DE2848213C3 - Schalteinrichtung für Zahnräderwechselgetriebe - Google Patents

Description

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelelemente (25, 26, 27) im Getriebegehäuse (12) axial festgelegt sind und die Koppe'segmente (28, 29) 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 (40; 41) erweitern.

5. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wählstange (52) im Innern

der Hauptwelle (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 vor. der Stellung der Wählstange entweder in die zu schaltenden Zahnräder (58, 59) oder in die Hauptwelle eingreifen.

Bekannte Schalteinrichtungen für Zahnräderwechselgetriebe 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 (z.B. DE-AS 10 31158). 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.

Den gleichen Nachteil besitzt ein Getriebe mit einer Schaltung nach Art einer Ziehkeilschaltung (DE-PS 8 20 686). Dabei ist statt einer besonderen Schaltstange eine mit einem Kupplungsprofil versehene Hauptwelle axial verschiebbar angeordnet.

Ein bekanntes Getriebe (US-PS 23 98 208) mit unmittelbar nebeneinander angeordneten Schaltzahnrädem besitzt eine im Innern der Schaltzahnräder liegende axial verschiebbare Muffe zum Kuppeln eines beliebigen der Schaltzahnräder mit der die Muffe tragenden Welle. Mit diesem bekannten Getriebe können nur reibschlüssige Verbindungen der Schaltzahnräder mit der Antriebswelle hergestellt werden. Es ist daher nur für kleinere Leistungen geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zahnräderwechselgetriebe kurzer Bauart zu schaffen, bei welchem beim Schalten jeweils nur das Zahnrad des

so gewünschten Ganges mit der Hauptwelle formschlüssig gekuppelt wird.

Die oben bezeichnete 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.

Durch die formschlüssige Verbindung der Gangschalträder mit der Hauptwelle ist die Erfindung auch für Getriebe größerer Leistung anwendbar.

Anspruch 2 beschreibt eine Ausführungsform der Erfindung mit zangenförmigen Verbindungselementen

b5 /wischen den Schiebemuffen und der Hauptwelle, wobei i' Zangen durch eine parallel zur Hauptwelle bewegbare Wiihlstange 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 ier Schiebernuffe 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 zeigt

F i g. 1 eine Schemazeichnung der Schaltanordnung eines Vier-Gang-Wechselgetriebes,

Fig.2 eine Ansicht mit teilweisem Schnitt nach der Lbie H-II der Fig. 1,

Fig.3 einen teilweisen Schnitt nach der Linie III-III der F j g. 2,

Fig.4 eine weitere Ausführungsform in einem Längsschnitt in schematischer Darstellung,

Fig. 5 einen teilweisen Querschnitt nach der Linie V-V der F ig. 4.

In Fig. 1 ist 1 die Hauptwelle eines mehrgängigen Zahnräderwechselgetriebes. Die Hauptwelle wird über eine Eingangswelle 2, einen 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 Wählstange ist mit Einschnitten 13 und 14 versehen.

Mit den Vorgelegerädern 6 sind eine gleiche Anzahl von Hauptweller.zahnrädern 15 ständig im Eingriff. Die Hauptwellenzahnräder umgeben die Hauptwelle und werden in den Verzahnungen der Vorgelegeräder gegenüber der Hauptwelle radial einstellbar gelagert. Je zwei der dargestellten Hauptwellenzahnräder 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 Hauptwellen-Zahnräder ein.

Verbindungselemente in Form von Zangen 22 und 23 werden durch Verschieben der Wählstange W mittels einer Schaltgabel 24 betätigt und dienen dazu, die Schiebemuffen wahlweise mit der Hauptwelle oder mit den Hauptwellenzahnrädern axial zu kuppeln. Die Verbindungselemente werden nachstehend näher beschrieben.

In F i g. 2 ist 22 eine der beiden Zangen mit zwei die Wählstange Il umfassenden Hebeln 25 und 26, die mit t>o 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 b5 Ausnehmungen 31 (Fig. 3) der Schaltmuffe eingreifen, so daß die Segmente drehfes! 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 Schiebemuffe (Fig.3) und stützen sich an den Segmenten 28, 29 ab. Diese werden federnd nach außen gedrückt, so daß die Lappen 30 nicht in die Nut 32 eintreten können. Statt dessen greifen die Segmente zwischen je zwei der Zahnräder 15 und Koppeln dadurch die Schiebemuffe 16 axial mit den Zahnrädern.

Eine Feder 36 verbindet die beiden Enden der Hebel 25 und 26. Sobald diese im Bereich der Einschnitte 13 bzw. 14 liegen, wie in F i g. 1 die Zange 23, werden die Hebel 25 und 26 durch die Feder zueinander bewegt, so daß die Hebelendenden 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 ir eine der beiden Kupplungsstellungen bewegt werden, entsprechend der Stellung der Schiebemuffe 17 in Fig. 1.

Die Seitenwände 40 der Ausnehmung 31 und 41 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, wodurch der Federweg der Segmente nach außen begrenzt wird, so daß sie nicht an den linnenflächen 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 Schallbewegung jedoch entfernen sich die Segnienie axial von der Zange und fahren zusammen mit der Schiebemuffe in das zu schaltende HauptweHenzahnrad ein (Fig. 1, Schiebemuffe 17), so daß auch in der Kupplungsstellung der Schiebemuffe kein Verschleiß der Segmente auftritt.

Mit der in Fig. 4 und 5 dargestellten weiteren Ausfi'ihrungsform 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, verbreiterten Enden der Stifte 57 und je eine in einer Bohrung 61 der Schiebemuffe untergebrachte Feder 60 kraftschlüssig an der Wählstanj: 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 F.inkerbunt» 62 der Wählstanee ein, während

zugleich die Stifte 57 nach innen bewegt weiden 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 Weliennut ^4 eingreifenden Schaltgabel 65 kann die Schiebemuffc 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 F i g. 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Mechanische Schalteinrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere Mehrwellenvorgelegegetriebe, mit einer Hauptwelle, auf der eine oder mehrere axial verschiebbare Schiebemuffen drehfest angeordnet sind, durch die mehrere axial unverschiebbare Hauptwellenzahnräder wahlweise mit der Hauptwelle kuppelbar sind, mit mindestens einer Vorgelegewelle mit fest darauf angeordneten und mit den Hauptwellenzahnrädern ständig kämmenden Vorgelegewellenzahnrädern, mit verstellbaren Koppelelementen, so daß die Hauptwellenzahnräder über die Schiebemuffen mit der Hauptwelle koppelbar sind; mit einer Wähleinrichtung zum Verstellen der Koppelelememe, vor der endgültigen Gangschaltung, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Schiebemuffen (16, 17) sind über Teile der Koppelelemente (Segmente 28, 29; Lappen 30 sowie Teile 56, 57) in auf der Hauptwelle (1) angebrachten Nuten (32, 33) mit dieser axial festlegbar;

b) die Wähleinrichtung besteht aus einer parallel zur Hauptwelle (1) verschiebbaren Wählstange (11,52) versehen mit Einschnitten (13,14), in die Hebel (25, 26) der Koppelelemente einrastbar sind, wodurch eine Koppelung der Schiebemuffe (16,17) mit der Hauptwelle auslösbar ist;

c) die Hauptwelle (1) und die mit ihr gekoppelte Schiebemuffe (16, 17) ist zum Schalten der Gänge axial verschieblich, wobei eine Verzahnung (20) der Schiebemuffe (16, 17) mit einer Verzahnung (21) der Hauptwellenzahnräder (15) in Eingriff gelangt.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) eine durch die Wählstange (11) in ötfnungs- und Schließstellung zu bewegende Zange (22) mit zwei Armen (25 und 26);

b) die Arme (25, 26) umfassen einerseits die Wählstange (11) und andererseits zwei die Hauptwelle zwischen sich einschließende, kreisförmige Segmente (28,29);

c) die Segmente (28, 29) sind mit in entsprechende Durchbrechungen der Schiebemuffe eingreifenden Lappen (30) versehen, welche in der Schließstellung der Zange (22) in Ausnehmungen (32) der Hauptwelle vordringen, wodurch die Segmente und dadurch die Schiebemuffe mit der Hauptwelle axial unverschieblich gekuppelt werden können.