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Schalt- und Verriegelungsvorrichtung für Zahnräderwechselgetriebe
von Kraftfahrzeugen Die Erfindung betrifft eine Schalt- und Verriegelungsvorrichtung
für Zahnräderwechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, bei der das Schalten der Gänge
mittels eines Gestänges erfolgt, das aus einer durch einen Handschalthebel verschiebbaren
und drehbaren Schaltstange sowie einem diese Schaltstange mit den Schalteinrichtungen
im Getriebe verbindenden Gestänge besteht. Dabei wird die Bewegung der verschiebbaren
und drehbaren Schaltstange über das Gestänge auf eine im Getriebegehäuse axial verschiebbar
und drehbar gelagerte Schaltwelle übertragen.
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Es sind Schalt- und Verriegelungsvorrichtungen der genannten Art bekannt,
bei denen eine im Getriebegehäuse längsverschieblich und drehbar gelagerte Schaltwelle
einen doppelarmigen Hebel trägt, dessen einer Arm in die Schaltmittel für zwei Ganggruppen
eingreifen kann und wahlweise die Schaltmittel einer Ganggruppe betätigt, während.
der andere Arm parallel zur Achse der Schaltwelle verlaufende Nuten aufweist, in
die eine elastische Sperre eingreift. Dabei werden die Schaltmittel der nicht betätigten
Ganggruppe durch eine ebenfalls auf der Schaltwelle angeordnete Sperrscheibe verriegelt,
die in eine \Tut der Schaltmittel der nicht betätigten Ganggruppe eingreift.
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Bei anderen bekannten Schalt- und Verriegelungsvorrichtungen mit zwei
Ganggruppen werden die Schaltmittel von je einem fest auf der Schaltwelle angebrachten,
einarmigen Hebel betätigt. Die nicht gewählte Ganggruppe wird bei dieser Konstruktion
durch die in eine Nut der Schaltmittel eingreifende Schaltwelle selbst gesperrt.
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Diese Vorrichtungen lassen sich nicht ohne weiteres für die Schaltung
von Getrieben verwenden, die mehr als zwei Ganggruppen aufweisen, da die Schaltwelle
in den beiden Stellungen zum Schalten je einer Ganggruppe durch die eingekuppelten
Schaltmittel für weitere Axialverschiebung blockiert ist.
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Mit den bekannten Anordnungen ist es deshalb nicht möglich, außerhalb
der beiden Schaltstellungen der Schaltwelle eine weitere Schaltstellung für eine
.dritte Ganggruppe vorzusehen.
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Mit der Erfindung wird diese Aufgabe unter Verwendung einer bekannten
Schaltwelle mit einfachen Mitteln bei geringem Platzbedarf gelöst. Die Erfindung
besteht darin, daß die Schaltwelle zwei mit ihr fest verbundene doppelarmige Hebel
trägt, von denen der eine in an sich bekannter Weise mit seinem einen Hebelarm die
Schaltmittel einer Ganggruppe betätigen kann, während sein anderer Hebelarm mit
einem elastischen Sperrmittel zusammenwirkt, und der zweite doppelarmige Hebel die
Schaltmittel verschiedener Ganggruppen betätigen kann.
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Je nach Stellung der Schaltwelle betätigt der zweite doppelarmige
Hebel mit seinem einen Hebelarm eine Schaltgabel für eine Ganggruppe oder mit seinem
zweiten Hebelarm die Schaltgabel für eine andere Gangstufe (Rückwärtsgang). Der
mit dem elastischen Sperrmittel zusammenwirkende Hebelarm des ersten doppelarmigen
Hebels weist eine in Drehrichtung der Schaltwelle verlaufende Aussparung für den
Eingriff des elastischen Sperrmittels auf, die in an sich bekannter Weise ein ungewolltes
Längsverschieben der Schaltwelle über einen bestimmten freien Weg hinaus verhindert.
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Die Verriegelung der nicht betätigten Schaltmittel beim Einrücken
eines Ganges wird in bekannter Weise dadurch erreicht, daß ein zur Schaltwelle konzentrisches,
mit dieser verbundenes zylindrisches Teil in einen Ausschnitt des zugeordneten Schaltmittels
eingreift. Es ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, daß im Rahmen dieses Verriegelungsprinzips
die auf der Schaltwelle befestigten doppelarmigen Hebel so ausgebildet und auf der
Schaltwelle derart angeordnet sind, daß ein doppelarmiger Hebel mit seinem einen
Hebelarm in die ihm zugeordneten Schaltmittel zu deren Betätigen eingreift, während
der anderSchalthebel mit einem zur Schaltwelle konzentrischen-Teil der Hebelnabe
in den Ausschnitt des ihm zugeordneten Schaltmittels sperrend eingreift.
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In ähnlicher Weise greift einer der doppelarmigen Hebel mit seinem
einen Hebelarm in eine Ganggruppe zu deren Betätigen ein, während er mit einem zur
Schaltwelle konzentrischen Teil der Hebelnabe in einen entsprechenden Ausschnitt
des seinem anderen Hebelarm zugeordneten Schaltmittels sperrend eingreift. In der
Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1
den Längsschnitt durch ein Vierganggetriebe mit einem Rückwärtsgang mit einer Schalt-
und Verriegelungsvorrichtung nach der Erfindung, Fig. 2 den Schnitt längs der Linie
2-2 in Fig. 1,
F ig. 3 die Draufsicht auf die Schaltmittel für die
einzelnen Ganggruppen in Richtung der Pfeile 3-3 in Fig. 2, Fg. 4 die Draufsicht
auf die Schaltmittel für den Rückwärtsgang in Richtung der Pfeile 4-4 in Fig. 2,
Fig. 5 den Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 4 und Fig.6 die Ansicht eines auf
der Schaltstange befestigten Mitnehmers in Richtung des Pfeiles 6 in Fig. 3.
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Bei dem Zahnräderwechselgetriebe nach Fig. 1 werden die Ganggruppen
für die vier Vorwärtsgänge durch zwei Schalthülsen geschaltet, die durch je eine
Schaltgabel axial zur Hauptwelle verschoben werden, während der Rückwärtsgang durch
eine besondere Schaltgabel in Eingriff gebracht wird. Das Getriebe hat eine Antriebswelle
10, die mit einem auf ihr undrehbar befestigten oder mit ihr aus einem Stück bestehenden
Antriebsrad 11 in dem Getriebegehäuse 12 in üblicher Weise gelagert ist.
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Im Antriebszahnrad 11 ist die Abtriebswelle 13 konzentrisch gelagert,
die mit ihrer Verlängerung in einem zweiten Lager läuft. Auf der Abtrebswelle 13
sind Zahnräder 14 und 15 für den zweiten und dritten Gang lose drehbar gelagert.
Die Abtriebswelle 13 weist zwei mit Keilnuten versehene Abschnitte 16 und 17 auf,
auf denen gegen Längsverschieben gesicherte Schalthülsenträger 18 und 19 undrehbar
zur Abtriebswelle gehalten werden. Auf dem Schalthülsenträger 18 ist lose drehbar
ein Zahnrad 20 gelagert. Die Zahnräder 11, 14,15 und 20 sind mit Kupplungsverzahnungen
21, 22, 23 und 24 versehen. Auf Außenverzahnungen der Schalthülsenträger 18 und
19 ist je eine Schalthülse 25 bzw. 26 längsverschieblich gelagert. Dabei kann die
Schalthülse 26 entweder mit der Kupplungsverzahnung 24 (erster Gang) oder mit der
Kupplungsverzahnung 23 (zweiter Gang) und die Schalthülse 25 mit der Kupplungsverzahnung
22 (dritter Gang) oder mit der Kupplungsverzahnung 21 (direkter Gang) in Eingriff
gebracht werden. Zwischen den Schalthülsen 25 und 26 sowie den Kupplungsverzahnungen
21 bzw. 22 und 23 bzw. 24 können in bekannter Weise Synchronisiervorrichtungen vorgesehen
sein.
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Die auf einer Achse 27 in üblicher Weise im Gehäuse 12 gelagerte hohle
Nebenwelle trägt Zahnräder 28, 29, 30, 31 und 32. Das Zahnrad 28 steht mit dem Antriebsrad
11 dauernd im Eingriff, das Zahnrad 29 befindet sich mit dem Zahnrad 14 der Abtriebswelle
dauernd im Eingriff, und ebenso sind die Zahnräder 30 und 32 mit den entsprechenden
Zahnrädern 15 und 20 auf der Abtriebswelle dauernd im Eingriff.
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In. Fig. 4 und 5 ist die Anordnung des Rückwärtsgangrades 33 gezeigt,
das mit einem auf der Schaltbi',_1se 26 ausgebildeten Zahnrad 34 und dem Zahnrad
31 der Nebenwelle in Eingriff gebracht werden kann. Die bisher beschriebene Getriebeausbildung
ist nicht Bestandteil der Erfindung.
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Eine Schaltwelle 35 (Fig. 2) ist verschieb- und drehbar in Lagern
36 und 37 der einander gegenüberliegenden Wandungen des Getriebegehäuses 12 gelagert.
Das Lager 36 ist mit einer Dichtung 38 üblicher Bauart versehen, die das Austreten
des im Getriebegehäuse befindlichen Öles verhindert. Das Lager 37 ist nach außen
durch eine metallische Kappe 39, die mit Preßsitz in eine Ansenkung der Lagerbohrung
eingepreßt ist, ebenfalls öldicht verschlossen. Durch einen mit dem einen Ende 40
der Schaltwelle 35 fest verbundenen Hebelarm 41 ist die Schaltwelle über ein Kugelgelenk
mit dem an der Stelle 42 angeschlossenen Schaltgestänge (nicht dargestellt) verbunden.
Auf der Schaltwelle 35 sind doppelarmige Hebel 43 und 44 undrehbar befestigt. Im
Getriebegehäuse 12 sind weiterhin Schaltstangen 45, 46 und 47 in üblicher Weise
längsverschieblich gelagert. Auf der Schaltstange 45 sind eine Schaltgabel 48 und
ein Mitnehmer 49 (Fg. 3), auf der Schaltstange 46 eine Schaltgabel 50 (Fig. 3) und
auf der Schaltstange 47 die Schaltgabel 51 (Fig. 4) unverschieblich und undrehbar
befestigt. Durch die in den Schaltstangen 45 und 46 ausgebildeten Kerben 52 (Fig.
3) sind die Schaltstangen durch federbelastete Kugeln oder ähnliche Sperrmittel
in verschiedenen Stellungen beim Längsverschieben arretierbar.
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Der auf der Schaltwelle 35 gelagerte doppelarmige Hebel 43 hat einen
Arm 53, der in einer Schaltstellung- mit dem Mitnehmer 49 in Eingriff gebracht werden
kann, wobei sich der Arm 53 in eine Ausnehmung 54 des Mitnehmers 49 legt (Fig. 6).
Außerdem ist an dem nämlichen Hebelarm des doppelarmigen Hebels 43 eine Nase 55
ausgebildet, die in einer anderen Schaltstellung in eine an der Unterseite der Schaltstange
45 vorgesehene Nut 56 eingreifen kann.
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Der andere Arm 57 des doppelarmigen Hebels 43 hat eine Aussparung
58, in die eine nachgiebige Sperre 59 eingreift, die ein Verschieben der Schaltwelle
35 in Längsrichtung ohne Behinderung begrenzt zuläßt. Darüber hinaus kann die Schaltwelle
35 aber nur bei einem zusätzlichen Aufwand an Schaltkraft nach Überwinden des Widerstandes
der nachgiebigen Sperre verschoben werden.
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Der doppelarmige Hebel 44 hat einen Arm 60, der in einer Schaltstellung
in eine Aussparung 61 der Schaltstange 46 (Fig. 3) eingreifen kann, und eine Nase
62, die in einer anderen Schaltstellung in eine Aussparung 63 der Schaltstange 46
eingreifen kann.
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Der zweite Arm 64 ist gabelförmig ausgebildet und kann in einer weiteren
Schaltstellung mit einem Zapfen 67 eines im Getriebegehäuse 12 mittels eines Zapfens
65 schwenkbar gelagerten Hilfshebels 66 in Eingriff gebracht werden. Der Hilfshebel
66 hat einen Arm 68, der dauernd in eine in der Schaltstange 47 vorgesehene
Aussparung eingreift. Durch Schwenken des Hilfshebels 66 wird die Schaltstange 47
mit ihrer Schaltgabel 51 in ihrer Längsrichtung verschoben.
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In Fig. 1 und 2 ist das Getriebe mit seiner Schalt-und Verriegelungsvorrichtung
in seiner neutralen Stellung dargestellt. Die Abtriebswelle 13 ist mit der Antriebswelle
10 nicht verbunden. Die Schaltwelle 35 befindet sich in der Vorwählstellung für
die Ganggruppe des dritten und vierten Ganges in ihrer linken Endlage, in der die
Sperre 59 am rechten Ende der Aussparung 58 anliegt. Die Nase 55 des doppelarmigen
Hebels 43 liegt in der Aussparung 56 der Schaltstange 45, und der Arm 53 befindet
sich nicht im Eingriff mit dem Mitnehmer 49. Ein durch den Hebel 41 eingeleitetes
Drehen der Schaltwelle 35 bewirkt daher kein Längsverschieben der Schaltstange 45,
und es ist außerdem durch den Eingriff der Nase 55 in die Nut 56 der Schaltstange
45 diese auch gegen ein ungewolltes Verschieben blockiert. Der zweite doppelarmige
Hebel 44 greift in dieser Schaltstellung mit seinem Arm 60 in die Schaltstange 46
ein, während die Nase 62 und der andere Arm dieses doppelarmigen Hebels weder in
die Schaltstange 46 noch in den Hilfshebel 66 eingreifen. Beim Drehen der
Schaltwelle 35 mittels des Schaltgestänges wird daher nach Überwinden der in die
Kerben 52 eingreifenden nachgiebigen Sperren durch Verschieben der Schaltgabel 50
wahlweise der dritte oder der vierte Gang eingeschaltet.
Wird die
Schaltwelle 35 durch entsprechendes Betätigen des Schaltgestänges in der
Darstellung nach Fig. 2 nach rechts verschoben, bis die Sperre 59 am linken Ende
der Aussparung 58 des doppelarmigen Hebels 43 anliegt, so tritt die Nase 55 des
doppelarmigen Hebels 43 aus der Aussparung 56 der Schaltstange 45 heraus. Der Arm
53 des doppelarmigen Hebels 43 ist gleichzeitig in die Aussparung 54 des Mitnehmers
49 eingetreten. Der zweite doppelarmige Hebel 44 ist mit seinem Arm 60 außer Eingriff
mit der Aussparung 61 der Schaltstange 46, und sein zweiter Arm 64 befindet sich
noch nicht im Eingriff mit dem Hilfshebel 66. In dieser Schaltstellung wird
durch ein durch den Hebel 41 eingeleitetes Drehen der Schaltwelle 35 nach Überwinden
der in die Kerben 52 der Schaltstange 45 eingreifenden nachgiebigen Sperrmittel
wahlweise der erste oder der zweite Gang eingeschaltet. Dabei ist ein Verschieben
der Schaltstange 46 und damit eine ungewollte Kupplung der Schalthülse 25 mit dem
dritten bzw. vierten Gang verhindert.
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Beim weiteren Verschieben der Schaltwelle 35 in der Darstellung nach
Fig. 2 nach rechts gelangt der zweite Arm 64 des doppelarmigen Hebels 44 mit seinem
gabelförmigen Ende in Eingriff mit dem Zapfen 67 des Hilfshebels 66. Der Arm 60
des doppelarmigen Hebels 44 befindet sich nicht im Eingriff mit der Schaltstange
46, aber seine Nase 62 liegt in der Nut 63 der Schaltstange 46 und blockiert die
Schaltstange 46. Der erste doppelarmige Hebe143 ist mit seinem Arm 53 durch die
Aussparung 54 des Mitnehmers 49 nach rechts hindurchgetreten, während die Fortsetzung
55a der Nase 55 in die Nut 56 der Schaltstange 45 eingetreten ist und diese Schaltstange
ebenfalls blockiert. Ein Drehen der Schaltwelle 35 betätigt in dieser Schaltstellung
die Schaltmittel für den Rückwärtsgang, indem das Schieberad 33 mit den beiden Zahnrädern
31 und 34 in Eingriff gebracht wird.
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Durch die Erfindung wird eine einfache Schaltvorrichtung für ein Getriebe
mit mehreren Gruppen von Geschwindigkeitsstufen geschaffen, bei der die gleichen
Teile bei gewissen Schaltstellungen die Schaltmittel betätigen oder verriegeln.
Die verwendeten Teile eignen sich besonders zur Massenherstellung und benötigen
keine besonders schwierige Bearbeitung. Durch die jeweilige positive Verriegelung
der nicht beabsichtigten Schaltungen ist ein hohes Maß an Sicherheit gegen einen
unbeabsichtigten Eingriff von Zahnrädern erzielt.
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Die Erfindung kann nicht nur bei dem dargestellten und beschriebenen
Ausführungsbeispiel eines Getriebes mit vier Vorwärts- und einem Rückwärtsgang,
sondern ohne weiteres auf alle Getriebe mit mehr als zwei Geschwindigkeitsgruppen
angewendet werden.