DE2848213A1

DE2848213A1 - Schalteinrichtung fuer zahnraederwechselgetriebe

Info

Publication number: DE2848213A1
Application number: DE19782848213
Authority: DE
Inventors: Hans-Joerg Dr Ing Bart
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1978-11-07
Filing date: 1978-11-07
Publication date: 1980-05-08
Also published as: DE2848213B2; DE2848213C3

Description

Bekannte Schalteinrichtungen für Zahnräderwechselge-
triebe mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches sind mit zwischen den Seitenflächen der Zahnräder liegenden Schaltkupplungen mit durch Schaltgabeln verstellbaren Schiebemuffen versehen. Die zu schaltenden Zahnräder haben daher voneinander einen Abstand von mindestens der axialen Breite der Kupplungen. Dadurch haben die bekannten Getriebe eine große axiale Baulänge.
Es sind Schalteinrichtungen für Zahnräderwechselgetriebe mit unmittelbar nebeneinander angeordneten Schaltzahnrädern bekannt. Diese werden durch einen im Innern der Hauptwelle axial verschiebbaren Keil nacheinander mit der Hauptwelle gekuppelt. Diese Getriebe haben den Nachteil, daß beim Schalten eines Ganges sämtliche Gänge niederer Ordnung nacheinander durchgeschaltet werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zahnräderwechselgetriebe kurzer Bauart zu schaffen, bei welchem beim Schalten jeweils nur das Zahnrad des gewünschten Ganges mit der Hauptwelle gekuppelt wird.
Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch beschriebene Erfindung gelöst.
Die Ausbildung der Getriebehauptwelle als Schaltelement und Anordnung eines von der Schaltfunktion der Hauptwelle unabhängigen Wählelementes ermöglicht eine kurze Bauweise des Getriebes durch enge Aneinanderreihung der Gangschalträder, wobei ausschließlich der vorgewählte Gang geschaltet wird.
Anspruch 2 beschreibt eine Ausführungsform der Erfindung mit zangenförmigen Verbindungselementen zwischen den Schiebemuffen und der Hauptwelle, wobei die Zangen durch eine parallel zur Hauptwelle bewegbare Wählstange zu betätigen sind.
Anspruch 3 betrifft eine vorteilhafte Ausbildung der Zange, so daß in der Schaltstellung keine Reibung zwischen der Zange und den Segmenten auftritt.
Die gemäß Anspruch 4 vorgesehene Ausbildung der Durchbrechungen und Ausnehmungen in der Schiebemuffe und in der Hauptwelle läßt ein Ausfedern der Segmente zu. Dadurch wird ein günstiges Kupplungsverhalten an der Schaltverzahnung trotz großer Schaltmassen erreicht.
Anspruch 5 betrifft eine weitere Ausführungsform, die durch einfache Bauweise ausgezeichnet ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben, die zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine Schemazeichnung der Schaltanordnung eines Vier-Gang-Wechselgetriebes.
Fig. 2 eine Ansicht mit teilweisem Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung in einem Längsschnitt in schematischer Darstellung.
Fig. 5 zeigt einen teilweisen Querschnitt nach der Linie V-V der Fig. 4.
In Fig. 1 ist 1 die Hauptwelle eines mehrgängigen Zahnrädergetriebes. Die Hauptwelle wird über eine Eingangswelle 2, ein Zahnrädersatz 3, 4, eine oder mehrere Vorgelegewellen 5 und darauf befestigten Vorgelegerädern 6 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetrieben. Die Hauptwelle ist einerseits bei 7 in der Eingangswelle 2 und andererseits in einem Abtriebsflansch 8 axial verschieblich gelagert und mit letzterem drehfest verbunden. Eine Schaltgabel 9 greift in eine Nut 10 der Hauptwelle ein.
Parallel zu der Hauptwelle ist eine Wählstange 11 axial verschieblich in einem Gehäuse 12 gelagert. Die Schaltstange ist mit Einschnitten 13 und 14 versehen.
Mit den Vorgelegerädern 6 sind eine gleiche Anzahl von Hauptwellenzahnrädern 15 ständig im Eingriff. Die Hauptwellenräder umgeben die Hauptwelle und werden in den Verzahnungen der Vorgelegeräder gegenüber der Hauptwelle radial einstellbar gelagert. Je zwei der dargestellten Hauptwellenräder können durch eine Schiebemuffe 16 bzw. 17 mit der Hauptwelle gekuppelt werden. Hierzu ist die Hauptwelle mit einer Außenverzahnung 18 versehen, auf welcher die beiden Schiebemuffen mit einer dazu passenden Innenverzahnung 19 drehfest, aber axial verschieblich gelagert sind. Eine Außenverzahnung 20 der Schiebemuffen greift in Innenverzahnungen 21 der zugehörigen Hauptwellenräder ein.
Verbindungselemente in Form von Zangen 22 und 23 werden durch Verschieben der Wählstange 11 mittels einer Schaltgabel 24 betätigt und dienen dazu, die Schiebemuffen wahlweise mit der Hauptwelle axial zu kuppeln. Die Verbindungselemente werden nachstehend näher beschrieben.
In Fig. 2 ist 22 eine der beiden Zangen mit zwei die Schaltstange 11 umfassenden Hebeln 25 und 26, die mit einem Joch 27 gelenkig verbunden sind. Die Zange wird in einem Hohlraum 39 des Gehäuses 12 axial gehalten. Die drei Zangenteile umschließen die Schiebemuffe 16 und zwei Segmente 28 und 29. Diese besitzen nach innen gerichtete Lappen 30, die in entsprechend geformte Ausnehmungen 31 (Fig. 3) der Schaltmuffe eingreifen, so daß die Segmente drehfest und axial unverschieblich mit der Schiebemuffe 16 verbunden sind.
Die Hauptwelle 1 ist mit Nuten 32 und 33 (Fig. 1) versehen, in welche die Lappen 30 bei geschlossener Zange eintreten können, wie weiter unten näher beschrieben. Zwei Federn 34 liegen in radialen Bohrungen 35 der Schaltmuffe (Fig. 3) und stützen sich an den Segmenten ab. Diese werden federnd nach außen gedrückt, so daß die Lappen 30 nicht in die Nut 32 eintreten können.
Eine Feder 36 verbindet die beiden Enden der Hebel 25 und 26. Sobald diese im Bereich der Einschnitte 13 bzw. 14 liegen, wie in Fig. 1 die Zange 23, werden die Hebel 25 und 26 durch die Feder zueinander bewegt, so daß die Hebelenden den kleinsten Durchmesser 11.1 des Einschnittes umfassen.
Infolge der Schließbewegung der Zange werden die Segmente einwärts gedrückt, so daß die Lappen 30 in die Nut 32 der Hauptwelle 1 eintreten. Damit ist die Schiebemuffe auf der Hauptwelle axial fixiert und kann beim Schalten der Hauptwelle in eine der beiden Kupplungsstellungen bewegt werden, entsprechend der Stellung der Schiebemuffe 17 in Fig. 1.
Die Seitenwände der Ausnehmung 31 und der Nut 32 im Bereich der Verzahnungen 18 und 19 laufen nach außen konisch auseinander, so daß die Lappen ausfedern können. Ferner sind in der Schiebemuffe Nischen 37 eingefräst, in welche umgebördelte Teile 38 der Lappen 30 eingreifen. Hierdurch wird der Federweg der Segmente nach außen begrenzt, so daß sie nicht an den Innenflächen der Zangenteile anliegen. Zwischen den drehenden Segmenten und der feststehenden Zange tritt also in der ausgekuppelten Stellung der Schiebemuffe keine Reibung auf.
Während der Wählbewegung bei geschlossener Zange liegen Zange und Segmente aneinander. Bei der Schaltbewegung jedoch entfernen sich die Segmente axial von der Zange und fahren zusammen mit der Schiebemuffe in das zu schaltende Hauptwellenzahnrad ein (Fig. 1, Schiebemuffe 17). Dadurch ist gewährleistet, daß auch in der Kupplungsstellung der Schiebemuffe kein Verschleiß der Segmente auftritt.
Mit der in Fig. 4 und 5 dargestellten weiteren Ausführungsform der Schalteinrichtung kann ebenfalls wahlweise eine-Schiebemuffe 50 auf der zu schaltenden Hauptwelle 51 axial fixiert werden. Die Wählstange 52 liegt hierbei in der Hauptwelle und wird über einen Stift 53 und eine Schaltgabel 63 von außen betätigt. Der Stift kann in einem Langloch 54 axial bewegt werden. In abgesetzten Bohrungen 55 der Welle 51 sind beispielsweise drei Sperrstifte 56 gleichmäßig über die Querschnittsfläche der Welle verteilt gelagert. Die Sperrstifte 56 haben Kontakt mit drei weiteren in Bohrungen der Schiebemuffe 50 radial verschieblich gelagerten Stiften 57, welche mit ihren äußeren Enden in der in Fig. 4 und 5 dargestellten Entkupplungsstellung der Wählstange 52 in die zu schaltenden Zahnräder 58 und 59 hinausragen und die Schiebemuffe gegenüber den Zahnrädern axial fixieren. Die Sperrstifte 56 werden durch die inneren Enden der Stifte 57 und je eine in einer Bohrung 61 der Schiebemuffe untergebrachte Feder 60 kraftschlüssig an der Wählstange gehalten.
Wenn die Wählstange 52 aus der in Fig. 4 gezeichneten Stellung beispielsweise nach links bewegt wird, treten die Sperrstifte 56 unter Wirkung der Feder 60 in die Einkerbung 62 der Wählstange ein, während zugleich die Stifte 57 nach innen bewegt werden und mit ihren inneren Enden in die Bohrungen 55 eintreten. Damit wird die Schiebemuffe 50 auf der Hauptwelle 51 axial fixiert und gegenüber den Zahnrädern 58 und 59 axial beweglich.
Durch Verschieben der Hauptwelle mittels einer in eine Wellennut 64 eingreifenden Schaltgabel 65 kann die Schiebemuffe und damit die Hauptwelle nunmehr wahlweise mit dem Zahnrad 58 oder dem Zahnrad 59 gekuppelt werden, wobei die Wählstange 52 durch eine nicht gezeichnete Koppelungseinrichtung mit der Hauptwelle mitbewegt wird.
Wird die Hauptwelle zum Schalten einer weiteren, in Fig. 4 nicht dargestellten Schiebemuffe aus der in Fig. 4 gezeichneten Stellung nach links bewegt, so wird die Schiebemuffe 50 durch das äußere Ende der Sperrstifte 57 axial festgehalten. Dabei gleitet das innere Ende der Stifte 57 auf dem Zahngrund zwischen zwei Zähnen der Hauptwelle, während das äußere Ende der Sperrstifte 56 am dazwischenliegenden Zahnkopf der Schiebemuffe 50 gleitet.
Die beschriebene Ausführungsform ist durch einfachere Bauweise ausgezeichnet.
Schalteinrichtungen nach der Erfindung sind vorzugsweise bei Mehrvorgelegewellengetrieben anwendbar, da hierbei die Hauptwellenräder radial schwimmend gelagert sind und die Schiebemuffen im Innern der zu schaltenden Räder liegen können.
Der wesentliche Vorteil der Schalteinrichtung liegt in der kurzen Bauweise des Getriebes.

Claims

Schalteinrichtung für Z ahnräderwechs elgetriebe Patentansprüche Schalteinrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere Mehrvorgelegewellengetriebe, mit einer Hauptwelle, mehreren mit der Hauptwelle drehfest verbundenen und gegenüber der Hauptwelle verschiebbaren Schiebemuffen, mehreren durch die Schiebemuffen wahlweise mit der Hauptwelle kuppelbaren, axial unverschiebbaren Zahnrädern, mindestens einer weiteren Welle mit auf dieser drehfest und axial unverschiebbar angeordneten, mit den Hauptwellenzahnrädern ständig im Eingriff befindlichen, weiteren Zahnrädern, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) ein Wählelement (11; 52), b) mehrere, in Abhängigkeit von der Bewegung des Wählelementes betätigbare Verbindungselemente (22; 56) zur axialen Koppelung der Schiebemuffen (16; 50) mit der Hauptwelle (1), c) die Hauptwelle ist axial verschiebbar.
2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) eine parallel zur Hauptwelle (1) bewegbare, mit Einschnitten (13) versehene Wählstange (11), b) eine durch die Wählstange in Öffnungs- undSchließstellung zu bewegende Zange (22) mit zwei Armen (25 und 26), c) die Arme umfassen einerseits die Wählstange und andererseits zwei die Hauptwelle zwischen sich einschließende, kreisförmige Segmente (28, 29), d) die Segmente sind mit in entsprechende Durchbrechungen der Schiebemuffe eingreifenden Lappen (30) versehen, welche in der Schließstellung der Zange in Ausnehmungen (32) der Hauptwelle vordringen, wodurch die Segmente und dadurch die Schiebemuffe mit der Hauptwelle axial unverschieblich gekuppelt werden können.
3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente in der geschalteten Stellung der Schiebemuffe außerhalb der Zange und gemeinsam mit der Schiebemuffe innerhalb des geschalteten Zahnrades liegen.
4. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen und Ausnehmungen sich nach außen konisch (39; 40) erweitern.
5. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wählstange (52) im Innern der Hauptelle (51) längsverschieblich angeordnet ist und daß Paare von aneinander und an der Wählstange kraftschlüssig liegenden, in der Schiebemuffe (50) und in der Hauptwelle (51) radial verschieblich gelagerten Stiften (56, 57) vorhanden sind, wobei die Enden der in der Schiebemuffe gelagerten Stifte (57) in Abhängigkeit von der Stellung der Wählstange entweder in die zu schaltenden Zahnräder (58, 59) oder in die Hauptwelle eingreifen.