DE2341459A1

DE2341459A1 - Kombinierter gang-waehler und drehzahlregler

Info

Publication number: DE2341459A1
Application number: DE19732341459
Authority: DE
Inventors: Trevor George Campbell; Monte Chamberlain
Original assignee: Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1972-08-21
Filing date: 1973-08-14
Publication date: 1974-03-07
Also published as: DE2341459C2; IT990280B; GB1394529A; JPS4958297A; US3795157A; CA976458A; JPS5545926B2

Description

Hamburg, den 13· August 1973 1^3973 .1038 (JAB)

Priorität: 21. August 1972, USA, Pat.-Anm. Nr₀ 282,138

Anmelder:

Caterpillar Tractor Co<> 9^/ 1 / CQ

Peoria, 111., TJSA.

Kombinierter Gang-Wähler und Drehzahl-Regler

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Betätigung eines Getriebe-Gang-Wahlers und eines Antriebsmaschinen-Dreh— zahl-Reglers, wobei die Wahl der Vorwärts- und Rückwärts-Gänge durch die entsprechende Bewegung einer Gangwähler-Schubstange in ihrer Längsrichtung aus einer Leerlauf-Position und die Regelung der Drehzahl durch die Bewegung einer Regler-Schubstange in ihrer Längsrichtung erfolgt, welche einen lang hochragenden, für die Gangwahl in einer "TP'-formigen Kulisse bewegbaren Steuerhebel aufweist, wobei die Verbindungslinie des "U" die Leerlauf-Position und die Schenkel die Vorwärts- bzw. die Rückwärts-Gänge festlegen^ Insbesondere betrifft die Erfindung eine handbetätigte Steuerungsvorrichtung, bei welcher die Gangwahl bzw. die Drehzahlsteuerung durch Schenkel- bzw. Achsen-Drehung eines einzigen Handhebels erreicht werden. 409810/0 423

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Bei Baggern und Häußi-Fahrzeugen, bei denen der Fahrzeugführer beide Füße für die Pedal-Steuerung der Gleisketten braucht, verwendet man gewöhnlich Handhebel sowohl für die Wahl der Gänge als auch für die Bedienung des Drehzahl-Reglers, weil es für den Fahrzeugführer unbequem und umständlich ist, einen Fußhebel für die Drehzahlregelung zu benutzen. Außerdem ist es unter besonderen Umständen wünschenswert und manchmal sogar notwendig, daß Gangwähler und Drehzahlregler in einem einzigen Handhebel vereinigt sind. Beispielsweise muß der Fahrzeugführer manchmal mit der einen Hand Arbeitsvorrichtungen wie den Löffel eines Baggers oder den Schieber eines Raumfahrzeuges bedienen und. hat nur noch die andere Hand frei, um sowohl den Gang als auch die richtige Drehzahl einzustellen.

Dementsprechend bezweckt die vorliegende Erfindung, eine einfache und verläßliche Steuerung vorzusehen, um mit einer Hand sowohl den Gang als auch die Drehzahl wählen zu können.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sorgt eine besondere Verbindungs-Anordnung dafür, daß die Schenkeldrehung des Steuerhebels in der allgemein üblichen, U-förmigen Kulisse in die lineare Translations-Bewegung der Gangwähler-Schubstange übersetzt wird.

Ein weiteres besonderes Merkmal der Erfindung ist in der Anordnung eines Hebels und eines Verbindungsgliedes zu sehen, mit dem die Achsendrehung des einzigen Steuerhebels in eine für die Drehzahlregelungs-Schubstange passende Bewegung umgewandelt wird«

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Die erfindungsgemäße Yorrichtung ermöglicht es, die durch Achsendrehunh des Steuerhebels erfolgende Drehzahl-Regelung vollkommen unabhängig von der durch Schenkeldrehung des Steuerhebels erfolgende Gangwahl vorzunehmen und macht dabei komplizierte Zahnradübersetzungen überflüssig.

Diese und weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in der die Erfindung am Beispiel.einer bevorzugten Ausführungsform erläutert und dargestellt ist«

Die einzige Zeichnung ist eine schematische Darstellung einer handbetätigten, erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung 11'für die Bedienung sowohl eines Gangwählers als eines Drehzahlreglers durch einen einzigen Steuerhebel 12. Eine Gangwähler-Schubstange ist mit 13 und eine Drehzahl-Segler-Schubstange ist mit 1*f bezeichnet. Um die Richtungs- bzw. Geschwindigkeits-Gänge zu schalten, bewegt sich die Schubstange 13 ausschließlich in ihrer Längsrichtung.

Der Steuerhebel 12 ist sowohl als Schenkel um im allgemeinen quer zur Vorrichtung 11 und senkrecht zu einander liegende Achsen 15 und 16 bewegbar als auch drehbeweglich um seine eigene Längsachse 17»

Am oberen Ende des Steuerhebels 12 sind ein geriffelter Handgriff 18 und oben darauf ein Steuerknopf 19 angebracht, der die Ilebelkraft bei der Drehbewegung vergrößern soll. Um die Gänge zu schalten, würde es an sich genügen, wenn der Steuerhebel 12 entweder um die eine oder die andere der Achsen 15, 16 bewegbar wäre und diese Bewegung entsprechend auf die Schubstange 13 übertragen würde. Um jedoch die Schaltwege zu verkürzen und ein versehent-

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liches Schalten vom Vorwärts- in den Rückwärtsgang zu vermeiden, wird der Hebel 12 in einer bei Getrieben allgemein üblichen U-förmigen Schaltkulisse 21 geführt. Der U-förmige Weg umfaßt eine Verbindungslinie 22 zwischen Schenkeln 23 und 2%. Gezeichnet ist die Neutral- oder Leerlauf-Stellung der Getriebe-Schubstange 13 und des Steuerhebels 12, der sich dabei in der Verbindungslinie 22 befindet. Die Schenkel 23 bzw. 2h sind für eine Vielzahl von Vorwärts- bzw. Rückwärts-Stellungen des Steuerhebels 12 vorgesehen, wie es auf der Zeichnung am Schenkel 23 der Kulisse bzw. an der Schubstange 13 angemerkt ist.

Eine Verkettungs-Anordnung 23 wandelt die Schenkel-Drehung des Steuerhebels 12 in eine im allgemeinen geradlinige Bewegung für die Bedienung der Gangwähler-Schubstange 13 um. Für diesen Zweck ist ein doppelarmiger Hebel 26 als Schenkel um eine Achse 27 drehbeweglich und mit der Schubstange 13 über eine Welle 28 und einen Hebelarm 29 derart in Wirkverbindung, daß eine Drehung des Hebels um die Achse 27 für eine Bewegung der Schubstange 13 in Längsrichtung sorgt. Zwei Hebel, 31 und 32, sind jeder drehbar auf einer entlang der Achse 15 angeordneten Welle 33 angebracht und als drehbare Schenkel mit den entgegengesetzten Enden des doppelarmigen Hebels 26 vermittels entsprechender Koppelstangen ~*>h und 36 verbunden. Der Hebel 31 sorgt für die lineare Bewegung der Schubstange 13 zur Einstellung der Vorwärtsgänge, während der Hebel zur Bewegung der Stange 13 für die Einstellung des Rückwärtsganges dient.

Der Steuerhebel 12 wird vermittels eines Joches 37 wahlweise mit den Hebeln 31 und 32 gekuppelt, wofür das Joch 37 in. Halterungen 39 und ^1 angebrachte Lager J>& zur drehbaren Aufnahme des Steixer-

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hebeis 12 aufweist. Das Joch 37 umgreift einen ülock *t2, der ebenfalls drehbar auf der Welle 33 angebracht ist. Das Joch 37 ist mit dem Block k-2. durch einen Zapfen kj> derart verbunden, daß sich der Steuerhebel 12 und das Joch 37 schenkelartig um die Achse 16 drehen können. Jeder der Hebel 31 und 32 hat einen seitlichen Ansatz-Teil 31a bzw. 32a, der in seinen Maßen an die des Blockes h-2. angeglichen ist. Die beiden Hebel 31 und 32 mit ihren Ansatz-Teilen 31^a bzw. 32a sind so ähnlich geformt wie Glockenschwinger-Eebel. Wenn der Steuerhebel 12 in Richtung des Vorwärts-Kulissen-Schenkels 23 bewegt wird, rückt das Joch 37 aus der Stellung heraus, in der es mit dem Hebelteil 32a gekuppelt ist, und in eine Stellung hinein, in der es mit dem Hebelteil 31a^dabei dieses umgreifend, gekuppelt ist.

Infolgedessen erfolgt die Einstellung der Gangwähler-Schubstange durch den Hebel 31 und die Koppelstange 3^» wenn der Steuerhebel in die Stellung für den ersten, zweiten oder dritten Vorwärtsgang gebracht wird. In ähnlicher Weise umgreift und kuppelt das Joch 37 den Hebelteil 32a, wodurch die Schubstange 13 durch den Hebel 32 und die Koppelstange 36 aus ihrer Leerlauf-Stellung ¹¹N" in die Rückwärts-Gang-Stellung gebracht wird, wenn der Steuerhebel 12 erst in Richtung auf und dann in den Rückwürts-Gang-Schenkel 2k der Kulisse 21 hinein bewegt wird.

Eine Verbindungs-Anordnung 5I sorgt dafür, daß die Drehung des Steuerhebels 12 um seine Achse 17 auf die Drehzahl-Regler-Schubstange 14 übertragen wird.

Ein Hebel 52 ist in enger Nachbarschaft zu den zu einander senkrechten Achsen 15 und 16 am Steuerhebel 12 angebracht. Eine Verbindungsstange 53 ist vermittels Kugelzapfen 5^ bzw. 56 einerseits

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an dem Hebel 52 und andererseits an einem anderen, eine Welle 58 drehenden Hebel 57 drehbar angebracht. Die Welle 58 steht über einen weiteren Hebel 59 mit der Schubstange 14 derart in Wirkverbindung, daß sich aus der Drehung des Steuerhebels 12 eine im allgemeinen lineare Translationsbewegung der Schubstange Ik ergibt» In. der Zeichnung sind diejenigen Stellungen der Hebel 12, 52, 57 und 59 derart wiedergegeben, daß die Maschine durch die Schubstange Ik abgestellt ist. Wenn der Steuerhebel 12 im Uhrzeigersinne in eine durch Strichelung des Steuerknopfes 19 angedeutete Stellung 19' gedreht wird, bewegen sich die Hebel 52, 57 und 59 entsprechend in die gestrichelt angedeuteten Stellungen 52' bzw. ^7^X und 59'· Wenn der Steuerhebel 12 vollständig im Uhrzeigersinne herumgedreht wird, befindet sich die Schubstange Ik wieder in der oberen Leerlaufstellung, wobei alle möglichen verschiedenen Drehzahlen zwischen den Endstellungen eingestellt werden können. Die untere Leerlaufstellung ist durch eine Stellung 57'' gestrichelt angedeutet.

Die Verbindung zwischen dem einzigen Steuerhebel 12 und der Drehzahl -Regler-Schubstange lh ist dadurch besonders einfach, daß keine aufwendigen und komplizierten Zahnradgetriebe benötigt werden. Die Einstellung der Regler-Schubstange Ik bleibt von einer Schenkeldrehung des Steuerhebels 12 völlig unbeeinflußt, weil der Hebel 52 den zu einander senkrechten Achsen 15 und 16 eng benachbart angeordnet und die Verbindungsstange 53 im allgemeinen parallel zur Achse 15 gelagert ist.

Zu der Verbindungs-Anordnung 51 gehört auch ein Mechanismus 61, mit dem man die Regler-Schubstange 14 in einer bestimmten, vom Fahrzeugführer gewählten Stellung festsetzen kann. Dieser Mecha-

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sein, z.B. von der Art, wie sie in der US-3,613»^OO der Annielderin beschrieben ist. Derartige Einrichtungen halten die Welle 58 in einer festen Stellung. Sie können jedoch von dem Fahrzeugführer durch eine Achsendrehung des Steuerhebels 12 und entsprechende Bewegung der Verbindungs-Anordnung 5I zur Neueinstellung der Schubstange 1^ ausgelöst werden.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch, gegeben, daß diese im Führerstand derart angeordnet ist, daß der Fahrzeugführer den Steuerhebel 12 mit der linken Eand bedienen kann. Wenn der Fahrzeugführer vor der Betätigung des Steuerhebels 12 in Vorwärtsrichtung zur Einstellung eines niedrigeren Ganges sein Handgelenk nach innen wendet, dreht sich der Steuerhebel wie von selbst im Gegenzeigersinn, wodurch die Drehzahl· erniedrigt wird. Dies ist beispielsweise bei Erdbewegungsfahrzeugen dann vorteilhaft, wenn man vom vorwärts- in den !Rückwärtsgang gehen muß, weil das Getriebe bei diesem Betrieb den größten Belastungen ausgesetzt ist. Wenn dann der Fahrzeugführer den Steuerhebel 12 wegen einer neuen Gangeinstellung in der entgegengesetzten Sichtung in der U-förraigen Kulisse 21 herumbewegt, hat das Handgelenk wieder die Neigung sich abzuwinkein und den Steuerhebel 12 im Uhrzeigersinne zu drehen, womit die Hegler-Schubstange 14 in ihre . ursprüngliche Stellung zurückkehrt.

Es ist auch vorteilhaft, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung für eine vollständige Ausnutzung der Maschinenleistung besonders angepaßt ist; sie benötigt keine besondere Drehzahl-Verringerungs-Vorrichtung, die die Regler-Schubstange 14 zu einem besonders einzustellenden Ausgangswert zurückbringt, sondern die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet unbegrenzte Einstellrnöglichkeiten für die Drehzahlen sowohl in jeden Gang als auch in der Neutral-Stellung.

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original snspsgted

Claims

AHSP5UCHE

1. . Vorrichtung zur gleichzeitigen Betätigung eines Getriebe- ^- Gang-Wählers und eines Antriebsmaschinen-Drehzahl-Reglers, wobei die Wahl der Vorwärts- und Hückwärts-Gänge durch die entsprechende Bewegung einer Gang-Wähler-Schubstange in ihrer Längsrichtung aus· einer Leerlauf-Position und die Regelung der Drehzahl durch die Bewegung einer Regler-Schubstange in ihrer Längsrichtung erfolgt, welche einen lang hochragenden, für die Gangwahl in einer " U "-förmigen Kulisse bewegbaren Steuerhebel aufweist, wobei die Verbindungslinie des " F " die Leerlauf-Position und die Schenkel die Vorwärts- bzw. die Sückwärts-Gänge festlegen, dadurch gekennzeichnet,

daß sie ein drehbares, mit der Gangwähler-Schubstange (13) in Verbindung stehendes Element (26) umfaßt und ein erster (31) sowie ein zweiter (32) Hebel über Koppelglieder (3^i 36) mit den entgegengesetzt liegenden Enden des drehbaren Elementes (26) verbunden und um eine gemeinsame, zum Steuerhebel (12) senkrecht liegende Achse (15) drehbar sind, daß weiter der Steuerhebel (12) in einem Joch-Element (37) derart gelagert ist, daß er sowohl um seine eigene Längsachse (17) als auch um eine hierzu senkrechte Achse (16), die außerdem senkrecht zur gemeinsamen Achse (15) der Hebel (31»32) liegt, drehbar und außerdem das Joch-Element (37) wahlweise durch entsprechende Bewegung in der Verbindungslinie (22) der U-förmigen Kulisse (21) mit den entsprechenden Hebeln (31 bzw.32) verbindbar ist, und

daß weiter die Drehung des Steuerhebels (12) um seine Längsachse (17) übernehmende, die Segler-Schubstange (14) bewegende Verbindungselemente (51) vorhanden sind.

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2. Vorrichtung nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (51) einen am Steuerhebel (12) befestigten Hebel (52) und ein langes verbindungsglied (53) umfassen, welches um einen Befestigungspunkt (5*0 drehbar am Hebel (52) angebracht ist und in Wirkverbindung mit der Regler-Schubstange (14) steht.

3· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (52) in der Nähe der beiden zum Steuerhebel (12) senkrechten Achsen (15» 16) und derart am Steuerhebel (12) angebracht ist, daß das lange Verbindungsglied (53) im allgemeinen parallel zur gemeinsamen Achse (15) des ersten (31) und zweiten (32) Hebels liegt.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied (53) mit einem drehbaren Hebel (57) ebenfalls um einen .üefestigungspunkt (56) drehbar verbunden ist und der Hebel (57) seinerseits über einen auslösbaren iestsetzmechanismus (6i) mit der Regler-Schubstange (14) in Viirkverbindung steht.

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