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Schaltvorrichtung mit einem Schalthebel für Zahnräderwechselgetriebe,
insbesondere für Kraftfahrzeuge Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung
mit einem Schalthebel für ein Wechselgetriebe; insbesondere für Kraftfahrzeuge.
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Die bekannten Wechselgetriebe mit Kulissenschaltung arbeiten in der
Weise, daß durch Bewegen eines Hebels in parallel zueinander liegenden Schlitzen
oder Rasten (Kulissen) ein Übertragungsglied in seine wirksame Lage, d. h. ein Zahnradpaar
in Eingriff, gebracht wird, während alle anderen ausgerückt bleiben.
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Die vorliegende Erfindung betrifft dagegen Getriebe, bei denen für
jeden Gang zwei Übertragungsglieder in wirksamer Lage sein müssen. Die Erfindung
besteht nun darin, daß die Übertragungsglieder zu zwei Gruppen zusammengefaßt sind
oder nur zwei Übertragungsglieder benutzt sind und diese durch einen einzigen Schalthebel
in der Weise bewegt werden, daß der eine Teil der Übertragungsglieder beim Bewegen
des Schaltliebels in einer Richtung, der andere Teil durch Bewegen desselben in
annähernd dazu rechtwinkliger Richtung in die eine oder andere wirksame Lage gebracht
wird.
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Diese Schaltung ermöglicht, den Schalthebel -ebenfalls in einer Kulissenschaltraste
zu bewegen. Sie macht eine Leerlaufsicherung überflüssig, wie sie bei den anderen
Getrieben nötig ist, und können hierdurch vier Gänge in einer Richtung mit nur drei
Zahnradpaaren erzielt werden. In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch in
zwei Ausführungsformen dargestellt. Abb. i ist ein Längsschnitt.
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Abb. z ist eine Draufsicht, Abb. 3 ein Schnitt nach der Linie A-B
der Abb. z.
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Abb. q. zeigt die Schaltkulisse.
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Die Abb. 5, 6 und 7 zeigen eine Ausführungsform des Wechselgetriebes
für Motorräder, und ist Abb. 5 ein Längsschnitt, Abb. 6 eine Draufsicht, Abb. 7
die Schaltkulisse.
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In der ersten Ausführungsform steht die treibende Welle i mit der
getriebenen Welle z dadurch in Verbindung, daß letztere an dem der Welle i zugekehrten
Teile axial ausgebohrt ist, um das entsprechend abgesetzte Ende der treibenden Welle
i aufnehmen zu können. Auf dem abgesetzten Wellenende ist zwischen seinem Übergang
zum stärkeren Wellenteil und dem ausgebohrten Ende der getriebenen Welle 2, ein
Zahnrad 5 lose drehbar, aber nicht verschiebbar angeordnet. Auf der treibenden Welle
i ist ein kleineres Zahnrad 3, auf der getriebenen Welle 2 ein größeres Zahnrad
7 vorgesehen. Diese beiden Zahnräder 3 und 7 sind im Gegensatz zu dem Zahnrad 5
auf den als Vierkant ausgebildeten Wellen i und 2 verschiebbar, aber undrehbar angeordnet.
Das mittlere Zahnrad 5 besitzt auf beiden Seiten Mitnehmerklauen 9 und io, die Zahnräder
3 und 7 auf den dem Zahnrade
5 zugekehrten Seiten Mitnehmerklauen
ii bzw. r2. Auf einer parallel zu den gleichachsigen Wellen i und 2 angeordneten
Welle sind drei Zahnräder 4, 6 und 8 fest miteinander verbunden, die mit den Zahnrädern
3, 5 und 7 in Eingriff stehen.
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Die vier Gänge werden durch folgende Stellungen der ÜUbertragungsglieder
erzielt: Direkter oder vierter Gang: Die Klauen io, i2 einerseits und 9, 11 anderseits
sind miteinander in Eingriff. Die Vorgelegewelle läuft leer mit.
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Dritter Gang: Die Welle i treibt durch das Zahnrad 3 und die in Eingriff
stehenden Klauen io, i2 das Zahnrad 5, das durch die Zahnräder 6, 8 und 7 auf die
Welle 2 wirkt.
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Zweiter Gang: Die Kraftübertragung erfolgt durch die Zahnräder 3,
4, 6 und 5, die in Eingriff stehenden Klauen 9 und i i über das Zahnrad 7 auf die
Welle 2.
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Erster Gang: Kraftübertragung erfolgt von der Welle i durch die Zahnräder
3, 4, 8 und 7 auf die Welle 2.
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Die bei Kraftfahrzeugen nötige Umkehrung des Drehsinns der getriebenen
Welle für die Rückwärtsfahrt bewirkt ein in der Abb. i gestrichelt gezeichnetes,
mit dem Zahnrad 4 in Eingriff stehendes Zahnradpaar 13, in das das Zahnrad 3 nach
Weiterentfernen von 5 eingreift. Infolge der beiden Schaltmöglichkeiten des Zahnrades
7 erhält man zwei Rückwärtsgänge.
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Das Getriebe arbeitet also nur mit zwei Übertragungsgliedern, Zahnrad
3 und Zahnrad 7. Von diesen hat das Zahnrad 7 zwei wirksame Lagen: Zahneingriff
mit Zahnrad 8, Klaueneingriff mit Zahnrad 5. Zahnrad 3 hat dagegen drei wirksame
Lagen: Klauenkupplung mit Zahnrad 5, Zahneingriff mit Zahnrad 4, Zahneingriff mit
Zahnrad 13.
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Die Schaltvorrichtung des Getriebes zeigt die Draufsicht Abb. 2, in
der vom Radsatz nur die oberen drei Zahnräder 3, -5 und 7 dargestellt sind und der
Schalthebel 2o im Schnitt erscheint.
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Die Verschiebung des einen übertragungsgliedes, des Zahnrades 7, erfolgt
durch die auf der Schaltwelle 16 verschiebbare Muffe 17. Diese greift mit der Schaltgabel
18 in die Nut 14 des Zahnrades 7. Außerdem besitzt sie eine Nut ig, in welcher der
Schalthebel 2o quer beweglich eingreift, so daß bei Längsbewegung des Schalthebels
die Muffe verschoben wird und das Übertragungsglied, Zahnrad 7, in die eine oder
die andere wirksame Lage gebracht wird.
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Die Bewegung des anderen übertragungsgliedes, des Zahnrades 3, bewirkt
die auf der Schaltwelle 21 verschiebbare Muffe 22, die durch die Schaltgabel 23
in die Nut -15 des Zahnrades 3 greift. Die Bewegung der Muffe 22 erfolgt
durch den um den Bolzen 24 drehbaren Winkelhebel 25, in dessen Gabel 26 der Schalthebel
2o längsbeweglich eingreift, während das andere gabelförmige Ende 27 auf den an
der Muffe 22 fest angeordneten Stift 28 wirkt. Dieses Übertragungsglied, Zahnrad
3, wird also durch Querbewegen des Schalthebels in seine zwei bzw. drei wirksamen
Lagen gebracht.
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Abb.3 zeigt die Schaltvorrichtung nach Schnitt A-B. Der Schalthebel
2o ist mittels der Büchse 29 auf der Welle 30 verschiebbar und drehbar und
wird durch den abgebrochen gezeichneten Handhebel 31 bewegt. Der Schalthebel2o trägt
zwei kugelig ausgebildete Augen 32 und 33. Von diesen liegt 32 zwischen dem Gabelende
26 des Winkelhebels 25, während 33 sich in der Nut ig der Schalt-Muffe 17 bewegt.
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Die Wahl der Quer- und Längsbewegung des Bedienungshebels für die
Bewegung der beiden Übertragungsglieder gestattet, die Raste für denselben so auszubilden,
wie sie von den anderen Getrieben her als Kulisse bekannt ist. Dadurch ist eine
besondere Feststellvorrichtung für das querbewegte übertragungsglied überflüssig.
Außerdem ist der eingeschaltete Gang oder Leerlauf durch die Stellung des Schalthebels
in der Kulisse deutlicher erkennbar, und die Bewegungen beim Schalten sind den bei
Kraftfahrzeugen fast allgemein üblichen angepaßt.-Eine solche Schaltkulisse für
das in den Abb. i, 2 und 3 dargestellte Getriebe zeigt Abb.4 in der Stellung, wie
sie über der in Abb. 2 gezeichneten Schaltvorrichtung angebracht ist. In ihren Aussparungen
liegt der Handhebel 31. Dieser ist zunächst in Richtung 34, 35 und 36 beweglich
und schiebt dabei auf der Welle 30 die Büchse 29 und den Schalthebel 2o, dessen
Auge 33 in der Nut ig gleitet, während Auge 32 durch Vermittlung des Winkelhebels
25, der Schaltmuffe 22 und der Schaltgabel 23 das übertragungsglied, Zahnrad 3,
so bewegt, daß dieses bei Handhebelstellung 36 in Klaueneingriff io, 12, mit Zahnrad
5, bei 35 in Zahneingriff mit Zahnrad 4 und bei 34 in Zahneingriff mit
13 sich befindet.
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Aus jeder dieser drei Stellungen wird durch Drehen des Handhebels
31 und der mit ihm verbundenen Büchse 29 und des Schalthebels 2o um die Welle 3o
durch das Auge 33, die Schaltmuffe 17 und Schaltgabel 18 das Zahnrad 7 so bewegt,
daß dieses bei den Handhebelstellungen 34, 35 und 36 in keiner wirksamen Lage, bei
den Gangstellungen IV, II, RII des Handhebels in Klauenkupplung 9;11 mit Zahnrad5,bei
den GangstellungenIII, 12
I, RI dagegen in Zahneingriff mit dem Zahnrad 8
sich befindet. Bei dieser Längsbewegung
des Bedienungshebels gleitet
das Auge 32 in der Aussparung der Gabel z6 des Winkelhebels 25.
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Somit entsprechen die auf der Kulisse angegebenen Gangstellungen den
weiter vorn aufgezählten vier -Vorwärts- und zwei Rückwärtsgängen. Bei Stellung
des Handhebels in der durch 34, 35 und 36 gekennzeichneten Aussparung ist das verschiebbare
Zahnrad 7 in keiner wirksamen Lage und somit das Getriebe in Leerlauf. Bei den Handhebelstellungen
zwischen 34, 35 und 35, 36 ist das verschiebbare -Zahnrad 3 ausgerückt, was
jedoch nicht von Bedeutung ist, da das Getriebe bereits im Leerlauf ist, wenn der
Handliebel sich an diesen Stellen befindet.
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Eine weitere Ausführungsform des Getriebes, hauptsächlich für Motorräder
bestimmt, ist in den Abb. 5, 6 und 7 dargestellt. Diese zeigt, daß die Art der Schaltung,
ob durch Zahnräder, Klauen- oder Reibungskupplungen, für die Erfindung unwesentlich
ist.
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Abb. 5 zeigt den Radsatz des Getriebes im Schnitt. 37 ist die vom
Motor angetriebene Welle, 38 die gleichachsige Hohlwelle, die durch Kette oder Riemen
nach dem Hinterrade treibt. Die Gangschaltung wird durch zwei Übertragungsglieder,
die Schaltringe 45 und 46, bewirkt. Von diesen sitzt Schaltring 45 undrehbar, aber
axial verschiebbar auf der Welle 37 und kuppelt diese durch Eingriff in die entsprechenden
Klauen der Zahnräder mit Zahnrad 39 oder 42. In der gezeichneten Stellung ist das
Übertragungsglied nicht in einer wirksamen Lage. In gleicher Weise kuppelt der ebenfalls
außer Eingriff gezeichnete Schaltring 46 die Hohlwelle 38 mit Zahnrad 4a oder 44.
An der Nebenwelle greift der ausgerückt gezeichnete Kickstarter 47 nach Eingriff
der beiden Schnappzahnkränze 48 und 49 an.
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Abb. 6 zeigt die Schaltvorrichtung des Getriebes in der Draufsicht.
Sie gleicht der in Abb.2 dargestellten. Das Schaltglied 50 bewegt den Schaltring
45, wenn der Schalthebel querbewegt wird. Das Schaltglied 51
schiebt den Schaltring
46 und wird durch den Winkelhebel 52 bei Längsbewegung des Schalthebels bewegt.
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Abb.7 stellt die zugehörige Schaltkulisse dar in der Stellung, wie
sie über der in Abb. 6 gezeichneten Schaltvorrichtung liegt. Da der Schalthebel
als Kugelschalthebel ausgebildet ist und sein Kugelgelenk zwischen der Kulisse und
dem unteren Ende des Schalthebels liegt, das die Schaltbewegungen im Gehäuse bewirkt
(vgl. Abb.3), sind die Stellungen des Hebels in der Kulisse stets jenen entgegengesetzt.
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In Richtung 54-55 bewegt, verschiebt der Schalthebel das Schaltglied
5o und den Schaltring 45 derart, daß die Welle 37 bei Stellung des Schalthebels
in 54 mit dem Zahnrad 39, bei Stellung in 55 mit dem Zahnrad 42 gekuppelt ist. -Wird
der Schalthebel in Richtung I-II oder III-IV bewegt, so verschiebt er unter Vermittlung
des Winkelhebels 52 das Schaltglied 51 und den Schaltring 46 in der Weise,
daß die Hohlwelle 38 bei Schalthebelstellungen in II oder IV mit dem Zahnrad 42,
in I oder III mit dem Zahnrad 44, in Aussparung 54 55 mit keinem von beiden gekuppelt
ist. Auf diese Weise ergeben sich die durch Bezeichnung auf der Kulisse kenntlich
gemachten vier Gänge.
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In beiden Ausführungsbeispielen sind Getriebe mit drei Zahnradpaaren
dargestellt. Die beschriebene Schaltung ist jedoch auch bei mehreren Zahnradpaaren
anwendbar. Für die Beschreibung wurde nur ein einfacher Fall gewählt. Aus demselben
Grunde sind in beiden Beispielen nur zwei Übertragungs-. glieder vorhanden, die
in verschiedene wirksame Lagen gebracht werden können. Es könnten aber auch mehr
Übertragungsglieder, selbst für jede Kraftübertragung ein besonderes, benutzt werden;
dieselben könnten alle oder zum Teil auf der Vorgelegewelle liegen usw. Aber jedes
Übertragungsglied wird nur durch eine der beiden annähernd rechtwinklig zueinander
liegenden Bewegungen in wirksame Lage gebracht.