DE1093678B

DE1093678B - Schaltvorrichtung fuer ein Vierganggetriebe mit drei Radpaaren, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1093678B
Application number: DEG22873A
Authority: DE
Inventors: Anton Ottenschlaeger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-07-19
Filing date: 1957-09-05
Publication date: 1960-11-24

Description

Schaltvorrichtung für ein Vierganggetriebe mit drei Radpaaren, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die bekannte Vorrichtung nach dem Hauptpatent 959437 betrifft ein Vierganggetriebe mit drei Zahnradpaaren, insbesondere fürKraftfahrzeuge, mit einer treibenden und einer getriebenen Welle, auf denen je eine Radgruppe und je eine Doppelschaltmuffe angeordnet sind, wobei das Vierganggetriebe durch einen axial verschiebbaren und schwenkbaren Schalthebel im H-Schema schaltbar ist. Bei dieser Vorrichtung ist am einen Ende des Schalthebels ein Schaltglied befestigt, das in eine der beiden Doppelschaltmuffen eingreift und über ein zweites Schaltglied die Doppelschaltmuffe auf der anderen Welle betätigt. Bei dieser Ausführungsart muß ein Teil der Schaltarbeit während der wenig übersetzten Schubbewegung entlang dem H-Steg geleistet werden. Dadurch ist eine Vollsynchronisierung praktisch nicht anwendbar, weil auch ein Teil der Synchronisierarbeit in den den H-Steg bildenden Teil des Schaltweges fällt.
Durch die Erfindung wird dieser Nachteil beseitigt. Die Erfindung besteht darin, daß bei der den H-Steg des Hebelschaltweges bildenden Schubbewegung des Schalthebels ein Schaltfinger nur in eine von zwei Bereitschaftsstellungen entweder für den 1. und 2. Gang oder für den 3. und 4. Gang verschoben wird und das Ansynchronisieren und Schalten in bei Vierganggetrieben mit vier Radpaaren bekannter Weise durch das Verschieben der Doppelschaltmuffen beim Schwenken des Schalthebels erfolgt.
Hierdurch können für alle vier Gänge mit geringer Handkraft betätigbare Synchronisiereinrichtungen vorgesehen werden.
Es ist zwar ein Vierganggetriebe mit drei Radpaaren bekannt, dessen vier Gänge synchronisiert und in der üblichen H-Form schaltbar sind. Bei diesem Getriebe erfolgt das Synchronisieren in der nachteiligen Weise zum Teil während der Wählbewegung des Schalthebels auf dem Steg des H-Schemas. Weiterhin ist es zwar bei Vierganggetrieben mit vier Radpaaren allgemein bekannt, dieGänge nur während derSchaltbewegungen zu synchronisieren. Da jedoch ein Vierganggetriebe mit nur drei Radpaaren einen grundsätzlich anderen Aufbau der Schaltvorrichtung erfordert, sind bei Vierganggetrieben üblicher Bauart bekannte Maßnahmen nicht auf Vierganggetriebe mit drei Radpaaren übertragbar.
In weiterer Ausbildung der Erfindung verschiebt bei gleicher Schaltrichtung der beiden Doppelschaltmuffen, nämlich beim 2. und 3. Gang, der Schaltfinger unmittelbar beide Schaltgabeln, während bei entgegengesetzt verlaufender Schaltrichtung (l. und 4. Gang) der beiden Doppelschaltmuffen die eine der beiden Schaltgabeln über eine Umkehrvorrichtung bewegt wird.
In jeder der beiden Bereitschaftsstellungen bewirkt die Schwenkbewegung des Schaltfingers nach der einen Richtung die unmittelbare, gleichgerichtete Mitnahnie der beiden Doppelschaltmuffen und nach der anderen Richtung die mittelbare, zueinander entgegengesetzte Mitnahme derselben.
Das wird dadurch erreicht, daß die Schaltgabel für die eine Doppelschaltmuffe in beiden Bereitschaftsstellungen, also für alle vier Gänge, unmittelbar vom Schaltfinger verschoben wird, während die Schaltgabel für die andere Doppelschaltmuffe in jeder Bereitschaftsstellung in einer Richtung unmittelbar und in der anderen Richtung mittelbar über eine vom Schaltfinger betätigte Kulisse verschoben wird, welche über einen zweiarmigen Umkehrhebel die Bewegung der Schaltgabel umkehrt.
Das Synchronisieren erfolgt in an sich bekannter Weise derart, daß auf dem Schaltweg jeder der beiden Doppelschaltmuffen zunächst die Synchronisierteile zur Anlage und dann die Klauenschaltmuffen in Eingriff kommen. Zu diesem Zweck sind die Doppelschaltmuffen, in die die Schaltgabeln eingreifen, in an sich bekannter Weise axial verschiebbar, aber drehfest auf der Antriebs- bzw. auf der Abtriebswelle gelagert, wobei die Klauenschaltmuffen mittels federnder Sperren in der ausgekuppelten Stellung zu den Synchronisierteilen arretiert sind.
Nach dem Synchronisieren muß zwecks Herstellen der Kupplung mit den Klauen der federnde Druck der Sperre überwunden werden, um die Klauenschaltmuffe zum Synchronisierteil zu verschieben. Damit die hierzu und für die Synchronisierung notwendigen Kräfte nicht gleichzeitig aufgewendet werden müssen, sind die Betätigungselemente beider Doppelschaltmuffen so abgestimmt, daß beim Schalten die Bewegung der einen Doppelschaltmuffe der der anderen Doppelschaltmuffe etwas vorauseilt. Das kann dadurch erreicht werden, daß der Schaftfinger in an sich bekannter Weise an der einen Schaltgabel in größerer Entfernung von seinem Drehpunkt als an der anderen Schaltgabel bzw. an deren Umkehrvorrichtung angreift.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Abb. 1 den Querschnitt durch das Getriebe in der gemeinsamen Ebene beider Getriebewellen, Abb. 2 die Anordnung der Schaltgabeln und Abb. 3 die Umkehrvorrichtung für die eine Schaltgabel.
Die Anordnung der Räder im Getriebe gleicht der Anordnung gemäß dem Hauptpatent.
Auf der Antriebswelle 1 sind ein Rad 3 und ein Doppelrad 6, 7 frei drehbar gelagert. Zwischen dem Rad 3 und dem Doppelrad 6, 7 ist auf der Antriebswelle 1 eine Doppelschaltmuffe 9 angeordnet. Auf der zur Antriebswelle 1 parallelen Abtriebswelle 2 sind ein Doppelrad 4, 5 und ein Rad 8 frei drehbar gelagert. Zwischen dem Doppelrad 4, 5 und dem Rad 8 befindet sich eine Doppelschaltmuffe 10. Das Rad 3 ist mit dem Teilrad 4 des Doppelrades 4, 5, das Teilrad 6 des Doppelrades6,7 mit demTeilrad5 des Doppelrades4,5 und das Teilrad 7 des Doppelrades 6, 7 mit dem Rad 8 ständig im Eingriff. Mit den Doppelschaltmuffen 9 und 10 sind über die drei Radpaare vier Gänge schaltbar, wie später beschrieben wird.
Die Kupplungsseite jedes Rades bzw. Radpaares hat je einen Reibkegel 3a bzw. 6a bzw. 5a bzw. 8a und Kupplungsklauen 3 b bzw. 6 b bzw. 5 b bzw. 8 b. Die Doppelschaltmuffen 9 und 10 bestehen aus dem auf der Antriebs- bzw. der Abtriebswelle axial verschiebbaren, aber drehfest angeordneten, inneren Synchronisierteil 9a bzw. 10a mit kegeligen Aussparungen auf beiden Seiten. Auf diesen Synchronisierteilen 9 a bzw. 10 a sitzen axial verschiebbar, aber zu ihnen nicht drehbar, die Klauenschaltmuffen 9 b bzw. 10 b.
In der nicht gekuppelten Stellung sind, wie in Abb. 1 dargestellt, die Klauenschaltmuffen 9 b bzw. 10 b zum Synchronisierteil mit federnden Kugelsperren 9 c bzw. 10c arretiert. In die Ringnut der Doppelschaltmuffe 9 greift eine Schaltgabel 32, in die der Doppelschaltmuffe 10 eine Schaltgabel 31 ein (Abb. 2). Der Arm 32a der Schaltgabel 32, in den ein mit einem Schalthebel verbundener Schaltfinger 30 eingreift, liegt, in Achsrichtung des Schaltfingers gesehen, unterhalb des Armes 31 a der Schaltgabel 31 (Abb. 2). Der Schaltfinger ist in einer zur Verschieberichtung der Schaltgabeln parallelen Ebene schwenkbar und senkrecht zu dieser verschiebbar.
Ein quer zur Verschieberichtung der Schaltgabel gerichteter Führungsschlitz 32d im Schaltgabelarm 32a ist so lang, daß sich darin der Schaltfinger 30 auf der ganzen Schubweglänge des Schalthebels bewegen kann.
In Abb. 3 sind die Verschiebeelernente für die Schaltgabel 31 dargestellt. Der Schaltfinger 30 greift in eine seitlich offene Aussparung 31 d im Schaltgabelarm 31 a ein, die mit einer symmetrisch ausgebildeten Aussparung 34 d einer in der gleichen Ebene wie der Schaltgabelarm 31 a parallel längsverschiebbar zu dieser angeordneten Kulisse 34 zusammenarbeitet (in Abb. 2 nicht dargestellt). In die von den beiden Aussparungen 31 d und 34 d gebildete Öffnung, quer zu ihr in Richtung seiner Schubbewegung hin und her beweglich, greift der Schaltfinger 30 ein.
In der Aussparung 31 d des Schaltgabelarmes 31 a befindet sich der Schaltfinger 30 in der Bereitschaftsstellung für den 3. und 4. Gang, während die Aussparung 34 d in der Kulisse 34 die Bereitschaftsstellung des Schaltfingers 30 für den 1. und 2. Gang bildet.
Beim Schwenken in der Darstellung von Abb. 3 nach links legt sich der Schaltfinger 30 an die linke Kante einer der beiden Aussparungen 31 d und 34 d an. Nach rechts läuft der Schaltfinger in der Aussparung 31 d, also in der Bereitschaftsstellung für den 3. und 4. Gang, am freien Ende einer Nase 34 b an, die mit der Kulisse 34 verbunden ist und in die Aussparung 31 d des Schaltgabelarrnes 31 a hineinragt. In der Bereitschaftsstellung für den 1. und 2. Gang, also in der Aussparung 43 d der Kulisse 34, berührt der Schaltfinger 30 beim Schwenken nach rechts das freie Ende einer mit dem Schaltgabelarm 31 a verbundenen, in die Aussparung 34 d der Kulisse 34 hineinragenden Nase 31 b, wobei die Nase 31 b in eine zur Ebene des Schaltgabelarmes 31a parallele Ebene seitlich abgekröpft ist.
Der Schaltgabelarm 31 a ist mit der Kulisse 34 mittels eines zwischen dem Schaltgabelarm 31 a und der Kulisse 34 parallel zu deren gemeinsamen Ebene schwenkbar gelagerten, zweiarmigen Umlenkhebels 33 so formschlüssig verbunden, daß beim Verschieben der Schaltgabel 31 oder der Kulisse 34 die Kulisse bzw. die Schaltgabel in der entgegengesetzten Richtung verschoben wird.
Der Schaltfinger 30 greift, wie Abb. 2 zeigt, mit einem längeren Heb-elarrn in den Führungsschlitz 32 d der Schaltgabel 32 ein als in die. Aussparungen 31 d und 34d des Schaltgabelarmes 31a und derKulisse34.
Die Schalt- und Synchronisiereinrichtung arbeitet in folgender Weise-.
In Abb. 3 bezeichnet der Punkt A die Mitte des Schaltfingerquerschnittes in der Leerlaufstellung, von der aus der Schaltfinger in eine der beiden Bereitschaftsstellungen geschoben werden kann. In der ausgezogenen Darstellung steht der Schaltfinger 30 in der Bereitschaftsstellung für den 3. und 4. Gang.
Soll der 3. Gang geschaltet werden, dann wird der Schaltfinger nach links geschwenkt und verschiebt die Schaltgabeln 31 und 32 ebenfalls nach links (Abb. 2 und 3). Da der Schaltweg der Schaltgabel 32 infolge des längeren Hebelarmes am Schaltfinger größer ist als der der Schaltgabel 31, wird erst die Doppelschaltmuffe 9 und kurz danach die Doppelschaltmuffe 10 an den Synchronisierungskegel 3a des Rades 3 und den Synchronisierungskegel 5a des Rades 5 gebracht (Abb. 1). Durch weiteren Schaltdruck werden ebenfalls nacheinander die Kugelsperren9c und 10c ge- löst und die Klauenschaltmuffen 9 b und 10 b gegenüber den Svnchronisierteilenga und 10a weiterverschoben, bi; die Klauen gekuppelt sind. Der 3. Gang ist geschaltet. Der Kraftfluß läuft von. der Antriebswelle 1 über die Doppelschaltmuffe 9, das Rad 3, das Rad 4 und die Doppelschaltmuffe 10 in die Abtriebswelle 2.
Durch das Verschieben der Schaltgabel 31 nach links wurde über den Umlenkhebel 33 die Kulisse 34 nach rechts verschoben. Soll der 4. Gang geschaltet werden, dann wird der Schaltfinger nach rechts in die in Abb. 3 ausgezogen dargestellte Bereitschaftsstellung zurückgeschwenkt. Dadurch wird mit der Schaltgabel 32 die Doppelschaltmuffe 9 in die in Abb. 1 dargestellte Leerlaufstellung zurückgebracht und die Klauenschaltmuffe9b wieder am Synchronisiertei19a arretiert. Das Getriebe ist vom Antrieb entkuppelt. Die Doppelschaltmuffe10 bleibt in Kuppelstellung wie beim 3. Gang. Der Schaltfinger wird weiter nach rechts geschwenkt und legt sich an das freie Ende der Nase 34b an. Dadurch wird die Schaltgabe131 in der der Schaltstellung gehalten, in der sie sich befindet. Gleichzeitig wird über die Schaltgabel 32 die Doppelschaltmuffe 9 nach rechts verschoben und kuppelt nach dem Synchronisieren die Antriebswelle 1 mit dem Rad 6. Der Kraftfluß läuft nun vom Rad 6 über das Rad 5 und die Doppelschaltmuffe 10 in die Abtriebswelle 2.
Soll aus dem 4. Gang in den 2. Gang geschaltet werden, wird der Schaltfinger nach links in die Bereitschaftsstellung zurückgeschwenkt. Dadurch wird über die Schaltgabel 32 das Doppelrad 6, 7 vom Antrieb entkuppelt. Die Schaltgabel 32 und die Kulisse 34 bleiben stehen, die Doppelschaltmuffe 10 ist noch mit dem Doppelrad 4, 5 gekuppelt.
Durch Schubbewegung wird der Schaltfinger 30 in die gestrichelt dargestellte Bereitschaftsstellung für den 1. und 2. Gang gebracht. Da in der Kuppelstellung der Doppelschaltmuffe 10 zum Rad 5 die linke Kante der Aussparung31d nach links und das freie Ende der Nase 34 b nach rechts verschoben ist, stehen die linke Kante der Aussparung 34d und das freie Ende der Nase 31 b, die nach rechts bzw. nach links verschoben sind, entsprechend näher zueinander. Durch die kugelige Form des Schaltfingers 30 werden bei dessen Verschieben in den Bereich der Aussparung 34d deren linke Kante und die Nase 31b nach links und rechts auseinandergeschoben, wodurch die in Abb. 3 dar 'gestellte Leerlaufstellung der Schaltgabel 31 und der Kulisse 34 wiederhergestellt ist. Dabei wird die Doppelschaltmuffe 10 in die in Abb. 1 dargestellte entkuppelte Stellung gebracht. Dann wird der Schaltfinger nach rechts geschwenkt. Über die Schaltgabel 32 wird die Doppelschaltmuffe 9 mit dem Doppelrad 6, 7 gekuppelt. Ferner verschiebt der Schaltfinger über die Nase 31 b die Schaltgabel 31 nach rechts, wodurch die Doppelschaltmuffe 10 das Rad 8 mit dem Abtrieb kuppelt. Die Kulisse 34 rückt dabei nach links. Der Kraftfluß läuft von der Doppelschaltmuff e 9 über das Rad 7, das Rad 8 und die Doppelschaltinuffe 10 in die Abtriebswelle 2.
Im 1. Gang bleibt die Doppelschaltmuffe 10 in der Stellung, in der sie sich im 2. Gang befindet, während die Doppelschaltmuffe 9 nach links wie beim 3. Gang verschoben wird. Der Kraftfluß läuft von der Antriebswelle 1 über die Doppelschaltmuffe 9, das Rad 3, das Doppelrad 4, 5, das Doppelrad 6, 7, das Rad 8 und die Doppelschaltmuffe 10 in die Abtriebswelle 2.
Es lassen sich somit bei dieser Anordnung wie bei den bekannten Vierganggetrieben mit vier Radsätzen alle Schaltvorgänge mit Synchronisierung nur auf dem Schaltweg durchführen.
Die Schaltvorrichtung nach der Erfindung ist auch auf Viergang,-etriebe mit drei Radsätzen anwendbar, bei denen die Antriebswelle und Abtriebswelle gleichachsig sind. Bei dieser Getriebeanordnung sind drei Räder und zwischen diesen die bei-den Doppelschaltmuffen auf der Antriebs- und der Abtriebswelle angeordnet, während die drei Gegenräder, die ständig mit den drei Rädern auf der Antriebs- bzw. Abtriehswelle im Eingriff sind, fest auf einer Nabenwelle sitzen. Die beiden mit der Antriebs- bzw. der Abtriebswelle zusammenarbeitenden Doppelschaltmuffen kuppeln die beiden äußeren Räder mit der Antriebs-bzw. der Abtriebswelle und wahlweise das mittlere Rad mit diesen Wellen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Schaltvorrichtung für ein Vierganggetriebe mit drei kadpaaren, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer treibenden, und einer getriebenen Welle, auf denen je eine Radgruppe und je eine Doppelschaltmuffe angeordnet sind, wobei das Vierganggetriebe durch einen axial verschiebbaren und schwenkbaren Schalthebel im H-Schema. schaltbar ist, nach Patent 959 437, dadurch gekennzeichnet, daß bei der den H-Steg des Hebelschaltweges bildenden Schubbewegung des Schalthebels ein Schaltfinger (30) nur in eine von zwei Bereitschaftsstellungen entweder für den 1. und 2. Gang oder für den 3. und 4. Gang verschoben wird und das Ansynchronisieren und Schalten aller vier Gänge in bei Vierganggetrieben mit vier Radpaaren bekannter Weise durch das Verschieben der Doppelschaltmuffen beim Schwenken des Schalthebels erfolgt.
2. Schaltvorgang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleicher Schaltrichtung (2. und 3. Gang) der beiden Doppelschaltmuffen (9 und 10) der Schaltfinger beide Schaltgabeln (31 und 32) unmittelbar verschiebt, während bei entgegengesetzt verlaufender Schaltrichtung (l. und 4. Gang) der beiden Doppelschaltmuffen die eine (31) der beiden Schaltgabeln über eine Umkehrvorrichtung (34, 33) vom Schaltfinger (30 ' ) bewegt wird. 3. Schaltvorrichtung nach denAnsprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder der beiden Bereitschaftsstellungen die Schwenkbewegung des Schaltfingers nach der einen Richtung die unmittelbare, gleichgerichtete Mitnahme der beiden Doppelschaltmuffen (9 und 10) und nach der anderen Richtung die mittelbare, zueinander entgegengesetzte Mitnahme derselben bewirkt, wobei die unmittelbare bzw. mittelbare Mitnahme in der einen Bereitschaftsstellung derjenigen in der anderen Bereitschaftsstellung gegenüberliegt. 4. Schaltvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltgabel (32) für die eine Doppelschaltmuffe (9) in beiden Bereitschaftsstellungen nach beiden Richtungen vom Schaltfinger unmittelbar verschoben wird, während die Schaltgabel (31) für die andere Doppelschaltmuffe (10) in jeder Bereitschaftsstellung in einer Richtung (III. bzw. II) unmittelbar und in der anderen Richtung (IV bzw. 1) mittelbar über eine vom Schaltfinger (30) betätigte Kulisse (34) verschoben wird, welche über einen zweiarmigen Umkehrhebel (33) die Bewegung der Schaltgabel (31) umkehrt. 5. Schaltvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Scha,Itweg jeder der beiden Doppelschaltmuffen (9 und 10) in an sich bekannter Weise zunächst die Synchronisierteile (9a und 10a) zur Anlage und dann die Klatienschaltmuffen (9b und 10b) in Eingriff kommen. 6. Schaltvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelschaltmuffen (9 und 10), in die die Schaltgabeln (32 und 31) eingreifen, in an sich bekannter Weise axial verschiebbar, aber drehfest auf der Antriebs-bzw. auf der Abtriebswelle (1 bzw. 2) gelagert sind. 7. Schaltvorrichtung nach den Ansprüchen 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klauenschaltmuffen (9 b und 10 b) in an sich bekannter Weise mittels federnder Sperren (9c und 10c) in der ausgekuppelten Stellung zu den Synchronisierteilen (9a und 10a) arretiert sind. 8. Schaltvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungselernente der beiden Doppelschaltmuffen so abgestimmt sind, daß beim Schalten die eine Doppelschaltmuffe (9) der anderen Doppelschaltmuffe (10) etwas vorauseilt. 9. Schaltvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltfinger in an sich bekannter Weise an der einen Schaltgabel (32) in größerer Entfernung' von seinem Dre-hpunkt angreift als an der anderen Schaltgabel (32) bzw. an deren Umkehrvorrichtung. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 540 432, 673 665, 800812.