DE3235976A1

DE3235976A1 - Schaltvorrichtung fuer ein vielganggetriebe mit einem nach dem schema eines doppel-h-schaltbildes betaetigbaren handschalthebel und einer sperre zum blockieren des handschalthebels

Info

Publication number: DE3235976A1
Application number: DE19823235976
Authority: DE
Inventors: Rudolf 7562 Gernsbach Voshage
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1982-09-29
Filing date: 1982-09-29
Publication date: 1984-03-29
Also published as: GB8325963D0; ATA344383A; FR2533718A1; DE3235976C2; AT379875B; GB2127503A; GB2127503B; FR2533718B1

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 13 97l/4

Stuttgart EPT krt-pfa

27.9- 1982

"Schaltvorrichtung für ein Vielganggetriebe mit einem nach dem Schema eines Doppel-H-Schaltbildes betätigbaren Handschalthebel und einer Sperre zum Blockieren des Handschalthebels"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Bei einer bekannten Schaltvorrichtung dieser Art (DE-OS 28 13 O99) ist die Sperre an sich ständig - ggf. unter Einschaltung einer Hilfssperrkraft - wirksam, um ein unbeabsichtigtes Überwechseln des Handschalthebels in das jeweils andere Η-Schaltbild zu vermeiden. Ifenn der Fahrer das H-'Schaltbild wechseln will, muß die Sperre vorübergehend von Hand gelöst werden.

Bei einer bekannten Schaltvorrichtung anderer Art (CH-PS 247 583) für ein Vielganggetriebe, bei dem Häupt- und Gruppengetriebe ohne Verwendung von Sehaltservomotoren von Hand geschaltet werden, arbeiten jeweils längs einer zum Getriebe ortsfesten Raumachse axialverschiebbare Sperr bolzen an ihren beiden Bolzenenden mit je einer Sperrkulisse zusammen, von denen die eine mit der Schaltschiebe muffe des zweistufigen Gruppengetriebes und die andere mit

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einer der Schaltschiebemuffen des Hauptgetriebes bewegungsfest verbunden ist. Die Sperrnocken an den Sperrkulissen können u.a. auch derart gegenseitig zugeordnet sein, daß in der einen Übersetzungsstufe des Gruppengetriebes die Schaltung der höheren und in der anderen Übersetzungsstufe die Schaltung der niedrigeren Gänge des Hauptgetriebes blockiert ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesentlichen darin, bei einer Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 das Überwechseln des Handschalthebels in das jeweils andere Η-Schaltbild jederzeit ungehindert zu ermöglichen -dabei jedoch zu vermeiden, daß einer der Gänge dieses anderen Η-Schaltbildes bereits eingelegt werden kann, wenn sich das Gruppengetriebe noch nicht in seiner neuen Übersetzungsstufe befindet.

Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen der Schaltvorrichtung nach der Erfindung zum Gegenstand. Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen in Verbindung mit der nachstehenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles. In der Zeichnung bedeuten

Fig. 1 eine Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 in schematischer Darstellung,

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Fig. 2 eine Schaltvorrichtung nach der

Erfindung in einem auf die erfindungswesentlichsten Vorrichtungsteile beschränkten Teilschnitt gemäß Linie II-II in Fig. 3,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch die Schaltvorrichtung nach der Erfindung nach Linie III-III in Fig. 2, und

Fig. 4 einen Teilschnitt durch die Schaltvorrichtung nach der Erfindung nach Linie IV-IV in Fig. 2.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 sind zwei SchaItschiebemuffen 46 und 47 zum Schalten von vier GetriebeüberSetzungen eines Hauptgetriebes l4 mit je einer Schaltgabel 48 bzw. 49 kinematisch verbunden, wobei die zugehörigen Vorrichtungsteile der betreffenden Schaltvorrichtung 12 nicht näher dargestellt sind. Die beiden Schaltgabeln 48 und werden durch einen ersten Schaltfinger lO einer kinematisch mit einem Handschalthebel 6 verbundenen S.chaltwelle 7 betätigt, wenn sich der Handschalthebel 6 im H-Schaltbild 8 der unteren Gänge (l) bis (4) befindet. Die Schalt-; gabeln 48 und 49 werden durch einen zweiten Sehaltfinger 11 der Schaltwelle 7 betätigt, wenn sich der Handschalthebel 6 im H-Schaltbild 9 der oberen Gänge (5) bis (8) befindet. Der Handschalthebel 6 ist mittels einer Lagerung

52 so gelenkig gehaltert, daß sein oberes, als Handgriff

53 ausgebildetes Ende sowohl in einer Wählebene J?l-51 als auch in den zu letzterer senkrecht liegenden Schaltgassen

(l) - (2); (3) - (4); (5) - (6) und (7) - (8) schwenkbar geführt bzw. angeordnet ist.

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Mit dem Hauptgetriebe lA ist ein Gruppengetriebe 13 in Form eines einstegigen Planetenrädersatzes wirkungsmäßig in Reihe angeordnet, das durch einen Sehaltservomotor einer Schaltvorrichtung 36 zwischen einer Übersetzungsstufe 18 mit einem Übersetzungsverhältnis zwischen Ein- und Ausgangsdrehzahl größer als 1 und einer Übersetzungsstufe 19 mit dem Übersetzungsverhältnis gleich 1 umschaltbar ist. Die Schalthilfskraft des Schaltservomotores l6 wird durch ein Steuerventil 15 gesteuert, das durch eine Steuerkulisse 5^t der Schaltwelle 7 betätigt wird, wenn der Handschalthebel 6 von einem in das andere H-Schaltbild 8 bzw. 9 überwechselt. Dabei sind der Schaltfinger 10 der Übersetzungsstufe l8 und der Schaltfinger 11 der Übersetzungsstufe 19 zugeordnet, so daß die unteren Gänge (l) bis (^t) im Η-Schaltbild durch Multiplikation der vier Übersetzungsstufen des Hauptgetriebes l4 mit dem Übersetzungsverhältnis größer als 1 des Gruppengetriebes 13 gebildet werden, während die oberen Gänge (5) bis (8) des H-Schaltbildes 9 jeweils gleich den Übersetzungsstufen des Hauptgetriebes l4 sind.

In den vorstehend beschriebenen Merkmalen stimmt die

rf·

Schaltvorrichtung nach der Erfindung entsprechend den Fig. 2 bis k mit der Schaltvorrichtung nach dem Stand der Technik entsprechend Fig. 1 iiberein, so daß für die Fig. bis 'i zwar die entsprechenden Bezugszahlen verwendet sind - auf eine wiederholende Beschreibung jedoch verzichtet wurde.

Weiterhin weisen sowohl die bekannte als auch die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung jeweils eine mit der Sehalt-

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welle 7 zusammenarbeitende Sperre 17 auf, und bei der Sperre der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung sind noch folgende Merkmale bzw. Ausgestaltungen der bekannten Sperre 17 von Fig. 1 - jedoch zu einem anderen Zweck und in Abänderung der Wirkungsweise - verwendet:

Mit Bezug auf Fig. 1 weist die Schaltwelle 7 zwei jeweils einem H-Schaltbild 8 bzw. 9 zugeordnete, zu ihr bewegungsfeste Sperrnocken 20 und 21 auf, die mit dem zugekehrten Bolzenende 25 wenigstens eines Sperrbolzens 22 zusammenarbeiten, der quer zur Schaltwelle 7 angeordnet und zwischen einer Sperrstellung 24 und einer Lösestellung 29 axialverschiebbar gelagert ist. Der Sperrbolzen 22 wird durch federnde Mittel 28 in die Lösestellung 29 gebracht. Das Bolzenende 25 liegt in der Sperrstellung 24 in — dagegen in der Lösestellung 29 außerhalb der Bewegungsbahn des Sperrnockens 20 bzw. 21.

Die andere Aufgabe und der andere Zweck der bekannten Sperre 17 der Fig. 1 bestehen darin, sowohl ein unbeabsichtigtes Überwechseln des Handschalthebels 6 "zwischen den H-Schaltbildern 8 und 9 als auch das dabei durch die Steuerkulisse ausgelöste Umschalten des Gruppengetriebes 13 mit Sicherheit zu vermeiden. Deswegen ist die bekannte Sperre 17 an sich ständig und derart wirksam, daß der Handschalthebel.6 zwar in dem Η-Schaltbild der jeweils geschalteten Übersetzungsstufe l8 bzw. 19 freibeweglich angeordnet - am Verlassen des betreffenden Schaltbildes jedoch gehindert ist. Die bekannte Sperre 17 muß zunächst von Hand gelöst werden, wenn der Fahrer in das jeweils andere Η-Schaltbild überwechseln will.

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Im Gegensatz dazu soll bei der Schaltvorrichtung nach der Erfindung die Sperre 17 ein ungehindertes Wechseln der H-Bereiche 8,9 mit dem damit verbundenen Umschalten des Gruppengetriebes 13 durch den Schaltservomotor l6 jederzeit ermöglichen - jedoch das Einlegen der Gänge des der neuen Übersetzungsstufe l8 bzw. 19 zugehörigen H-Schaltbildes 8 bzw. 9 zwangsläufig sperren, wenn sich das Gruppengetriebe 13 noch nicht in der neuen Übersetzungsstufe befindet.

Im Prinzip ist diese Aufgabe bei der Schaltvorrichtung nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Sperre 17 bei den Bewegungen des Handschalthebels 6 (vgl. die Schemadarstellung in Fig. l) in der Wählebene 51-51 unwirksam ist und nur das Auslenken des Handschalthebels 6 in den Richtungen der jeweiligen Schaltgasse (l) - (2) usw.

blockierbar und jedem Sperrnocken 20 bzw. 21 ein Sperrbolzen 22 bzw. 23 zugeordnet ist und die zu den Sperrnocken 20 bzw. 21 entgegengesetzten Bolzenenden 26 mit einer stellungsabhängigen Sperrkulisse 37 der Schaltvorrichtung 36 des Gruppengetriebes 13 zusammenarbeitet. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 bis 4 ergibt sich dies wie folgt:

Die Schaltwelle 7 der Schaltvorrichtung 12 ist sowohl nahe einer Schaltstange 39 der Schaltvorrichtung 36 angeordnet als auch mit dem Handschalthebel 6 (Fig. l) in nicht mehr dargestellter Weise so kinematisch verbunden, daß ein zu ihr drehfester Schalthebel k3 zum Wählen einer der Schaltgassen Drehwinkelbewegungen 33» 3^ in einer zur Achse 56-56 der Schaltwelle 7 senkrechten Wählebene 55-55

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und zum Einlegen eines der Gänge (l) bis (8) translatorische Bewegungen 30 bzw- 31 in. den Richtungen der Achse 56-56 ausführt. Die Schaltstange 39 verbindet den Axialkolben 4o des S ehalt servomotor es l6 mit eitlem Schalthebel 57» welcher in. nicht gezeigter Weise eine Schaltschiebemuffe zum Umschalten des Gruppeng«triebes betätigt und entsprechend Fig. 2 in der Übersetzungsstufe l8 die gezeichnete - dagegen in der Übersetzungsstufe 19 die strichpunktiert angedeutete Stellung einnimmt.

Die Sperrnocken 20,21 sind in Form von Nockenhebeln 42 und 43 mit je einer in Umfangsrichtung zur Achse 56-56 sich erstreckenden Sperrnut 44 am Hebelende ausgebildet, die zusammen mit einer Nabe 50 und dem Schalthebel Λ5 aus einem Stück bestehen. Die Nabe 50 ist zentrisch und durch einen Querstift 58 bewegungsfest zur Schaltwelle 7 angeordnet, wobei die Nockenhebel 42 und 43 einen gegenseitigen Drehwinkelversatz 4l aufweisen.

Die Sperrnut 44 des Nockenhebels 42 liegt mitt.ig zu einer Ebene 59-59» die die Achse des zugehörigen Sperrbolzens 22 enthält und senkrecht zur Achse 56-56 der S.chaltwelle 7 liegt. Die entsprechende Anordnung ist für die Sperrnut 44 des anderen Nockenhebels 43 bezüglich der die Achse des^; zugehörigen Sperrbolzens 23 enthaltenden Ebene IV-IV ge- ; troffen. Die Bolzenenden 25 liegen in der Sperrstellung 24 innerhalb - dagegen in der Lösestellung 29 "außerhalb ; des Ringraumes 62, der vom Qtierschnitt der zugehörigen * Sperrnut 44 bei einer gedachten Rotation um die Achse : 56-56 der Schaltwelle 7 umschrieben wird. Somit weisen beide Sperrnocken 20 und 21 gegenüber ihrem zugehörigen

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Sperrbolzen 22 bzw. 23 - wenn sich der Schalthebel 45 in seiner Wählebene 55-55 befindet - einen Freigang von 360 in den Umfangsrichtungen der Achse 56-56 der Schaltwelle 7 auf; d.h., der Schalthebel 45 kann ungehindert einen Drehwinkel 32 durchmessen, der durch die Schaltgassen (l) - (2) und (7) - (8) eingeschlossen ist. Wenn der Schalthebel 45 beim Wechseln des Η-Schaltbildes in den dazwischenliegenden Drehwinkelbereich 63 in der Wählebene 55-55 gelangt, erfolgt eine zeichnerisch nicht mehr dargestellte Betätigung des Steuerventiles 15 (Fig· l) zum Umschalten des Gruppengetriebes 13.

Die Sperrkulisse 37 weist eine in Form einer Aussparung am Umfang der Schaltstange 39 ausgebildete Aufnahme 38 für die Lösestellung 29 der Sperrbolzen 22 und 23 auf.

Die Aufnahme 38 liegt in der Übersetzungsstufe l8 mittig zur Ebene 59-59 von Sperrnocken 20 und Sperrbolzen 22 - dagegen in der Übersetzungsstufe 19 mittig zur Ebene IV-IV von Sperrnocken 21 und Sperrbolzen 23· Als Sperrflächen 35a und 35b der Sperrkulisse 37 zur Betätigung der Sperrbolzen 22,23 in ihre jeweilige Sperrstellung arbeiten die axial beiderseits der Aufnahme 38 liegenden Abschnitte des zylindrischen Außenmantels 35 der Schaltstange 39.

In der gezeichneten Stellung befindet sich der Schalthebel 45 in seiner Wählebene 55-55 in der Drehwinkelstellung der Schaltgasse (3) - (4), also im H-Schaltbild 8 der unteren Gänge (l) bis (4). In dieser Stellung befindet sich die Sperrnut 44 des Nockenhebels 42 im Eingriffsbereich des unteren Bolzenendes 25 des zugehörigen Sperr-

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- 4Z.

bolzens 22. Da die Achsen der Sperrbolzen 22 und 23 in einer die Achse 56-56 der Schaltwelle 7 enthaltenden Ebene II-II liegen, befindet sich die Sperrnut 44 des Sperrbolzens 23 -wegen des Drehwinkelversatzes 4l außerhalb des Eingriffsbereiches des unteren Bolzenendes 25 des zugehörigen Sperrbolzens 23· Im H-Schaltbild 8 der unteren Gänge müssen sich das Gruppengetriebe 13,; in seiner Übersetzungsstufe l8 - der zugehörige Schalthebel 57 und die Sehaltstange 39 also in ihren gezeichneten Stellungen befinden.

Für den Fall, daß nach der Betätigung des Steuerventiles 15 für die Umschaltung in die Übersetzungsstufe 18 - z.B. weil das Getriebe kalt oder der Druck für den Schaltservomotor 16 zu niedrig ist - der Schalthebel 45 zwar bereits

Ii-'-

im Drehwinkelbereich 33 der beiden unteren Schaltgassen

(l) - (2) und (3) - (4) steht, die Schaltstange 39 jedoch aus ihrer vorhergehenden Stellung für die Übersetzungsstufe 19 erst in eine Zwischenstellung 67 gelangt ist,, befindet sich das obere Bolzenende 26 des Sperrbolzens im Eingriff mit der Sperrfläche 35a, so daß das untere Bolzenende 25 in die Sperrnut 44 des Nockenhebels 42 eingreift. Damit befindet sich das Bolzenende 25 in der zur Achse 56-56 parallelen Bewegungsbahn 27-27 der Nutseitenwände 60 und 6l der Sperrnut 44. Somit blockiert die Nutseitenwand 61 den Schaltweg 30 der Schaltwelle für das Einlegen der Gänge (l) und (3) und die Nutseitenwand 60 den Schaltweg 31 für das Einlegen der Gänge (2) und-(4), da die jeweilige Bogenlänge 64 der Sperrnut etwa dem halben Drehwinkelabstand 32 der Stellungen 65 und 66 des Schalthebels 45 für die beiden äußeren Schalt

er ,- 1'4 -

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- 4i

gassen (l) - (2) und (7) - (8) des Doppel-H-Schaltbildes 5 entspricht, so daß beim Schwenken des Schalthebels '±5 aus der Stellung für die Schaltgasse (3) - (4) in die Stellung 65 für die Schaltgasse (l) - (2) die Nutseitenwände 60 und 6l weiterhin in Eingriff mit dem Bolzenende 25 bleiben, bis die Umschaltung des Gruppengetriebes 13 erfolgt und der Sperrbolzen 22 durch die zugehörige Schraubenfeder 28 mit seinem oberen Bolzenende 26 in die nun anstelle der Sperrfläche 35a bereitstehende Aufnahme 38 verlagert worden ist.

Erfolgt die Umschaltung des Gruppengetriebes 13 aus den erwähnten Gründen in die andere Übersetzungsstufe 19 gegenüber dem Überwechseln des Schalthebels k5 in den zugehörigen neuen Drehwinkelbereich 3^ verzögert, dann befindet sich das obere Bolzenende 26 des Sperrbolzens 23 weiterhin in Eingriff mit der Sperrfläche 35b. Beim Überwechseln des Schalthebels Λ5 - also im Drehwinkelbereich 63 - verläßt die Sperrnut kk des Nockenhebels k2 den Eingriffsbereich des Sperrbolzens 22, während die Sperrnut kk des Nockenhebels 43 gleichzeitig in Eingriff mit dem unteren Bolzenende 25 des Sperrbolzens 23 gelangt, weil der Drehwinkelversatz 4l etwa gleich dem halben Drehwinkelabstand 32 der Stellungen 65 und 66 des Schalthebels k5 ist. Infolgedessen blockiert die Sperrnut 6l den Schaltweg 30 der Schaltwelle 7 zum Einlegen der Gänge (5) und (7), während die Nutseitenwand 60 den Schaltweg 31 für das Einlegen der Gänge (6) und (8) blockiert. Nach erfolgter Umschaltung des Gruppengetriebes 13 steht die Aufnahme 38 anstelle der Sperrfläche 35b bereit, um die Verlagerung des Sperrbolzens 23 durch die zugehörige Schraubenfeder 28 in die Lösestellung 29 freizugeben.

Leerseite

Claims

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Patentansprüche

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( 1.) SehaltVorrichtung für ein Vielganggetriebe eines Kraftfahrzeuges, bei der eine mit einem nach dem Schema eines Doppel-H-Schaltbildes betätigbaren Handschalthebel kinematisch verbundene SchaItwelle wechselweise über je ein einem Η-Schaltbild zugeordnetes Schaltkoppelglied mit einer Schaltvorrichtung eines mit einem zweistufigen Gruppengetriebe in Reihe arbeitenden mehrgängigen Hauptgetriebe in Eingriff bringbar ist sowie beim Wechseln des Η-Schaltbildes eine Steuervorrichtung für einen Schaltservomotor zum Umschalten des Gruppengetriebes betätigt, mit einer lösbaren Sperre zum Blockieren des Handschalthebels gegenüber den dem Η-Schaltbild der jeweils nicht geschalteten Übersetzungsstufe zugehörigen Gängen mit zwei bewegungsfest an der Schaltwelle angeordneten Sperrnocken und wenigstens einem quer zur Schaltwelle axialverschiebbar gelagerten Sperrbolzen, der aus einer Sperrstellung - in welcher eines seiner Bolzenenden in der Bewegungsbahn eines Sperrnockens liegt - durch federnde Mittel in eine Lösestellung bringbar ist, in der das betreffende Bolzenende außerhalb der Bewegungsbahn liegt, dadurch gekennzeichnet, daß ausschließlich die Schaltbewegungen (3O,3l) der Schaltwelle (7) zum Einlegen der Gänge blockierbar sind und jedem der beiden Sperrnocken (20 und 2l) ein eigener Sperrbolzen (22 bzw. 23) so zugeordnet ist, daß in der

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Sperrstellung (24) des jeweiligen Sperrbolzens: (23) sowohl dessen zugehöriger Sperrnocken (21) einen Freigang (32) für die Wählbewegungen (33,34) der Schaltwelle (7) aufweist als auch dessen zum zugehörigen Sperrhocken (21) entgegengesetztes Bolzenende (26) durch eine Sperrfläche

(35) einer mit der Schaltvorrichtung (36) des Gruppengetriebes (13) stellungsabhängig in Verbindung stehenden Sperrkulisse (37) festgelegt ist, die jeweils bine Auf--' nähme (38) für die Lösestellung (29) des Sperrbolzens (2l) aufweist, die anstelle der Sperrfläche (35) in⁵ den Bereich des Bolzenendes (26) erst dann gelangt, wenn sich das Gruppengetriebe (13) in seiner neuen Übersetzungsstufe (l8 bzw. 19) befindet. \
2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrkulisse (37) an einer Schaltstange (39) zur Verbindung eines Axialkolbens (4o) des Sehaltservomotores (l6) mit der Schaltvorrichtung (36) des Gruppeiigetriebes (13) angeordnet ist. I
3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, · ., d a d u rc h gekennzeichnet, \ daß die Schaltwelle (7) zum Wählen Drehbewegungjen (33,34) und zum Einlegen der Gänge Axialbewegungen (3O,i3l) ausführt und zwei einen gegenseitigen Drehwinkelversatz (4l) aufweisende Nockenhebel (42,43) mit je einer Sperrnut (44) für ihre jeweilige axiale Festlegung durch eineh Sperrbolzen (22 bzw. 23) aufweist.

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4.Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwelle (7) einen zu ihr bewegungsfesten Schalthebel (45) aufweist, der mit zwei zur Schaltwelle (7) querbeweglich angeordneten Schaltfingern (10 und ll) zusammenarbeitet.
5· Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennz ei c h η e t , daß Nockenhebel (42 und 43) und Schalthebel (45) mit einer gemeinsamen Nabe (50) einteilig ausgebildet sind.
6. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5i dadurch gekennzeichnet, daß die in Umfangsrichtung der Schaltwelle (7) gemessene Bogenlänge (64) einer Sperrnut (44) wenigstens etwa gleich dem halben Drehwinkelabstand (32) der Stellungen (65 und 66) der Schaltwelle (7) für die beiden äußeren Schaltgassen ((l)-(2) und (7)-(8)) des Doppel-H-Schaltbildes (5) ent spri cht.

7» Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c*h gekennzeichnet, daß der Drehwinkelversatz (4l) der Nockenhebel (42 und 43) wenigstens etwa gleich dem halben Drehwinkelabstand (32) der Stellungen (65 und 66) der Schaltwelle (7) für die beiden äußeren Schaltgassen ((l)-(2) und (7)-(8)) des Doppel-H-Schaltbildes (5) ist.

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