DE934684C - Schaltvorrichtung fuer Wechselgetriebe mit vor- oder nachgeschalteter Kupplung, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

• Schaltvorrichtung für Wechselgetriebe mit vor- oder nachgeschalteter Kupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung für Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit vor- oder nachgeschalteter Kupplung und einer Einrichtung, durch welche die Kupplung vor dem Ausschalten eines Ganges ausgerückt und nach dem Einschalten eines anderen Ganges eingerückt wird.
• Es sind Schaltvorrichtungen bekannt, bei welchen das Schaltgestänge unmittelbar an eine Kurvenscheibe angelenkt ist, welche mittels ihrer Kurvenführung einen Kupplungshebel verstellt, so daß das Schaltgestänge zugleich mit dem Ein- und Ausrücken der Kupplung verstellt wird, Dies hat zur Folge, daß mindestens der Beginn und das Ende der Schaltbewegung der Getriebeglieder unter Last erfolgt.
• r Des weiteren sind Konstruktionen mit hydraulischer Schaltung bekannt, bei welcher das Kuppeln und Schalten in Abhängigkeit von der Stellung eines Schaltschiebers für ein hydraulisches Mittel stattfindet. Eine solche hydraulische Schaltung ist jedoch verhältnismäßig kompliziert, teuer und nicht in allen Fällen erwünscht.
• Die Erfindung bezweckt demgegenüber eine Schaltvorrichtung, welche ein nacheinander erfolgendes Schalten von Kupplung und Getriebegängen mit möglichst einfachen und zuverlässigen Mitteln ermöglicht, und besteht darin, daß das die Gangschaltung bewirkende Hauptschaltgestänge und das die Kupplungssteuerung bewirkende Gestänge mechanisch an die gleiche Welle angeschlossen sind, wobei das Hauptschaltgestänge mittels einer Kurvenscheibe z. B. unter Verwendung einer in einen Schlitz derselben eingreifenden Tastrolle, verstellt wird, und die Kurve der Kurvenscheibe zwei kreisförmige Endabschnitte mit verschiedenem Radius und einem die beiden Endabschnitte verbindenden Zwischenabschnitt aufweist, derart; daß das Hauptschaltgestänge nur vom mittleren Abschnitt der Kurve betätigt wird, während das die Kupplungssteuerung bewirkende Gestänge während der gesamten Bewegung der Kurvenscheibe oder nur beim Ablauf des Hauptschaltgestänges im Bereich der Endabschnitte verstellt wird.
• Durch die Erfindung ist es möglich, das Kupplungssteuergestänge und das Gangschaltgestänge trotz des mechanischen. Anschlusses an die gleiche, vom Schalthebel verstellte Welle derart zu betätigen, daß die Gangverstellung durch eine von der Kupplungsverstellung gesonderte Kurvenscheibe bewirkt wird. Die Kupplungssteuerung kann hierbei durch einen Hebel auf der Welle, also stetig betätigt werden, wobei das Ein- und Ausrücken der Kupplung z. B: durch einen entsprechend gesteuerten Steuerschieber vermittelt wird. Hierdurch ist es möglich, zunächst die Kupplung auszurücken, hierauf die Getriebeglieder zum Gangwechsel zu verstellen und hierauf die Kupplung wieder einzurücken. Eine Verstellung der Getriebeglieder unter Last wird dadurch vollständig ausgeschlossen.
• Vorzugsweise wird ferner die gemeinsame Welle von der z. B. an der Lenksäule angeordneten Schaltbedienungswelle über ein Gestänge verstellt, wenn die Schaltbedienungswelle axial verschoben wird, während das Gassenwahlgestänge an die Schaltbedienungswelle unabhängig von der Kupplungsbetätigung derart angeschlossen ist, daß es durch Drehen der Schaltbedienungswelle verstellt wird. Die Verstellung des Kupplungssteuerorgans ist in diesem Fall völlig unabhängig von der Wahl der Schaltgasse, so daß letztere ohne Beeinflussung der Kupplung vorgenommen werden kann.
• Bei .an sich bekannter Betätigung der Kupplung auf hydraulischem Wege ist ein Steuerschieber vorgesehen, welcher bei Einstellung :des Getriebeschaltgliedes auf eine Mittelstellung zwischen den Gängen ebenfalls auf eine Mittelstellung eingestellt wird und dadurch die Schaltflüssigkeit zum Steuerzylinder der Kupplung unter Ausrückung derselben leitet, während er bei Einstellung des Getriebeschaltgliedes auf einen der Gänge in eine Endstellung verschoben wird und dadurch den Steuerzylinder der Kupplung zum Einrücken derselben mit der Ableitung verbindet.
• Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigt Fig. I ein Schaltschema der Gesamtanordnung, Fig. 2 ein Schema für die Bedienung des Handschalthebels, Fig. 3 die Vorrichtung zur gemeinsamen Betätegung des Hauptschaltgestänges einerseits und des Steuerzylinders für die Kupplung andererseits, Fig. 4 ein Schema für die Wirkungsweise der Kupplungsbetätigung bei Einstellung der Schaltung auf Leerlauf, Fig. 5 die Stellung des Steuerschiebers nach Fig. 4 bei eingerücktem I., III. und Rückwärtsgang, Fig. 6 die Stellung des Steuerschiebers im II. und IV. Gang.
• In der Zeichnung ist Io die vom Motor angetriebene Welle, z. B. das Ende der Motorkurbelwelle, II eine Strömungskupplung, welche über die Welle i 2 und eine Reibungskupplung I3 das Wechselgetriebe I4 antreibt, das seinerseits über eine Abtriebswelle 15 z. B. mit den Fahrzeugrädern eines Kraftfahrzeuges verbunden ist.
• Die Reibungskupplung 13 wird durch einen Hebel I 6 bedient, der mit einem Kolben 17 in einem Zylinder 18 verbunden ist, derart, daß bei Verschiebung des Kolbens 17 nach links die Kupplung 13 ausgerückt wird, während das Einrücken durch Verschieben des Kolbens 17 nach rechts unter der Wirkung einer Feder i 9 erfolgt. Der Arbeitsraum 2o des Kupplungszylinders 18 ist durch eine Leitung 2I mit dem Steuerzylinder 22 verbunden. In dem Steuerzylinder 22 bewegt sich der Steuerschieber 23 mit zwei ringförmigen Steuernuten 24 und 25 und einer Längsnut 26. Das vom Steuerschieber 23 gesteuerte Druckmittel wird aus einem Behälter 27, welcher auch z. B. der Ölsumpf der Antriebsmaschine sein kann, durch eine Pumpe 28 und eine Druckleitung 29, die sich in Zweigleitungen 30 und 3I gabelt, zum Steuerzylinder 22 gefördert. Ein Überdruckventil 32 kann von der Pumpe 28 überschüssig gefördertes Drucköl über eine Rückleitung 33 zum Behälter 27 zurückführen.
• Außerdem führen von dem Steuerzylinder 22 eine mittlere Rückleitung 34 sowie zwei Leckölleitungen 35 und 36 zum Behälter 27 zurück.
• Das Schaltgestänge für das Wechselgetriebe 14 wird durch einen Schalthebel 37 bedient, der in an sich bekannter Weise z. B. in einem Lager 38 an der Lenksäule 39 derart gelagert ist, daß er die Schaltstange 40 sowohl in Pfeilrichtung 41 als auch in Drehrichtung 42 verstellen kann. Bei der Betätigung der Schaltstange 40 in Pfeilrichtung 41 wird die Bewegung mittels eines Zwischenhebels 43 auf ein Vorwählgestänge 44 übertragen, welches die Schaltung bei Verschiebung in Pfeilrichtung 44' auf I., II. oder III., IV. oder auf Rückwärtsgang einstellt. Das Hauptschaltgestänge 45 wird durch Drehen der Schaltstange 4o in Drehrichtumg 42 verstellt, indem es mittels des Hebels 46, der Zwischenstange 47, des Hebels 48, der Welle 49 und der Kurvenscheibe 5o in Pfeilrichtung 45' bewegt wird. Die Kurvenscheibe 5o trägt zu diesem Zweck eine schlitzförmige Steuerkurve 5I, in die das Hauptschaltgestänge 45 mittels einer Tastrolle 52 eingreift. Ein Hebel 53 auf der Welle 49 verstellt mittels des Gestänges 54 den Schaltschieber 23 im Zylinder 22.
• Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, besteht der Kurvenschlitz 51 aus einem kreisförmigen Endabschnitt 5Ia mit dem Radius r1, einem kreisförmigen Endabschnitt 5Ib mit dem Radius r2 und einem mittleren Übergangsabschnitt 5Ic, welcher vom Radius ri auf den Radius r2 überleitet. Die Radien r, und r2 gehen von :der Mitte der Welle 49 aus.
• Die Wirkungsweisse der Einrichtung ist folgende: In Leerlaufsfiellung des Schalthebels 37 befindet sich die Kurvenscheibe .50 in einer mittleren Stellung, so daß die Tastrolle 52 :etwa in der Mitte des Abschnittes 5 L, =steht und- der Steuerkolben 23 im Steuerzylinder 22 eine Mittelstellung einnimmt (Fig. 4). Das Öl wird bei laufendem Motor von der Ölpumpe 28 durch die Längsnut 26 im Steuerkolben 23 über die Leitung 2I in den Arbeitsraum 2o des Kupplungszylinders 18 gedrückt, wodurch der Kupplungskolben 17 gegen die Wirkung der Feder I9 nach links bewegt wird und dadurch die Reibungskupplung 13 auskuppelt.
• Wird der Schalthebel 37 in den ersten, dritten oder Rückwärtsgang durch Drehen der Schaltstange in Pfeilrichtung 42 geschaltet, wobei je nach der Einstellung der Schaltstange 40 in Pfeilrichtung 41 einer dieser Gänge vorgewählt worden ist, so bewegt sich infolge Drehung der Welle 49 der Steuerkolben a3 nach rechts, während die Kurvenscheibe 5o entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt wird. Dadurch bewegt sich die Tastrolle 52 in den Abschnitt 5Ib hinein, wodurch das Hauptschaltgestänge 45 nach rechts verstellt und der gewünschte Gang eingerückt wird. Solange die Tastrolle 52 innerhalb des Abschnittes 5Ic in der Kurve 5I abrollt, bleibt die Reibungskupplung I3 ausgekuppelt, da sich der Öldruck von der Ölpumpe 28 über die Längsnut 26 im Steuerkolben 23 zum Kupplungszylinder 18 fortpflanzen kann und dort den Kupplungskolben 17 in dessen linker Endstellung hält. Sobald jedoch die Tastrolle 52 in den Abschnitt 5Ib mit dem Radius. r2 gelangt, bleibt das Hauptschaltgestänge 45 nach dem Einrücken des gewünschten Ganges stehen, während mit dem weiteren Abrollen der Tastrolle 52 auf dem Radius r2 der Steuerkolben 23 im Steuerzylinder 22 noch weiter nach rechts verschoben wird und dadurch in der Endstellung (Fig. 5) über die Ringnut 24 den Arbeitsraum 2o des Kupplungszylinders I8 über die Rückleitung 34 mit dem Ölbehälter 27 verbindet. Sofort sinkt der Öldruck im Kupplungszylinder, und die Feder I9 drückt den Kupplungskolben I7 nach rechts; die Reibungskupplung I3 wird eingekuppelt. Währenddessen ist der Öldruck gestiegen, da der Steuerkolben 23 die Ölzufuhr gesperrt hat. Durch das Überdruckventil 32 fließt jetzt das Öl unmittelbar zum Ölbehälter 27 zurück.
• Wird der Schalthebel z. B. aus dem ersten in den zweiten oder aus dem dritten in den vierten Gang umgeschaltet, so bewegt sich der Steuerkolben aus der Stellung nach Fig. 5 über die Stellung nach Fig. 4 in die Stellung nach Fig. 6, während die Kurvenscheibe 5o sich im Uhrzeigersinne dreht und die Tastrolle 52 sich vom Abschnitt 5Ib über den Abschnitt 5Ic, in den Abschnitt 5Ia der Steuerkurve 5I bewegt. Hierbei wird zunächst die Kupplung, alsdann der bisherige Gang ausgerückt und nach Überschreiten der Mittelstellung zunächst der neue Gang und hierauf die Kupplung 13 eingerückt. Der Steuerschieber 23 verbindet alsdann mittels seiner Ringnut 25 die zum Kupplungszylinder führende Leitung 2I mit der Rückleitung 34. Die Vorgänge sind hierbei grundsätzlich die gleichen, wie vorher beschrieben.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Schaltvorrichtung für Wechselgetriebe mit vor- oder nachgeschalteter Kupplung und einer Einrichtung, durch welche die Kupplung vor dem Ausschalten eines Ganges ausgerückt und nach dem Einschalten eines anderen Ganges eingerückt wird, insbesondere für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß das die Gangschaltung bewirkende Hauptschaltgestänge (45) und das die Kupplungssteuerung bedienende Gestänge (54) mechanisch an die gleiche Welle (49) angeschlossen sind, wobei das Hauptschaltgestänge (45) mittels einer Kurvenscheibe (5o) z. B. unter Verwendung einer in einen Schlitz (5I) derselben eingreifenden Tastrolle (52) verstellt wird, und die Kurve der Kurvenscheibe zwei kreisförmige Endabschnitte (5Ia, 5Ib) mit verschiedenem Radius (r1, r2) und einen die beiden Endabschnitte verbindenden Zwischenabschnitt (51c) aufweist, derart, daß das Hauptschaltgestänge nur vom mittleren Abschnitt (5Ic) der Kurve betätigt wird, während das die Kupplungssteuerung bedienende Gestänge (54) während der gesamten Bewegung der Kurvenscheibe oder z. B. nur beim Ablauf des Hauptschaltgestänges im Bereiche der Endabschnitte (5Ia, 5Ib) verstellt wird.
2. 2. Schaltvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung der Kupplung in an sich bekannter Weise auf hydraulischem Wege mittels eines Steuerschiebers (23) erfolgt, welcher bei Einstellung des Getriebeschaltgliedes auf eine Mittelstellung zwischen den Gängen ebenfalls auf eine Mittelstellung eingestellt wird und dadurch die Schaltflüssigkeit zum Ausrücken der Kupplung in den Steuerzylinder (2o) leitet, während er bei Einstellung des Getriebeschaltgliedes auf einen der Gänge in eine Endstellung verschoben wird und dadurch den Steuerzylinder zum Einrücken der Kupplung mit der Ableitung verbindet.
3. 3. Schaltvorrichtung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Welle (49) von der z. B. an der Lenksäule angeordneten Schaltbedienungswelle (40) über ein Gestänge (46, 47, 48) verstellt wird, wenn die Schaltbedienungswelle (40) axial verschoben wird, während das Gasse nwahlgestänge (44) an die Schaltbiedienungswelle unabhängig von der Kuppluggsbetätigung derart angeschlossen ist, daß es durch Drehen der Schaltbedienun:gswelle (40) verstellt wird. Angezogene Druckschriften: Belgische Patentschrift Nr. 501 502; französische Patentschrift Nr. i o46 o66; britische Patentschrift Nr. 442 843; USA.-Patentschrift Nr. 2 296 289.