DE2341459C2

DE2341459C2 - Kombinierte Betätigungseinrichtung für die Gangwahl und Drehzahlsteuerung

Info

Publication number: DE2341459C2
Application number: DE2341459A
Authority: DE
Inventors: Trevor George Peoria Ill. Campbell; Monte Metamora Ill. Chamberlain
Original assignee: Caterpillar Tractor Co 61629 Peoria Ill; Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1972-08-21
Filing date: 1973-08-14
Publication date: 1983-07-07
Also published as: IT990280B; GB1394529A; JPS4958297A; DE2341459A1; US3795157A; CA976458A; JPS5545926B2

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine kombinierte Betätigungseinrichtung iür die Gangwahl und für die Drehzahlsteuerung, insbesondere des Antriebes eines Arbeitsfahrzeuges, gemäß Ober'-pgriff des Patentan- ■» Spruches.

Aus der US-PS 22 57 852 ist eine kombinierte Betätigungseinrichtung dieser allgemeinen Art bekannt, die einen Hebel aufweist, der drei verschiedene Bewegungen zuläßt. Zur Gangschaltung dient eine Schwenkung des Hebels um eine und um eine zweite Achse, die jeweils rechtwinklig zur Längsachse stehen und auch zueinander rechtwinklig sind, wobei aber ihre Schnittpunkte mit der Achse des Hebels einen gewissen Abstand voneinander haben. Durch die Schwenkung um die zweite Achse werden zwei koaxial zur ersten Achse angeordnete Elemente in axialer Richtung gegeneinander verschoben. Gleichzeitig ermöglicht die Schwen- . kung des Hebels eine Drehung dieser Elemente um ihre Längsachse. Ferner ist der Hebel um seine eigene Längsachse drehbar, so daß für die Betätigung der Gangwahl und der Drehzahlsteuerung jeweils drei verschiedene Bewegungen kombiniert werden können.

Aus der US-PS 31 72 301 sind Schalthebel bekannt, bei denen ein jochähnlicher Teil um Schwenkachsen schwenkbar ist zur Stellung von jeweils einem von zwei um die eine Schwenkachse bewegbaren Hebeln. Aus der US-PS 35 25 266 ist eine für ein hydrostatisches Getriebe zu verwendende Steuerung bekannt, in der zwei Kuppelglieder und ein doppeiarmiger Hebel &o vorgesehen sind, um eine Schubstange zu verschieben. Aus der US-PS 17 88 899 ist eine Vorrichtung bekannt, die zur Betätigung eines Getriebegangwählers mit einer U-förmigen Kulisse dient und bei der die Drehzahl durch eine Verschiebung einer Reglerstange gesteuert wird, während die Gangaufteilung durch die U-Form festgelegt ist, in dem die Schenkel des U die Vorwärtsbzw, die Rückwärts-Gänge festlegen und der Leerlauf auf dem Verbindungssteg einstellbar ist.

Bei der aus der US-PS 22 57 852 bekannten Einrichtung und auch bei ähnlichen, dem Oberbegriff entsprechenden Einrichtungen ermöglichen die Schaltbewegungen nur verhältnismäßig beschränkte Bewegungen der damit zu betätigenden Elemente, so daß die Schaltwege sehr kurz sind. Damit wird die Sicherheit der Bedienung eingeschränkt

Eine Verwendung der Einrichtung auf die Betätigung üblicher Schubstangen erscheint ausgeschlossen. Der Erfindung !liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine kombinierte, in drei Richtungen bewegbare Betätigungseinrichtung so auszugestalten, daß die aus Sicherheits- und Raumgründen vorgesehenen zwei verschiedenen Schwenkbewegungen für die Gangwahl derart und unter Beibehaltung der Gasbetätigung zusammengefaßt werden, daß der Anschluß an übliche Schubstangen für beide Funktionen ermöglicht wird. Die im Patentanspruch definierte Erfindung löst diese Aufgabe mittels einer Anordnung der Dreh- und Schwenkaclhsen und der durch die entsprechenden Bewegungen betätigten Hebel und koppelt wieder in der Weiset, daß die bei Handbewegungen von vornherein begrenzten Dreh- und Schwenkwinkel mit sehr einfachen Mitteln in ausreichend große Wege übersetzt werden, wobei die aus Sicherheitsgründen getrennten Vorwärts- und Rückwärtsschaltungen in die Längsverschiebung ein- und derselben Schubstange übersetzt werden. Auch für die Gasbetätigung steht ein verhältnismäßig großer Winkel zur Verfügung.

Die Einrichtung ermöglicht ferner, die durch Achsendrehung des Steuerschaftes erfolgende Drehzahl-Regelung vollkommen unabhängig von der durch Schwenkung des Steuerschaftes erfolgenden Gangwahl vorzunehmen, wobei komplizierte Zahnradübersetzungen vermieden werden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann mit besonderem Vorteil im Fahrerstand eines Arbeitsfahrzeuges derart angeordnet werden, daü-der Fahrzeugführer den Steuerschaft mit der linken HanJ bedienen kann und eine Kombination von Einstellbewegungen ermöglicht, bei denen die Einstellung eines niedrigeren Ganges mit einer Verringerung der Drehzahl verbindet. Dies ist z. B. bei Erdbewegungsfahrzeugen vorteilhaft, wenn vom Vorwärts* in den Rückwärtsgang geschaltet werden muß.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung besteht darin, daß keine besondere Drehzahl-Mindervorrichtung erforderlich ist, die die übliche Reglerschubstange zu einem besonders einzustellenden Ausgangswert zurückbringt. Vielmehr gestattet die Erfindung eine unbegrenzte Einstellmöglichkeit für die Drehzahl sowohl in den einzelnen Gängen als auch in der Neutralstellung und damit eine vollständige Ausnutzung der Maschinenleistung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung ausführlich erläutert. Die Zeichnungsfigur zeigt vereinfacht eine erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung in schaubildlicher Ansicht.

Eine kombinierte Betätigungseinrichtung 11, siehe die Zeichnung, für die Gangwahl und für die Drehzahlsteuerung weist einen Schaft 12 auf, dessen oberes Ende mit einem geriffelten Handgriff 18 und am äußersten Ende mit einem Steuerknopf 19 versehen ist. Die Einrichtung dient zur Betätigung einer Gangwähler-Schubstange 13 und einer Drehzahlregler-Schubstange 14. Die Schubstange 13 ist ausschließlich in ihrer Längsrichtung bewegbar, um die Richtungs- bzw. Geschwindigkeits-

gänge zu schalten-

Der Schaft 12 ist um die allgemein quer zur Einrichtung 11 und senkrecht zueinander stehenden Schwenkachsen 15 und 16 bewegbar und kann auch um seine eigene Längsachse 17 gedreht werden, indem entsprechende Bewegungen auf den Handgriff 18 bzw, den Steuerknopf 19 übertragen werden. Um die Gänge zu schalten, würde es an sich genügen, wenn der Schaft

12 um eine der Schwenkachsen 15, 16 bewegbar wäre und diese Bewegung entsprechend auf die Schubstange

13 übertragen würde. Um die Schaltwege zu verkürzen und ein versehentliches Schalten vom Vorwärts- in den Rückwärtsgang zn vermeiden, wird der Schaft 12 in einer bei Getrieben allgemein üblichen U-förmigen Schaltkulisse 21 geführt Der U-förmige Weg umfaßt einen Verbindungssteg 22 zwischen Schenkeln 23 und 24. Gezeichnet ist die Neutral- oder Leerlauf-Stellung der Getriebe-Schubstange 13 und des Schaftes 12, der sich dabei auf dem Verbindungssteg 22 befindet. Die Schenkel 23 bzw. 24 sind für eine Vielzahl von Vorwärts- bzw. Rückwärts-Stellungen des Schaftes 12 vorgesehen, wie es in der Zeichnung am Schenke! 23 der Kulisse 21 bzw. an der Schubstange 13 angemerkt ist

Eine Verkettungs-Anordnung 25 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 Schwenkarm 29 derart in Wirkverbindung, daß eine Drehung des Hebels 26 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 Koppelglieder 34 und 36 verbunden. Der Hebel 31 sorgt für die lineare Bewegung der Schubstange 13 zur Einstellung der Vorwärtsgänge, während der Hebel 32 zur Bewegung der Stange 13 für die Einstellung des Rückwärtsganges dient

Der Schaft 12 wird vermittels eines Joches 37 wahlweise mit den Hebeln 31 und 32 gekuppelt, wofür das Joch 37 in Halterungen 39 und 41 angebrachte Lager 38 zur drehbaren Aufnahme des Schaftes 12 aufweist. Das Joch 37 umgreift einen Block 42, der ebenfalls drehbar auf der Weile 33 angebracht ist Das Joch 37 ist mit dem Block 42 durch einen Zapfen 43 derart verbunden, daß sich der Schaft 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 42 angeglichen ist. Die beiden Hebel 31 und 32 mit ihren Ansatz-Teilen 31a bzw. 32a sind so ähnlich geformt wie Glockenschwinger-Hebel. Wenn der Schaft 12 in Richtung des Vorwärts-Kulissen-Schenkels 23 bewegt wird, rückt das Joch 37 aus der Stellung heraus, in der es mit dem Ansatz-Teil 32a gekuppelt ist, und in eine Stellung hinein, in der es mit dem Ansatz-Teil 31a, dabei diesen umgreifend, gekuppelt ist. <

Infolgedessen erfolgt die Einstellung der Gangwähler-Schubstange 13 durch den Hebel 31 und das Koppelglied 34, wenn der Schaft 12 in die Stellung ifir den ersten, zweiten oder dritten Vorwärtsgang gebracht wird. Jn ähnlicher Weise umgreift und kuppelt das Joch 37 den Ansatz-Teil 32a, wodurch die Schubstange 13 durch den Hebel 32 und das Koppelglied 36 aus ihrer Leerlauf-Stellung »N« in die Rückwärts-Gang-Stellung gebracht wird, wenn der Schaft 12 erst in Richtung auf und dann in den Rückwärts-Gang-Schenkel 24 der Kulisse 21 hinein bewegt wird.

Eine Verbindungs-Anordnung 51 sorgt dafür, daß die Drehung des Schaftes 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 Schaft 12 angebracht Eine Verbindungsstange 53 ist vermittels Kugelzapfen 54 bzw. 56 einerseits an dem Hebel 52 und andererseits an einem anderen, eine Welle S8 drehenden Hebel 57 drehbar angebracht Die Welle 58 steht über einen weiteren Hebel 59 mit der Se!·, ibstange 14 derart in Wirkverbindung, daß sich aus der Drehung des Schaftes 12 eine im allgemeinen lineare Translationsbewegung der Schubstange 14 ergibt In der Zeichnung sind diejenigen Stellungen der Teile 12, 52, 57 und 59 derart wiedergegeben, daß die Maschine durch die Schubstange 14 abgestellt ist Wenn der Schaft 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. 57' und 59'. Wenn der Schaft 12 vollständig im Uhrzeigersinne herumgedreht wird, befindet sich die Schubstange 14 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 Steue^-schaft 12 und der Drehzahl-Regler-Schubstange 14 ist dadurch besonders einfach, daß keine aufwendigen und komplizie· ;en Zahnradgetriebe benötigt werden. Die Einstellung der Regler-Schubstange 14 bleibt von einer Schenkeldrehung des Schaftes 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 Mechanismus 61 kann beispielsweise eine im Handel erhältliche Type sein, wie 7.. B. in der US-PS 36 13 460 beschrieben. Derartige Einrichtungen halten die Welle 58 in einer festen Stellung. Sie können jedoch von dem Fahrzeugführer durch eine Achsendrehung des Schaftes 12 und entsprechende Bewegung der Verbindungs-Anordnung 51 zur Neueinstellung der Schubstange 14 ausgelöst werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch;

Kombinierte Betätigungseinrichtung für die Gangwahl und für die Drehzahlsteuerung, insbesondere des Antriebes eines Arbeitsfahrzeuges, mit * einem Schaft, der zur Gangwahl um zwei rechtwinklig zueinanderstehende Achsen schwenkbar und zur Drehzahlsteuerung um seine Längsachse, die im wesentlichen rechtwinklig zu den zwei anderen Achsen steht, drehbar ist, wobei durch die Schwenk- m bewegungen Dreh- und Verschiebungsbewegungen von mit dem Schaft in Verbindung stehenden Elementen bewirkbar sind und die durch ein Lager von den Schwenkverbindungen getrennte Drehbewegung des Schaftes einen daran festen Arm ■? verschwenkt und ein damit in Gelenkverbindung stehendes Element in seiner Längserstreckung verschiebt, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Schwenkbewegung um die Schwenkachsen (15, 16) ein auf dem Schaft (12) gelagertes (38) Joch (37$ entsprechend schwenkbar ist zur Stellung von jeweils einem von zwei um die eine Schwenkachse (15) bewegbaren Hebeln (31,32), die durch je ein Koppelglied (34, 36) mit je einem Ende eines doppelarmigen Hebels (26) verbunden sind, der auf ^ einer Welle (28) befestigt ist, die einen Schwenkarm (29) zur Verschiebung einer Schubstange (13) trägt.