargestellt. Es
handelt sich um ein vierstufiges Getriebe,
bei dem die Stufenschaltung durch eine Schaltstange 41 bewirkt wird, deren Antrieb
beispielsweise hydraulisch erfolgen kann. Eine weitere Schaltstange 43 ist zur Schaltung
der Blockiereinrichtung vorgesehen. Zur Blockierung der vier Kupplungen des Getriebes
dienen vier Antriebsstangen 44, die durch die Federn 49 mit ihren Fühlrollen 46
gegen die Unterfläche der Schaltstange 41 gepreßt werden. Diese Unterfläche dient
als Keilverzahnung, und zwar wird @die Keilwirkung lediglich durch eine einzige
Zahnlücke 45 erreicht. Die Schaltstange 43 trägt vier Keilflächen 48, die mit vier
Nasen 47 an .den Körpern 44 zusammenwirken. Wird die Schaltstange 43 aus der gezeichneten
Stellung nach rechts verschoben, so werden alle Betätigungsstangen 44 in derAusschaltstellung
mit Sicherheit gehalten. Soll die Blockierung durchgeführt werden, so wird die Schaltstange
43 in die gezeichnete Stellung gebracht. Es kann dann nur diejenige Stange 44 die
zur Blockierung der zugehörigen Kupplung nötige Bewegung ausführen, die gerade der
Zahnlücke 45 gegenüberliegt. Bei jeder Bewegung der Schaltstange 44 .also bei jeder
Umschaltung.des Getriebes von einer Stufe zur anderen, erfolgt dagegen selbsttätig
das Entblocken der bisher blockierten Kupplung und die Einschaltung der Blockierung
für die Kupplung .der anschließenden Stufe. Die beabsichtigte Wirkung wird also
auch in diesem Falle mit besonders einfachen Mitteln erreicht. Der Antrieb der Steuerstange
43 kann bei dieser Ausführungsform sowohl von Hand als auch durch eine Hilfskraft,
beispielsweise durch eine Druckknopfsteuerung, erfolgen.