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Getriebeschaltung, insbesondere für allradangetriebene Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine Getriebeschaltung, insbesondere für allradangetriebene
Kraftfahrzeuge od, dgl., mit mehreren, unterschiedliche Wirkungen voneinander unabhängiger
Aggregate hervorrufenden Schaltorganen.
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Bei allradangetriebenen Kraftwagen ist es üblich, außer dem normalen
Getriebe noch ein Verteilergetriebe zu verwenden, von dem aus die Achsen angetrieben
werden, und in das noch ein besonderer Geländegang eingebaut ist.
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Da die Drehmomente nicht in dem durch das Verteilergetriebe gegebenen
festen Verhältnis auf die Fahrbahn übertragbar sind und ein Ausgleich der Restmomente
durch Reifenschlupf und Walkarbeit bei gleichzeitig in den Antriebsorganen auftretenden,
zu Verspannungen der Übertragungsorgane und infolgedessen zu höherer Beanspruchung
führenden Restkräften vermieden werden soll, wird im Verteilergetriebe ein Ausgleichgetriebe
angewendet. Dieses verteilt in Ab= hängigkeit von den Fahrbahnverhältnissen, der
Schwerpunktlage der Last usw. das vom Wechselgetriebe eingeführte Drehmoment auf
die Antriebsachsen.
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Bei Anwendung eines Ausgleichgetriebes im @7erteilergetriebe ist immer
dasjenige Rad des
Fahrzeuges mit dem schlechtesten Kraftschluß zur
Fahrbahn für die Größe der übertragbaren Vortriebskraft bestimmend. Um diese Wirkung,
insbesondere für das Fahren in morastigem oder sandigem Gelände, auf Schnee od.
dgl. aufheben zu können, ist eine Sperrmöglichkeit für das Ausgleichgetriebe vorgesehen.
Die dadurch erzielbare Abschaltung des Ausgleichgetriebes hat nur so lange zu dauern,
bis das oder die durchschlüpfenden Räder wieder Haftreibung finden. Allein zur Getriebeschaltung
sind demnach bei der üblichen Hebelschaltung drei oder noch mehr Schalthebel erforderlich,
nämlich ein Schalthebel für das Wechselgetriebe, ein Schalthebel für das Verteilergetriebe
zur Umschaltung vom Straßengang auf den Geländegang oder umgekehrt, ein Betätigungshebel
für die Sperrvorrichtung zum Ausgleichgetriebe und bei Kippern, Fahrzeugen mit Zapfwelle
od. dgl., ein weiterer, d. h. vierter Betätigungshebel für den Außenantrieb. Die
räumliche Anordnung dieser vier Hebel ist -außerordentlich schwierig. Außerdem wirkt
die Anordnung so vieler Hebel auf den Fahrer verwirrend.
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Es ist bereits bekannt, zur Bedienung der Gangschaltung ein und desselben
Getriebes soviel pneumatisch oder elektrisch wirkende Druckknöpfe vorzusehen, wie
Gänge vorhanden sind. Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die
vorerwähnten Betätigungsmittel so anzuordnen, daß der Fahrersitz wahlweise auf der
rechten oder linken Seite des Fahrzeuges eingesetzt werden kann. Dies - ist jedoch
bei den bisher üblichen Geländewagen nicht möglich, da diese eine räumliche Verlagerung
der Betätigungsmittel ohne eine grundsätzliche Änderung des Fahrzeugtyps nicht zulassen.
Diese Schwierigkeit wird der Erfindung gemäß dadurch behoben, daß unter Beibehaltung
des in an sich bekannter Weise in der Mitte des Fahrzeugraumes angeordneten Schalthebels
für das normale Wechselgetriebe sowohl die Gangschaltung (Straße, Gelände) des Verteilergetriebes
als auch die Steuerung einer die Wirkung des Ausgleichs (Ausgleichgetriebe) zwischen
Vorder- und Hinterachse aufhebenden Sperr- oder Hemmvorrichtung in Abhängigkeit
von der' Betätigung von Druckknöpfen erfolgt.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß bei eingeschaltetem
Geländegang in Abhängigkeit von der Stellung der Schaltmittel desselben eine Kontrollampe
aufleuchtet. Zu selbsttätigen Getriebeschaltungen wurden bereits optische Ganganzeigemittel
vorgeschlagen, die ausnahmslos für jeden eingeschalteten Gang wirksam sind. Im Gegensatz
dazu wird durch die Anordnung gemäß der Erfindung nur ein einziger außergewöhnlicher
Schaltgang optisch zur Anzeige gebracht. Dadurch wird ein Ermüden der Aufmerksamkeit
des Fahrers, die im allgemeinen bei einer optischen Darstellung des jeweils eingeschalteten
Ganges eintritt, vermieden.
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Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt,
und zwar zeigt Fig. i ein Schaltschema der Einrichtung nach der Erfindung, Fig.
2 einen Druckknopfschalter, Fig. 3 einen Druckluftschalter für das Verteilergetriebe,
Fig.4 ein vom Druckluftschalter gemäß Fig. 5 beeinflußbares Hebelgetriebe, Fig.
5 einen Druckluftschalter für das Ausgleichgetriebe und Fig.6 einen Mittellängsschnitt
durch das Verteilergetriebe.
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Auf dem nicht gezeigten Armaturenbrett ist ein Druckknopfschalter
i (Fig. i, 2) befestigt. Dieser ist aus einem Gehäuse 2, einem Ventil 3, einem j
Stößel 4 und einem Druckknopf 5 zusammengesetzt. Das Ventil 3 wird in seiner Ruhelage
durch eine Feder 6 gegen einen Ventilsitz 7 gepreßt. Dadurch wird die Verbindung
zwischen dem Eingangskanal 8 und -dem Ausgangskanal 9 des Druckknopfschalters i
unterbrochen. Der Stößel 4 und der Druckknopf 5 werden durch eine gemeinsame Feder
io in der gezeichneten Ruhelage gehalten. An den Eingangskanal 8 des Druckknopfschalters
i ist eine Leitung i i angeschlossen, die unmittelbar oder auch unter gleichzeitiger
Anschaltung weiterer Einrichtungen, z. B. eines Bremsventils i i11 (Fig. i), zu
dem nicht dargestellten Druckluftbehälter führt.
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Mit dem Ausgangskanal 9 des Druckluftschalters i ist eine Leitung
i2 (Fig. i) verbunden, deren freies Ende mit dem Zuführstutzen 13 (Fig. i, 3) des
Druckluftschalters 14 für das Verteilergetriebe 15 (Fig. 6) verbunden ist. Der Druckluftschalter
14 (Fig. 3) besteht aus einem Gehäuse i411, in dessen zylindrischem innerem Teil
16 ein Kolben 17 verschiebbar sitzt. Die dem Druckluftteil des Zylinders abgewandte
Stirnfläche des Kolbens 17 ist zu einem Federbecher 18 erweitert, in dem ein Stößel
i9 geführt ist. Das untere Ende des Stößels ist zu einem Teller 1911 erweitert,
dessen nach außen gerichtete Fläche sich auf dem ballig geformten Kopf 2o des den
Becher 18 mit dem Kolben 17 verbindenden Bolzens abwälzen kann. Auf der nach innen
gewandten Ringfläche des Tellers i911 stützt sich eine Druckfeder 21 ab, deren entgegengesetztes
Ende an das Gehäuse i411 duschragenden und in diesem befestigten Rundstreben 22
anliegt. Das abgerundete Schaftende des Stößels i9 vermag mit den Kerben 23, 23a
einer Schaltwippe 24 zusammenzuarbeiten, die drehfest mit einer im Gehäuse i411
gelagerten Welle 25 verbunden ist. Außerhalb des Gehäuses i411 ist auf der Welle
25 ein Hebel 26 (Fig. 4) festgeklemmt, der durch ein einstellbares und eine Zugfeder
27 in sich einschließendes Schleppglied 28 mit einem Hebel 29 gelenkig verbunden
ist.
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Der Hebel 29 ist ebenfalls auf der Welle 25 in axialer Richtung unverschiebbar,
aber drehbeweglich befestigt. Er kann sich in durch zwei Anschläge 30, 31 gegebenen
Grenzen bewegen. Diese Anschläge sind in Form von durch Schrauben an dem Getriebegehäuse
befestigten
zylindrischen Distanzstücken vorgesehen. Mit dem Hebel2g
ist ein nicht gezeigtes Steuerglied verbunden, das in die Ausnehmung 32 (Fig. 6)
der Schaltmuffe 33 des Verteilergetriebes eingreift. In Fig. 6 ist diese Schaltmuffe
in einer Mittelstellung gezeichnet. Sie müßte aber den Lagen der Hebel 26, 29 (Fig.
4) entsprechend nach rechts verlagert gezeichnet sein. In diesem Falle steht die
Innenverzahnung 34 der Schaltmuffe 33 mit der Verzahnung 35 des Zahnrades 36 im
Eingriff. Die Schaltmuffe 33 selbst steht mit ihren Innenverzahnungen 34, 37 und
38 mit dem als Ritzel 39
ausgebildeten Teil der Antriebswelle des Verteilergetriebes
in ständigem Eingriff, wobei die Verzahnungen 34 bzw. 38 dann mit dem Ritzel
39
außer Eingriff treten, wenn sie mit den ihnen benachbarten Zahnrädern 35
oder 40 in Eingriff gebracht werden. In der vorstehend erwähnten Eingriffslage der
Innenverzahnung 34 der Schaltmuffe 33 mit der Verzahnung 35 des Verteilergetriebes
ist dieses auf Straßengang (i : i) eingestellt. Kämmt hingegen die Innenverzahnung
38 der Schaltmuffe 33 mit der Verzahnung 4o des Zahnrades 41 des Verteilergetriebes,
dann ist der Geländegang desselben (i : 1,6) wirksam.
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Die Wirkungsweise ist wie folgt: In Fig. 3 nimmt der Druckluftschalter
für das Verteilergetriebe eine Stellung ein, die nach Betätigung des Schaltknopfes
zur Einschaltung des Straßenganges vorliegt. In diesem Falle hat der Stößel ig die
Schaltwippe 34 entgegen dem Uhrzeigersinne geschwenkt und dadurch auch den Hebel
26 in die in Fig. 4 ersichtliche Stellung gebracht. Dabei hat der Hebel 26
durch Vermittlung des federnden Schleppgliedes 28 den Kupplungshebel 29 und durch
diesen die Schaltmuffe 33 in eine Lage gebracht, bei der die Innenverzahnung dieser
Schaltmuffe mit der Verzahnung 35 des Zahnrades 36 des Verteilergetriebes kämmt.
Der Straßengang ist eingeschaltet.
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Wird nach Erreichen dieses Schaltzustandes der Druckknopf 5 des Druckknopfschalters
i (Fig. 2) losgelassen, so unterbricht der Ventilteller 3 des Druckknopfschalters
die noch zwischen dem Eingangskanal 8 und dem Ausgangskanal g bestehende Strömungsverbindung.
Dadurch wird der im inneren Teil 16 des Druckluftschalters für das Verteilergetriebe
sowie in der anschließenden Verbindungsleitung 12 zum Ausgangskanal g des Druckluftschalters
befindlichen Druckluft der Weg zum Entweichen durch den Entlüftungskanal 42 (Fig.2)
freigegeben. Hierdurch vermag sich die Druckfeder 21 des Druckluftschalters wieder
zu entspannen. Die Druckfeder drückt den Kolben 17 des Druckluftschalters wieder
nach unten und. nimmt dabei den Stößel ig mit. Hierbei entfernt sich das abgerundete
äußere Ende des Stößels ig von der Kerbe 23 der Schaltwippe und nimmt eine unter
dem Drehbereich des Nockens 43 der Schaltwippe 24 liegende Mittelstellung ein. Diese
Lage ist in Fig. 3 strichpunktiert angedeutet. Solange nun der Druckknopf 5 des
Druckknopfschalters i nicht abermals betätigt wird, bleibt das Verteilergetriebe
auf Straßengang geschaltet eingestellt.
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Soll jedoch das Verteilergetriebe vom Straßengang auf Geländegang
umgeschaltet werden, dann ist der Druckknopf 5 wiederum einzudrücken. Dadurch trifft
der Stößel 4 des Druckknopfschalters i auf dessen Ventilteller 3 und gibt die Verbindung
zwischen dem Eingangskanal 8 und dem Ausgangskanal g frei. Dadurch vermag die Druckluft
(vgl. auch Fig. i) vom Druckluftbehälter über die Leitung i i und den Eingangskanal
8 zum Ausgangskanal g des Druckknopfschalters i zu gelangen und von diesem aus durch
die Leitung 12 über den Zufuhrstutzen 13 in den zylindrischen inneren Teil 16 des
Druckluftschalters für das Verteilergetriebe. Dadurch wird im Druckluftschalter
14 der Kolben 17 angehoben. Der Kolben 17 nimmt den Stößel ig mit, der nun mit seinem
abgerundeten Ende an der Flanke 45 der Schaltwippe entlanggleitend in die Kerbe
23a gelangt, dort festgehalten wird und die Schaltwippe 24 im Uhrzeigersinne verschwenkt.
Dadurch wird der Hebel 26 (Fig. 4) im gleichen Sinne mitgenommen. An dieser Bewegung
nimmt sodann auch der Kupplungshebel 29 teil, indem er durch das federnde Schleppglied
28 aus seiner in Fig. 4 dargestellten Lage in die entgegengesetzte, links liegende
Stellung verlegt wird. Dadurch wird die Verzahnung 34 der Schaltmuffe 33 des Verteilergetriebes
(Fig. 6) mit der Verzahnung 35 des Zahnrades 36 außer Eingriff gebracht. Unmittelbar
darauf folgend kommt die Innenverzahnung 38 der Schaltmuffe 33 mit der Verzahnung
4o des Zahnrades 41 des Verteilergetriebes zum Kämmen. Der Straßengang 36 wird auf
diese Weise abgeschaltet und der Geländegang eingeschaltet. Der Geländegang bleibt
nunmehr so lange eingeschaltet, bis der Druckknopf 5 des Druckknopfschalters 2 (Fig.
2) von neuem betätigt wird.
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Eines der Schaltglieder zur Steuerung des Straßen- und Geländeganges,
z. B. der Kupplungshebel 2g (Fig.4), kann durch ein gelenkig angeordnetes Verbindungsglied
ioo mit dem Schaltarm eines an sich bekannten elektrischen Schalters ioi verbunden
sein, wodurch mittels entsprechender Leitungsverbindungen bei eingeschaltetem Geländegang
eine am Armaturenbrett vorgesehene Lampe, z. B. grün, aufleuchtet. Auf dem nicht
gezeigten Armaturenbrett ist ein zweiter Druckknopfschalter ja (Fig. i, 2) befestigt.
Zum Eingangskanal 8 dieses Druckknopfschalters führt eine Leitung 46, die mit der
vorgenannten Leitung i i in unmittelbarer Verbindung steht. Von dem Ausgangskanal
g des Druckknopfschalters ja führt eine Leitung 47 zum Zuführstutzen 48 eines Druckluftschalters
49 für die Sperre des Ausgleichgetriebes.
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Der Druckluftschalter 49 besteht aus einem Gehäuse 50; in dessen zylindrischem
Innern 51 ein Kolben 52 sitzt. Der Kolben 52 sitzt auf einer Kolbenstange 53, die
im Gehäuse 50 zentrisch geführt ist. Zwischen dem Gehäusedeckel und dem Kolben 52
ist eine Druckfeder 58 gespannt. Auf
dem äußeren Teil der Kolbenstange
53 sitzt auf dessen Stift 54 ein Federteller 55, auf dem eine weitere Druckfeder
56 aufliegt. Das äußere Ende der Kolbenstange 53 durchragt eine weitere Bohrung
eines Hebels 57, der im Bereich der Druckfeder 56 federtellerförmig ausgebildet
ist. Die Druckfeder 56 stützt sich gegen den Federteller des Hebels 57 und ist geneigt,
diesen Hebel entgegen dem Uhrzeigersinn zu schwenken. In der Ruhelage des Druckluftschalters
(Fig.5) genügt jedoch die Spannkraft der Feder 56 nicht, eine solche Bewegung auszulösen,
da sie hierbei auch die Druckfeder 70 im Innern des Druckluftschalters überwinden
müßte. Um ein selbsttätiges Abfallen des Hebels 57 zu vermeiden, sind auf dem äußeren
Ende der Kolbenstange 53 zwei Gegenmuttern auf-und gegenseitig verschraubt, gegen
die sich der Spannung der Feder 56 folgend die Unterseite des Federtellers des Hebeles
57 legt.
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Der Hebel 57 ist auf einer im Verteilergetriebe gelagerten Welle 58
(Fig. 5 und 6) festgeklemmt. Mit der Welle 58 ist ein weiterer Hebel 59 drehfest
verbunden. Das Ende des Hebels 59 läuft in einem Daumen 6o aus, der ständig mit
der Ring= fläche 61 einer Schaltmuffe 62 der Sperrung für das Ausgleichgetriebe
in Berührung steht. Diese Berührung wird durch eine Feder 63 vermittelt, die unmittelbar
auf der Welle 64 des Ausgleichgetriebes sitzt, sich mit dem einen Ende gegen einen
Teil desselben abstützt und mit dem anderen Ende ständig auf den der Ringfläche
61 entgegengesetzten Teil der Schaltmuffe 62 einwirkt. Die Schaltmuffe 62
besitzt eine Außenverzahnung 65, die unter bestimmten Voraussetzungen mit einer
Innenverzahnung 66 des Ausgleichgetriebegehäuses 67 in Eingriff "zu kommen vermag.
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Die Wirkungsweise der Sperrvorrichtung für das Ausgleichgetriebe ist
folgende: Soll das Ausgleichgetriebe unwirksam gemacht werden, so wird der Druckknopf
5 (Fig. 2) des Druckknopfschalters ja (Fig. i und 2) gedrückt. Dadurch wird die
Verbindung zwischen dem Eingangskanal B. und dem Ausgangskanal 9 hergestellt, und
die Druckluft gelangt vom Druckluftbehälter durch die Leitungen 11, 46 zum Druckknopfschalter
ja und von dort durch den Eingangskanal 8 und den Ausgangskanal 9 über die Leitung
47 und den Zuführstutzen 48 (Fig. 5) zum Druckluftschalter 49 für das Ausgleichgetriebe.
Der Kolben 52 wird unter Spannung der Druckfeder 58 nach unten gedrückt. An dieser
Abwärtsbewegung nimmt auch mittels der Stifte 54 der Kolbenstange 53 der Federteller
55 teil, wodurch die Druckfeder 56 gespannt wird und mit vermehrter Kraft auf den
Federteller des Hebels 57 zu drücken vermag. Stehen bei diesem Vorgang die Zahnlücken
der Verzahnung 65 der Schaltmuffe 62 den Zähnen. 66 der Innenverzahnung des Ausgleichgetriebes
gegenüber, so folgt der Hebel 57 unmittelbar der zunehmenden Spannung der Druckfeder
56 und schiebt mittels seines Daumenhebels 59, 6o die Schaltmuffe 62 gemäß -der
Fig. 6 nach rechts. Die Verzahnungen 65, 66 kommen miteinander in Eingriff, was
in hier nicht weiter zu erläuternder Weise die Sperrung des Ausgleichgetriebes zur
Folge hat. Liegen jedoch bei der durch die Kolbenbewegung 52 zunehmenden Spannung
der Druckfeder 56 die Zähne der Verzahnungen 65, 66 einander gegenüber, so bleibt
der Hebel 57 und mit ihm der Daumenhebel 59, 6o so lange in der aus Fig.
5 ersichtlichen Lage, bis durch die sich unterdessen drehenden Teile des Ausgleichgetriebes
entsprechende Lücken der Verzahnung 66 den Zähnen der Verzahnung 65 der Schaltmuffe
62 gegenüberliegen. Tritt dies ein, dann springt die Schaltmuffe 62 mit ihrer Verzahnung
65 in kämmenden Eingriff mit der Verzahnung 66 des Gehäuses des Ausgleichgetriebes.
Das Ausgleichgetriebe ist sodann stillgesetzt. Der Sperrzustand des Ausgleichgetriebes
bleibt so lange bestehen, wie der Druckknopf 5 (Fig. 2) niedergedrückt bleibt. Wird
der Druckknopf 5 freigegeben, so trennt der von diesem gesteuerte Ventilteller 3
die Verbindung zwischen dem Eingangskanal 8 und dem Ausgangskanal 9 des Druckknopfschalters,
so daß die im Zylinder 5 i des Gehäuses 5o des Druckluftschalters 49 und der diesen
mit dem Druckknopfschalter 2 verbindenden Leitung 47 stehende Druckluft durch den
Ausgangskanal 42 des Druckknopfschalters entweicht. Dabei entspannt sich, dem abnehmenden
Überdruck im Zylinder 51 folgend; die Druckfeder 58 und schiebt den Kolben 52 wieder
in die aus Fig. 5 ersichtliche Lage zurück. Tritt nach dem Niederdrücken des Druckknopfes
5 (Fig. 2) und der dadurch eintretenden Entspannung der Druckfedern 58, 56
ein Kraftrichtungs-, d. h. Geschwindigkeitswechsel des Getriebes, z. B. Gaswegnehmen,
ein, so wird das Ausgleichgetriebe unter dem Einfluß der sich ebenfalls entspannenden
Druckfeder 63 (Fig.6) wieder eingeschaltet. Dies geschieht dadurch, daß die Entspannungskräfte
der Feder 63 die Schaltmuffe 62 wieder nach links (gemäß Fig.6) verschieben und
dadurch deren Verzahnung 65 mit der Innenverzahnung 66 des Ausgleichgetriebegehäuses
außer eingriff bringen.