DE2633730B2

DE2633730B2 - Mechanische Schalteinrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe

Info

Publication number: DE2633730B2
Application number: DE2633730A
Authority: DE
Inventors: Jean Remy Bois-Colombes Bost (Frankreich)
Original assignee: Automobiles Peugeot SA
Current assignee: Automobiles Peugeot SA
Priority date: 1975-09-01
Filing date: 1976-07-27
Publication date: 1978-12-14
Also published as: FR2322307A1; FR2322307B1; US4060005A; GB1551414A; DE2633730A1; IT1062147B; DE2633730C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine mechanische Schalteinrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe, bei dem einem Hauptgetriebe bedarfsweise ein Zusatzgetriebe nachschaltbar ist.

Es ist bereits ein Zusatzgetriebe bekannt (DE-PS 9 20 772), das auf einfache Weise an Hauptgetrieben unterschiedlicher Ausführung angebaut werden kann und das eine Überholkupplung zwischen der Abtriebswelle des Hauptgetriebes und der Antriebswelle der ^ahrzeugräder aufweist Dieses bekannte Zusatzgetriebe soll lediglich einen zusätzlichen Schaltbereich für hohe Geschwindigkeiten liefern; seine Schaltung der untersetzten Bereiche hängt unmittelbar von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges ab und wird nicht vom Fahrer über ein Schaltgestänge eingeleitet; der direkte Gang wird über ein Schaltgestänge eingelegt.

Bei einem anderen bekannten Zahnräderwechselgetriebe (DE-OS 19 04 663) ist ein Haupt- und ein Zusatzgetriebe zu einem geteilten Getriebeblock zusammengebaut, wobei das Hauptgetriebe aufgrund der Anordnung und Ausbildung seiner Hilfswelle und der in der abtriebsfeitigen Wand vorgesehenen Lager normalerweise nur in Verbindung mit dem nachgeschalteten Zusatzgetriebe eingesetzt werden soll. Eine Verwendung des Hauptgetriebes allein würde entweder eine umgestaltete und an den Durchmesser der Hilfswelle angepaßte Abtriebswelle oder aber eine Änderung der Getrieberückwand und der Lager voraussetzen. Dies erfordert jedoch eine weitgehende Änderung des gesamten Getriebeblockes. Neben einer Umgestaltung des Hauptgetriebes müßte dabei u. U. auch die Schalteinrichtung umgestaltet werden.

Ferner ist eine Schalteinrichtung für Zusatzgetriebe gemäß der Gattung des Patents'Spruchs 1 bekannt (Internationales Automobil-Handbuch, 1954, S. 307), die zum halbautomatischen Schalten des Zusatzgetriebes eine Kupplungsmuffe mit gegeneinander abgeschrägten Abweisklauen aufweist. Die Abweisklauen können nur bei Synchronlauf eingerückt werden, wobei dieses Einrücken nicht durch die Betätigung eines zusätzlichen Schalthebels erfolgt, sondern durch eine dabei zuvor gespannte Speicherfeder, die erst bei eingetretenem Synchronlauf den eigentlichen Einrückvorgang der Kupplung bewirkt. Dieses Zusatzgetriebe kann somit auch während der Fahrt umgeschaltet werden; es ergeben sich jedoch die Nachteile, daß diese Schaltvorgänge nicht unmittelbar vom Fahrer beeinflußt und bei noch wirksamer Kraftübertragung im Hauptgetriebe eingeleitet werden können, was zu Schaltstößen führen kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein zuverlässiges und stoßfreies Umschalten des Zusatzgetriebes zu gewährleisten.

Gemäß der beanspruchten Lösung kann das Zusatzgetriebe nur dann umgeschaltet werden, wenn kein Gang des Hauptgetriebes eingelegt ist, d. h. während der Wähl- oder der Schaltbewegung des Schalthebels für das Hauptgetriebe.

Ein praktisch bedeutsamer Vorteil der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung liegt noch darin, daß an das Schaltgestänge des Hauptgetriebes das Gestänge des Zusatzgetriebes einfach angekoppelt werden kann, ohne daß konstruktive Änderungen notwendig wären.

Auf diese Weise ergibt sich eine wesentliche Vereinfachung beim Zusammenbau eines Haupt- und eines Zusatzgetriebes zu einem Getriebeblock mit einer Schalteinrichtung, deren Schaltglieder zum sicheren und stoßfreien Schalten des Zusatzgetriebes miteinander gekoppelt sind.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthaltsn.

Aus der US-PS 22 45 017 ist eine Vorwähl-Schalteinrichtung bekannt, bei der auf einer Schaltstange zu beiden Seiten der Schaltgabel auf Zug oder Druck beanspruchbare Federn angeordnet sind, die sich mit jeweils einem Ende an je einem festen Anschlag abstützen. Zur Verrastung der Schaltstange in den beiden Schaltstellungen sind federbelastete Stifte ortsfest angeordnet, die in entsprechend positionierte Kerben der Schaltstange eingreifen (Ansprüche 1, 6 bis 8).

Aus der AT-PS 2 76 109 ist ein aus einem Wendegetriebe, einem Hauptgetriebe und einem Gruppengetriebe bestehender Antriebsblock for insbesondere Ackerschlepper bekannt, bei dem die drei Einzelbetriebe in ihrer Wirkung einander zugeordnet und auch räumlich fest miteinander verbunden sind. Das Wendegetriebe und das nachgeschaltete Gruppengetriebe sind über eine Schalteinrichtung miteinander gekoppelt. Eine Schwenkbewegung des einzigen Schalthebels in Richtung der Schaltstange schaltet das Wendegetriebe, und eine Schwenkbewegung des Schalthebels quer zur Schaltstange dient zum Umschalten des Gruppengetriebes (Ansprüche 1,2,5).

Aus der bereits eingangs gewürdigten DE-OS 19 04 663 ist ferner eine Verriegelung der Schaltstangen gegeneinander durch Verriegelungsstifte bekannt, die axial verschiebbar in ortsfesten Querbohrungen angeordnet sind und durch Eingriff in entsprechende Kerben in den Schaltstangen ein gleichzeitiges Verschieben dieser Schaltstangen verhindern (Ansprüche 3, 4)-

Bei der ei.indungsgemäßen Schalteinrichtung kann das Schaltgestänge für das Zusatzgetriebe entweder mit den Wählgliedern des Schaltgestänges für das Hauptgetriebe gekoppelt sein, was ein Umschalten des Zusatzgetriebes nur während der Wählbewegung des Schalthebels für das Hauptgetriebe ermöglicht, oder das Schaltgestänge für das Zusatzgetnobe kann mit den Schaltgliedern des Hauptgetriebes gekoppelt sein, was neben einer konstruktiven Vereinfachung ein Umschalten des Zusatzgetriebes während der Schaltbewegung des Schalthebels für da.; Hauptgetriebe ergibt (Anspruch 5).

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht des Zahnräderwechselgetriebes,

F i g. 2 eine perspektivische Darstellung der mechanischen Schalteinrichtung für das Zahnräderwechselgetriebe nach Fig. 1,

F i g. 3 eine andere mechanische Schalteinrichtung für ' das Zahnräderwechselgetriebe nach Fig. I.

Das in Fig. 1 dargestellte Zahnräderwechselgetriebe weist ein Hauptgetriebe 1 mit vier Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang sowie mit einer Eingangswelle 2 und einer Ausgang^welle 3 auf. Zwei Synchronisierglieder 4, 6 werden durch entsprechende Schaltgabeln 5, 7 zum Einlegen der einzenen Gänge verschoben. Die Ausgangswelle 3 des Hauptgetriebes 1 ist über eine Kupplung 8 mit der Antriebswelle 9 eines zweistufigen Zusatzgetriebes 10 verbunden. Ein Synchronisierglied

12 wird aur der Abtriebswelle 11 durch eine Schaltgabel

13 zwischen einem Zahnrad 14 und einem Zahnrad 15a verschoben, die mit Zahnrädern 14a bzw. 15 ständig in

Eingriff stehen.

Geschaltet wird das Zahnräderwechselgetriebe mittels einer Schalteinrichtung nach den F i g. 2 oder 3. Ein Schalthebel 17 ist um einen Drehzapfen 18 schwenkbar, ίο der in einer Gabel 19 am Ende einer axial festgelegten Welle 20 aufgenommen ist. Ein auf der Welle 20 befestigter Schwenkarm 21 ist über ein Kugelgelenk 22 mit einer Schubstange 23 verbunden, die über ein weiteres Kugelgelenk 24 an einem Arm 25 eines Winkelhebels angreift Eine mit dem Winkelhebel fest verbundene Welle 26 trägt eine Gabel 27, zwischen deren Armen ein fest mit einer drehbaren und verschiebbaren Welle 29 verbundener Schaltfinger 28 eingreift.

Ein unterer Ansatz 30 am Schalthebel 17 ist über ein Kugelgelenk 3!, eine Schubstange si und ein weiteres Kugelgelenk 33 an einem fest mit der Welle 29 verbundenen Hebel 34 angelenkt. Der Schaltfinger 28 greift zwischen die Arme von Schaltgabeln 35, 36, 37, die mit je einer Schaltstange 38,39, 40 zum wahlweisen Betätigen der Synchronisierglieder 4 und 6 und zum Einlegen des Rückwärtsganges verbunden sind. Die Gabel 19, die Welle 20, der Schwenkarm 21, die Kugelgelenke 22, 24, die Schubstange 23, der Arm 25 und die Welle 25 bilden zusammen mit der Schubstange 32 und dem Hebel 34 das Schaltgestänge des Hauptgetriebes 1.

Zum Umschalten des Zusatzgetriebes IO weist die Schaltvorrichtung einen um eine Querwelle 42 schwenkbaren Schalthebel 41 auf, der jedoch lediglich ein Wählorgan darstellt. Eine Hülse 43 am Schalthebel 41 hat einen seitlichen Ansatz 44 und ein nicht dargestelltes Federelement, das diesen Ansatz in eine Kprbe 45 oder 46 eines ortsfesten Segments 17 einrasten läßt. Der ■»o Schalthebel 41 ist mit einem Schwenkarm 48 drehfest verbunden, der an eine unterteilte Stange 49 angelenkt ist. Zwischen zwei Anschlägen 50 und 51 an der Stange 49 und Scheiben 52 und 53 ist eine Druckfeder 54 eingespannt. Die Scheiben 52 und 53 sind an ihrem Rand ■»-> zwischen einer Innenschulter 55 eines Hohlzylinders 56 und einem Sprengring 57 gehalten. Der Hohlzylinder 56 verlängert sich über den Anschlag 50 der Stange 49 hinaus und ist über einen Hebel 58 und eine Welle 59 mit einem Schaltfinger 60 verbunden, der zwischen die >o beiden Arme eines an der Schaltgabel 13 befestigten Mitnehmers 61 eingreift. Der Mitnehmer 61 sitzt fest auf einer Schaltstange 62 für das Zusatzgetriebe 10, die zwei Nuten 63 und 64 aufweist. Der Hebel 58, die Welle 59 mit dem Schaltfinger 60, der Mitnehmer 61 und die Schaltstange 62 bilden das Schaltgestänge des Zusatzgetriebes 10.

Eine Schubstange 65 ist parallel zur Schaltstange 62 angeordnet und über eine Kuppelstange 66 am anderen Arm des L-förmigt .i Winkelhebels angelenkt. In dieser ' Schubstange 65 ist eine Nut 68 eingearbeitet. Zwischen den beiden Stangen 62 und 65 ist in einer ortsfesten Bohrung ein Sperrstift 69 verschiebbat angeordnet, dessen Länge größer als der Abstand zwischen den beiden Stangen 62 und 65 ist. Die Nut 68 in der Schubstange 65 befindet sich unmittelbar unter diesem Sperrstift 69, wenn der Schaltfinger 28 sich auf dem halben Weg zwischen den Schaltgabeln 35 und 36 befindet. Die Länge der Nuten 63 und 64 in der

Schaltstange 62 ist wesentlich größer als der Durchmesser des Sperrstiftes 69, der die Schaltstange 62 verriegelt und Verschiebungen nur zuläßt, wenn er sich gegenüber der Kerbe 68 in der Schubstange 65 befindet. Die beiden Nuten 63, 64 stellen zusammen mit dem Sperrstift 69 Verriegelungselemente und die Schubstange 65, die Kuppelstange 66 und ein Arm 67 am Winkelhebel Koppelglieder dar, über die die Schaltgestänge des Haupt- und Zusatzgetriebes miteinander gekoppelt sind.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Schalteinrichtung ist folgende: In F i g. 2 sind der Schalthebel 17 in seiner Ncutralslellung und der Schalthebel 41 z. B. in der Stellung für die obere Schaltstufe des Zusatzgetriebes dargestellt. Das Synchronisierglied 12 des Zusatzgetriebes 10 steht mit dem Zahnrad 14 in Eingriff. Aus dieser Sieüuiig küimcfi liäcliciMänCjcr die vier Vorwärisgängc des Schaltgetriebes 1 durch Verschwenken des Schalthebels 17 in Richtung der Pfeile F, und F₂ geschaltet werden. Die Wählbewegung des Schalthebels t7 in Richtung des Pfeiles F, bewirkt ein Verdrehen der Welle 26 und damit eine Längsverschiebung der Welle 29 und des Schaltfingers 28 auf die Höhe der gewählten Mitnehmergabel 35 oder 36. Durch diese Verdrehung der Welle 26 werden gleichzeitig die Schubstangen 65, 66 verschoben, deren Nut 68 über den Sperrstift 69 hinaus von der einen zur anderen Seite des Sperrstiftes bewegt wird. Bei Durchgang der Nut 68 am Sperrstift 69 wird die Schaltstange 62 des Zusatzgetriebes entriegelt. Eine Verschiebung dieser Schaltstange und damit ein Umschalten des Zusatzgetriebes tritt jedoch nicht ein, weil keine Schaltkraft wirksam ist. Die Schaltbewegung des Schalthebels 17 in Richtung des Pfeiles F₂ bewirkt eine axiale Verschiebung der zuvor ausgewählten Schaltstangc 38 oder 39 und damit das Einlegen des gewünschten Gangs. Diese Bewegung ist ohne Einfluß auf die Schubstange 65.

Während der Fahrt und bei eingelegtem Gang kann der Schalthebel 41 des Schaltgestänges für das Zusa'zgetriebe verstellt und der Ansatz 44 aus z. B. der Nut 45 in die Nut 46 des Segments 47 eingerückt werden. Diese Bewegung bewirkt ein Zusammendrükken der Feder 54. da die Schaltstange 62 für das Zusatzgetriebe 10 durch den Sperrstift 69 verriegelt ist. Eine Umschaltung des Zusatzgetriebes 10 erfolgt dabei nicht, sondern diese wird lediglich vorbereitet.

Zum eigentlichen Umschalten des Zusatzgetriebes wird der Schalthebel 17 aus seiner dargestellten Neutralstellung in Richtung des Pfeiles Fbewegt. Diese Bewegung führt zu einer Verschiebung der Schubstange 65, deren Nut 68 in der Mitte des Verschiebeweges dem Sperrstift 69 gegenübersteht. In diesem Zustand ist die Schaltstange 62 vorübergehend entriegelt und die Schaltgabel 13 wird in axialer Richtung durch Entspannen der Feder 54 verschoben, was ein Umschalten des Zusatzgetriebes 10 bewirkt. Der umgekehrte B"i'di\aitnacaano läuft in rlpr irlpirhrn Weise ab.

Bei der Ausführung nach Fig. 3 ist die Schubstange 65 mit dem Schalthebel 17 über eine Verlängerung 34a des Hebels 34 und eine Kuppelstange 66a gekoppelt. In diesem Fall befindet sich die Nut 68 gegenüber dem Sperrstift 69, wenn der Schalthebel 17 in seiner Neutralstellung steht, unabhängig von der Reihe der gewählten Gänge. Eine durch Verstellen des Schalthebels 41 vorgewählte Umschaltung des Zusatzgetriebes vollzieht sich daher erst bei der nächsten Gangänderung durch den Schalthebel 17. Wie bei der Ausführung nach F i g. 2 kann das Zusatzgetriebe IP nur dann umgeschaltet werden, wenn das Hauptgetriebe 1 sich in einer Neutralstellung befindet.

Bei beiden dargestellten Ausführungsbeispielen kann ein neuer Gang im Hauptgetriebe 1 erst dann eingelegt werden, wenn die Umschaltung im Zusatzgetriebe beendet ist, den der Sperrstift 69 kann sich aus der Nut 68 in der Schubstange 65 erst dann lösen, wenn er einer der Nuten 63 oder 64 in der Schaltstange 62 gegenübersteht, d. h. wenn die Schaltstange 62 sich in der einen oder anderen Endstellung befindet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mechanische Schalteinrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe, bei dem einem Hauptgetriebe bedarfsweise ein Zusatzgetriebe nachschaltbar ist, mit einem Schalthebel für ein Schaltgestänge, Schaltstangen und Synchronisiergliedern zum Schalten des Hauptgetriebes sowie mit einem weiteren Schalthebel, einem Federlcraftspeicher, Verriegelungselementen und einem Schaltgestänge für das Zusatzgetriebe, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltgestänge (58—62) des Zusatzgetriebes (tO) mit dem Schaltgestänge (19—26; 32, 34) des Hauptgetriebes über die Verriegelungselemente (63, 64,69) und über Koppelglieder (65,66,67; 34a, 66a) gekoppelt ist, die bei einer bestimmten Stellung des Schalthebels (17) die Wirkung des Speichers (49-57) aufheben.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Koppelgüedern zwischen den Schaltgestängen der beiden Getriebe (1 und 10) eine parallel zur Schaltstange (62) des Zusatzgetriebes angeordnete Schubstange (65) gehört, die mit den Verriegelungselementen (63,64,68, 69) zusammenwirkt.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungselemente aus zwei Nuten (63, 64) in der Schaltstange (62) des Zusatzgetriebes (10), aus einer Nut (68) in der Schubstange '65) sowie aus einem ortsfest gelagerten längsverschiebbaren Sperrstift (69) bestehen, der eine größere Länge *als der Zwischenabstand der beiden Stangen (62 und 65) aufweist und in jeweils eine der Nuten (63,64; 68) eingrs ;t.

4. Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstange (62) des Zusatzgetriebes die beiden Nuten (63, 64) in einer ihren beiden Schaltstellungen entsprechenden Anordnung aufweist und daß die in der Schubstange (65) angeordnete dritte Nut (68) bei um den halben Verschiebeweg bewegter Schubstange (65) dem Sperrstift (69) gegenüberliegt.

5. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltgestänge (58—62) des Zusatzgetriebes (10) entweder mit Gliedern (25, 67) für die Wählbewegung oder mit Gliedern (34,34a)für die Schaltbewegung des Schaltgestänges des Hauptgetriebes (1) gekoppelt ist.

6. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (54) des Speichers (49—57) über eine Stange (49) mit dem Schalthebel (41) des Zusatzgetriebes und über ein Zylindergehäuse (56) und einen « kurbeltrieb (58, 59) mit dem Schaltfinger des Zusatzgetriebes (10) verbunden ist.

7. Schalteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stange (49) zwei radiale Schultern (50,51) ausgebildet sind, die Anschläge für h" zwei auf der Stange verschiebbar angeordnete Ringscheiben (52, 53) bilden, und daß das Zylindergehäuse (56) zwei weitere Anschläge (55, 57) für die beiden Ringscheiben (52, 53) aufweisen, zwischen denen die Feder (54) eingespannt ist. ·- >

8. Schalteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (49) aus zwei gegeneinander verstellbaren Teilen besteht, von denen jeder jeweils einen Anschlag für die Ringscheiben aufweist.