DE3240518C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Schalteinrichtung für ein Geschwindigkeitswechselgetriebe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Eine gattungsgemäße Schaltvorrichtung ist aus dem DE-GM 74 08 974 bekannt und enthält zwei koaxial zueinander angeordnete Schaltstangen, an denen Schaltgabeln be­ festigt sind. Die äußere Schaltstange enthält in der Nähe eines ihrer Enden eine radiale Bohrung, in der eine Kugel sitzt, deren Durchmesser größer als die Wandstärke der rohrförmigen äußeren Schaltstange ist. In der Neutral­ stellung der beiden Schaltstangen fluchtet mit der Bohrung in der äußeren Schaltstange eine kalottenförmige Ausneh­ mung in der inneren Schaltstange. Die Kugel liegt des­ wegen zur Hälfte in der Ausnehmung und steckt mit der anderen Hälfte in der Bohrung.

Die Lagerbohrung, in der die äußere Schaltstange geführt ist, enthält eine Nut, die sich parallel zu der Verschie­ bebewegung der beiden Schaltstangen erstreckt und an der Stelle beginnt, an der die Kugel liegt, wenn beide Schaltstangen in der Neutralstellung sind.

Mit Hilfe dieser Anordnung wird erreicht, daß beim Ver­ schieben der äußeren Schaltstange aus der Neutralstel­ lung in die eine Schaltrichtung und zurück die innere Schaltstange mitbewegt wird, während die Bewegung der äußeren Schaltstange in die entgegengesetzte Richtung, wiederum ausgehend von der Neutralstellung, keine zwangs­ läufige Mitbewegung der inneren Schaltstange zur Folge hat.

Eine zwangsläufige Verriegelung der inneren Schaltstange gegenüber einer unbeabsichtigten Bewegung ist nicht vor­ gesehen. Sie wird ausschließlich mit Hilfe von feder­ vorgespannten Kugelschneppern in der jeweiligen Endlage gehalten.

Eine wechselseitige Verriegelung mehrerer parallel zueinan­ der liegender Schaltstangen ist aus der US-PS 39 45 458 bekannt. Bei dieser Anordnung liegen drei Schaltstangen achsparallel zueinander in einer gemeinsamen Ebene. Quer zu den Führungsbohrungen, in denen die Schaltstangen gelagert sind, erstreckt sich eine weitere Bohrung, in der Sperrstücke gleitend geführt sind, die mit Ausneh­ mungen in den Flanken der Schaltstangen zusammenwirken. Die mittlere und eine der außen liegenden Schaltstangen enthält eine durchgehende Bohrung, in der verschieblich ein Übertragungsglied sitzt.

In der Neutralstellung aller Schaltstangen drückt eine Vorspanneinrichtung das Übertragungsglied der unmittel­ bar benachbarten Schaltstange in Richtung auf die ab­ liegende Schaltstange, was zunächst dazu führt, daß das nachfolgende Sperrglied in der Ausnehmung der mitt­ leren Schaltstange liegt und außerdem das in der mitt­ leren Schaltstange befindliche Übertragungsglied in Richtung auf die nächstbenachbarte außen liegende Schalt­ stange vorschiebt, so daß das zwischen der mittleren und der in Bewegungsrichtung davor befindlichen Schalt­ stange liegende Sperrglied in die Rastausnehmung dieser Schaltstange eingreift.

Sobald, ausgehend von der Neutralstellung, beispiels­ weise die mittlere Schaltstange verschoben wird, bleibt eines der Sperrglieder in Ruhe, während das andere ent­ gegen der Wirkung der Vorspanneinrichtung zurückge­ drückt wird. Beide Sperrglieder liegen dadurch in den Rastausnehmungen der außen befindlichen Schaltstangen und verriegeln diese gegen eine zufällige Bewegung.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, die gattungsgemäße Schalteinrichtung derart weiterzubilden, daß eine unbeabsichtigte Bewegung unmöglich ist bzw. eine jeweilige Schaltstange im Sinne des Einlegens eines Ganges erst betätigt werden kann, wenn sicherge­ stellt ist, daß sich die anderen Schaltstangen in der Neutralstellung befinden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Schalt­ einrichtung durch die Merkmale des Anspruches 1 gekenn­ zeichnet.

Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegen­ standes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Verbundgetriebe mit acht Vorwärtsgängen un­ ter Verwendung der Schalteinrichtung in einer schematischen Darstellung,

Fig. 2 die Schalteinrichtung in einer Seitenansicht und teilweise geschnitten und

Fig. 3 die Verriegelungseinrichtung der Schalteinrich­ tung nach Fig. 2 in einer vergrößerten geschnit­ tenen Ausschnittsdarstellung.

In den Fig. 1 bis 3 ist nunmehr schematisch ein 2×4 Gruppengetriebe 10 veranschaulicht, das acht Vorwärts­ gänge sowie eine Bereichswahl aufweist und teilweise sperrsynchronisiert ist. Das Getriebe 10 enthält einen Hauptgetriebeteil 12, der leistungsflußmäßig in Serie mit einem Hilfsgetriebeteil 14 liegt, wobei beide Teile eine Reihe von auswählbaren Gängen oder Leistungspfa­ de enthält. Der Haupt- und der Hilfsgetriebeteil 12, 14 sind in geeigneter Weise in einem gebräuchlichen Gehäuse 16 untergebracht.

Eine Hauptgetriebewelle 28 erstreckt sich in den Hilfsgetriebeteil 14 und verläuft koaxial zu einer Ausgangswelle 74, in der sie geführt ist, wo­ bei wiederum die Ausgangswelle 74 durch geeignete, ins­ gesamt bei 76 veranschaulichte Lager in der Rückwand 16 B des Gehäuses gelagert ist. Der Hilfsgetriebeteil 14 enthält ferner zwei im wesentlichen gleiche Vorgelege­ wellen 78 und 80, die beide gleiche Gruppen von Vorgelege­ zahnrädern 82, 84, 86 und 88 tragen. Die Vorgelegewellen 78 und 80 des Hilfsgetriebeteils 14 sind in dem Gehäuse mittels Lager 94 und 96 gelagert.

Die Hauptgetriebewelle 28 erstreckt sich durch drei Hauptwellenzahnräder 106, 108 und 110 des Hilfsgetrie­ beteils 14, die im Dauereingriff mit Vorgelegezahn­ rädern 82, 84 bzw. 86 des Hilfsgetriebeteils 14 stehen und auf diese Weise schwimmend gelagert sind. Mit der Ausgangswelle 74 ist ein Ausgangszahnrad 112 drehfest, jedoch axial verschieblich verzahnt. Das Ausgangszahn­ rad 112 steht wiederum im Dauereingriff mit zwei Vor­ gelegezahnrädern 88 des Hilfsgetriebeteils 14.

Ebenfalls verzahnt mit der Getriebehauptwelle 28 sind elastisch vorgespannte Kupplungsglieder oder Schiebe­ muffen 114, 116, 118 und 120, die in Verbindung mit Sperrgliedern elastische sperrsynchronisierte Kupplungsein­ richtungen ergeben, um wahlweise eines der Hauptwellenzahn­ räder 106, 108, 110 und 112 mit der Getriebehauptwelle 28 zu kuppeln. Die Schiebe- oder Kupplungsmuffen 114 und 116 sind durch eine die Getriebehauptwelle 28 umgebende Feder 130 axial voneinander weg vorgespannt und durch formschlüssige Anschläge 132 und 134 in ihrer axialen Bewegung begrenzt. Die Kupplungsmuffen 118 und 120 sind durch die die Getriebehauptwelle 28 umgebende Feder 136 ebenfalls voneinander weg vorgespannt und in ihrer axialen Bewegung durch formschlüssige Anschläge 138 und 140 begrenzt.

Mittels einer Schaltgabel 141 ist das Zahnrad 106 axial in Richtung eines Pfeiles 106 A verschiebbar, so daß dessen Kupplungsklauen oder -zähne mit den Kupplungs­ klauen oder -zähnen der elastisch vorgespannten Kupp­ lungsmuffe 114 in Eingriff kommen können. Das Ausgangs­ zahnrad 112 ist hingegen in Richtung eines Pfeiles 112 A durch eine Schaltgabel 142 verschiebbar, damit die Kupplungszähne des Ausgangszahnrades 112 mit den Kupp­ lungszähnen der elastisch vorgespannten Kupplungsmuffe 120 in Eingriff kommen können. Die Hauptwellenzahnräder 108 und 110 sind zum Zwecke einer gemeinsamen axialen Verschiebebewegung jedoch einer voneinander unabhängigen Rotation durch einen Ring 146 miteinander verbunden und durch eine Schaltgabel 148 in Richtung eines Pfeiles 108 A verschiebbar, so daß das Zahnrad 108 mit der elastisch vorgespannten Kupplungsmuffe 116 in Eingriff kommen kann, während bei einer Verschiebung in Richtung eines Pfeiles 110 A das Zahnrad 110 mit der elastisch vorgespannten Kupplungsmuffe 118 in Eingriff kommt. Es ist wesentlich, festzuhalten, daß die Zahnräder 106 und 112 voneinander unabhängig,axial gegeneinander und gegen die Zahnräder 108 und 110 verschiebbar sind, während die Zahnräder 108 und 110 zum Zwecke einer gemeinsamen axialen Verschie­ bung miteinander verbunden sind.

Die Schaltgabel 141 wird von einer Hilfsschaltstange 150 und die Schaltgabel 142 von einer Hilfsschaltstange 152 gehaltert, die konzentrisch zu der Schaltstange 150, je­ doch axial unabhängig verschiebbar ist, während die Schaltgabel 148 an der Schaltstange 154 sitzt. Die Schaltstangen 150, 152 und 154 bilden einen Teil einer Ventilanordnung 156 für die Schaltstangen des Hilfsgetriebeteils 14, das nach­ stehend im einzelnen beschrieben ist. Die Schaltventil­ anordnung 156 ist eine von einer anderen Stelle folge­ gesteuerte Schalteinrichtung.

Die nachgiebigen oder elastischen Kupplungsanordnungen sind in dem Hilfsgetriebeteil 14 zwischen den verschieb­ baren Hauptwellenzahnrädern 106, 108, 110, 112 vorgese­ hen und enthalten federelastische Glieder zum Vorspan­ nen in Richtung auf ihre Eingriffsstellung.

Die Schalteinrichtung 156 für den Hilfsgetriebeteil 14 ist in Fig. 2 im einzelnen dargestellt. Die Schalt­ einrichtung 156 enthält die erste in einer Nut des Hauptwellenzahnrades 106 des Hilfsgetriebeteils 14 steckende erste Schaltgabel 141, um hierdurch das Hauptwellenzahnrad 106, ausgehend von der veranschau­ lichten Stellung in Richtung des Pfeiles 106 A zu ver­ schieben. Ferner enthält die Schalteinrichtung 156 eine in einer Nut des Hauptwellenzahnrades 112 aufgenommene zweite Schaltgabel 142, durch die das Hauptwellenzahn­ rad 112, ausgehend von der gezeigten Stellung in Rich­ tung des Pfeiles 112 A, verschiebbar ist, während eine dritte Schaltgabel 148 in einer Nut entweder des Haupt­ wellenzahnrades 108 oder des Hauptwellenzahnrades 110 sitzt, um wiederum ausgehend von der veranschaulichten Stellung die axial miteinander verbundenen Haupt­ wellenzahnräder 108 und 110 in der axialen Richtung der Pfeile 108 A oder 110 A zu verschieben.

Die Schalteinrichtung 156 weist ein Servo- oder Folge­ ventil- und Schaltstangengehäuse 170 mit mehrteiligem Aufbau auf, das die mittels Befestigungsschrauben 170 D (von denen lediglich eine veranschaulicht ist) miteinan­ der verbundenen Gehäuseteile 170 A, 170 B und 170 C ent­ hält. Das Folgeventil- und Schaltstangengehäuse 170 ent­ hält eine erste sowie eine zweite Bohrung 172, 174, die im wesentlichen parallel und im Abstand zueinander verlaufen. Das Gehäuse 170 ist in bekannter Weise an dem Getriebegehäuse 116 zu befestigen.

Die Schaltgabel 141 ist zum Zwecke einer axialen Bewe­ gung mit der Schaltschiene oder Schaltstan­ ge 150 fest verbunden. Die Schaltgabel 142 ist hin­ gegen ebenfalls zum Zwecke der axialen Bewegung mit der Schaltstange 152 an dieser, wie bei 176 gezeigt, verankert. Schließlich ist die Schaltgabel 148 zum Zwecke der axialen Verschiebung bei 178 an der Schalt­ stange 154 angebracht.

Die Schaltstangen 150 und 152 sitzen längsverschieblich und abgedichtet in der Bohrung 172 des Schaltstangen­ gehäuses 170. Dabei ist die Schaltstange 152 zu der Schaltstange 150 konzentrisch und nimmt die Schalt­ stange 150 in einer axial verlaufenden Bohrung 180 auf. Die Schaltstangen 150 und 152 sind aus der veranschau­ lichten Stellung unabhängig voneinander axial verschieb­ bar, d.h. die Schaltstange 150 kann in die Richtung des Pfeiles 106 A und die Schaltstange 152 in Richtung des Pfeiles 112 A verschoben werden.

Die Schaltstange 150 weist einen Kolbenabschnitt 182 auf, der in einem einen größeren Durchmesser aufwei­ senden Zylinderabschnitt 184 der Bohrung 172 steckt. Zum Zwecke der gleitenden Abdichtung an der radial innenliegenden Wand des Zylinderabschnittes 184 trägt der Kolbenabschnitt 182 der Schaltstange 150 eine Dichtung 186. Auch die Schaltstange 152 weist einen Kolbenabschnitt 188 auf, der in einem Zylinderab­ schnitt 190 mit vergrößertem Durchmesser der Bohrung 172 aufgenommen ist. Der Kolbenabschnitt 190 trägt ebenfalls eine Dichtung 192, die gleitfähig und ab­ dichtend mit der radial innenliegenden Wand des Zylinder­ abschnitts 190 in Berührung ist. Eine Dichtung 194 der innenliegenden Bohrung der Wand 170 B des Gehäu­ ses 170 liegt dichtend und gleitfähig an der Schalt­ stange 150 an und trennt den Zylinderabschnitt 184 strömungsmäßig von dem Zylinderabschnitt 190. Eine weitere in der Bohrung 172 angeordnete Dichtung 196 liegt gleitfähig und dichtend an der Schaltstange 152 an und dichtet den Zylinderabschnitt 190 gegen die Atmosphäre ab.

Der Kolbenabschnitt 188 der Schaltstange 152 teilt in ersichtlicher Weise den Zylinderbereich 190 in eine erste Kammer A und eine zweite Kammer B auf. Dabei ist die der Kammer A zugewandte Kolbenfläche des Kolben­ abschnitts 188 kleiner als die der Kammer B zugewandte Kolbenfläche eben dieses Kolbenabschnitts 188. Der Kolbenabschnitt 182 der Schaltstange 150 teilt dage­ gen den Zylinderabschnitt 184 in eine dritte Kammer C sowie eine vierte Kammer D auf. Hierbei liegt eine in der Bohrung 180 befindliche Dichtung 198 gleitfähig und dichtend an der Schaltstange 150 an und dichtet die Kammer B gegen die Atmosphäre ab. An dem Kolben­ abschnitt 182 greift eine Vorspanneinrichtung, bei­ spielsweise eine in der Kammer D befindliche Druck­ feder 200 an und erteilt so der Schaltstange 150 eine konstante, nach links bzw. in Gegenrichtung zu dem Pfeil 106 A wirkende Vorspannkraft.

Die Schaltstange 154 steckt gleitend und abgedichtet in der Bohrung 174 des Gehäuses 170. Die Bohrung 170 enthält einen Abschnitt 202 mit geringerem Durchmes­ ser, in dem eine Dichtung 204 angeordnet ist, die gleitend die Schaltstange 154 abdichtet. Ferner ent­ hält sie einen ersten Abschnitt 206 mit größerem Durchmesser sowie einen zweiten Abschnitt 208, eben­ falls mit vergrößertem Durchmesser. An ihrer Über­ gangsstelle bilden die Bohrungsabschnitte 206 und 208 eine Ringschulter 210, während die Bohrungsabschnitte 202 und 206 an ihrer Übergangsstelle eine Ringschulter 212 begrenzen. Die Schaltstange 154 ist mit einem Kolbenabschnitt 214 versehen, der abgedichtet und gleitend in dem ersten Bohrungsabschnitt 206 mit vergrößertem Durchmesser steckt und der eine Dichtung 216 trägt, die gleitfähig und abgedichtet an der In­ nenfläche des Bohrungsabschnittes 206 anliegt. In dem zweiten Abschnitt 208 mit vergrößertem Durchmesser der Bohrung 174 steckt verschiebbar ein scheiben­ förmiger Kolben 218. An dem Kolbenabschnitt 214 ist ein nach rechts vorstehender Anschlagzapfen 222 vor­ gesehen, der bei einer nach rechts gerichteten Bewegung der Schaltstange 154 mit dem scheibenförmigen Kolben 218 in Eingriff kommt. Es wäre auch möglich, den Anschlag­ zapfen 222 an dem scheibenförmigen Kolben 218 zu be­ festigen, so daß er sich mit diesem axial bewegt.

Der Kolbenabschnitt 214 der Schaltstange 154 sowie der erste Bohrungsabschnitt 206 mit vergrößertem Durch­ messer bilden zusammen eine fünfte Kammer E. Eine sechste Kammer F wird durch den Kolbenabschnitt 214, den scheibenförmigen Kolben 218 sowie die Bohrungs­ abschnitte 206 und 208 mit vergrößertem Durchmesser der Bohrung 174 begrenzt. Eine siebente Kammer G ergibt sich schließlich durch den scheibenförmigen Kolben 218 und das rechte Ende des Bohrungsabschnittes 208 der Bohrung 174. Die dem Mediumsdruck in der Kammer E ausgesetzte Kolbenfläche des Kolbenabschnitts 214 der Schaltstange 154 ist kleiner als die dem Me­ diumsdruck der Kammer F ausgesetzte Kolbenfläche des Kolbenabschnitts 214. Die dem Mediumsdruck in der Kammer G ausgesetzte Kolbenfläche des scheiben­ förmigen Kolbens 218 ist wiederum größer als die den Drücken in den Kammern E oder F ausgesetzten Kolben­ flächen des Kolbenabschnittes 214.

Ersichtlicherweise ist die Axialbewegung des Kolben­ abschnittes 188 der Schaltstange 152 durch die Schul­ tern 224 und 226 festgelegt, die den Zylinderabschnitt 190 der Bohrung 172 begrenzen. Die Axialbewegung des Kolbenabschnittes 128 der Schaltstange 150 ist hin­ gegen durch die Schulter 228 und die stirnseitige Wand 230 des Zylinderabschnitts 184 begrenzt. Der axiale Bewegungshub des Kolbenabschnitts 214 der Schaltstange 154 ist durch die Ringschulter 212 und durch das Anlegen des Anschlagfortsatzes 222 an dem scheibenförmigen Kolben 218 beschränkt. Der axiale Bewegungshub des scheibenförmigen Kolbens 218 ist schließlich nach links durch die Ringschulter 210 begrenzt.

Es sind darüber hinaus eine Reihe von Fittings, Anschlüssen, Strömungskanälen, Ventileinrichtungen u.dgl. (jeweils nicht veranschaulicht) vorgesehen, um wahlweise vorbestimmte Kombinationen der einzel­ nen Kammern A, B, C, D, E und/oder F mit einer ge­ meinsamen (nicht dargestellten) Druckquelle für ein Hydraulikmedium oder mit der Atmosphäre zu verbin­ den.

Um einen Betrieb des Hilfsgetriebeteils 14 im niedrig­ sten Gang zu erreichen, d.h. durch axiales Verschieben des Hauptwellenzahnrades 106 in Richtung des Pfeiles 106 A ein Ankuppeln des Hauptwellenzahnrades 106 zu erreichen, wird die Kammer A unter Druck gesetzt, während die Kammer B belüftet wird, was zu einem Ver­ schieben der Schaltstange 152 und der daran befestig­ ten Schaltgabel 142 in die am weitesten rechts gelegene veranschaulichte Stellung führt. Da die Kammer C unter Druck steht und die Kammer D belüftet ist, wird die Schaltstange 150 und die daran sitzende Schaltgabel 141 gegen die Vorspannkraft der Druckfeder 200 in Rich­ tung des Pfeiles 106 A nach rechts verschoben, wodurch das Hauptwellenzahnrad 106 axial verschoben wird, damit die Kupplungsmuffe 114 in Eingriff kommt. Die Kammer E steht unter Druck, während die Kammer F belüftet ist, weshalb die Schaltstange 154 sich nach rechts bewegen möchte, was jedoch durch die unter Druck stehende Kam­ mer G verhindert wird, in der der scheibenförmige Kol­ ben 218 durch den herrschenden Druck nach links bis zum Anschlag an die Ringschulter 210 und den Anschlag­ zapfen 222 verschoben ist. Da der scheibenförmige Kol­ ben 218 eine größere Kolbenfläche aufweist als die Kolbenfläche des Kolbenabschnitts 214, auf der das unter Druck stehende Medium in der Kammer E lastet, bleiben die Schaltstange 154 und die daraufsitzende Schalt­ gabel 148 in der veranschaulichten ausgekuppelten Stellung stehen. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Kraft des in der Kammer C auf die nach links weisende Kolbenfläche des Kolbenabschnittes 182 einwirkenden Druckmediums ausreicht, um die Vorspannkraft der Druck­ feder 200 zu überwinden.

Um eine unmittelbare Antriebsverbindung in dem Hilfs­ getriebeteil 14 zu erreichen, d.h. um das Ausgangs­ zahnrad 112 mit der Getriebehauptwelle 28 zu kuppeln, werden sowohl die Kammer A als auch die Kammer B unter Druck gesetzt. Da die von dem Druckmedium in der Kam­ mer B beaufschlagte Kolbenfläche des Kolbenabschnitts 188 der Schaltstange 152 größer ist als die Kolben­ fläche des Kolbenabschnitts 188, auf die das Druck­ medium in der Kammer A einwirkt, bewegen sich die Schaltstange 152 sowie die Schaltgabel 142 nach links bzw. in Richtung des Pfeiles 112 A. Beide Kammern C und D stehen ebenfalls unter Druck. Weil hierbei die von dem Druckmedium in der Kammer C beaufschlagte Kolben­ fläche des Kolbenabschnitts 182 kleiner oder gleich wie die Kolbenfläche des Kolbenabschnitts 182 ist, die dem Druckmedium in der Kammer D ausgesetzt ist, bewirkt die Vorspannkraft der Druckfeder 200, daß die Schalt­ stange 150 und die Schaltgabel 141 in ihrer in den Fig. 1 und 4 veranschaulichten neutralen Stellung verbleiben. Die Kammern E und G stehen unter Druck, während die Kammer F zur Atmosphäre hin belüftet ist, um so die Schaltstange 154 in der neutralen Stellung zu hal­ ten, wie dies oben in Verbindung mit dem Einkuppeln des Hauptwellenzahnrades 106 beschrieben ist.

Um in dem Hilfsgetriebeteil 14 den zweiten Gang ein­ zulegen, bei dem das zweitgrößte Untersetzungsver­ hältnis in Betrieb ist, d.h. das Hauptwellenzahnrad 108 mit der Getriebehauptwelle gekuppelt ist, oder um den dritten Gang einzulegen, bei dem, abgesehen von der oben beschriebenen direkten Kupplung, die kleinste Drehzahldifferenz zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Hilfsgetriebeteils 14 auftritt, d.h. eine Kupplung des Hauptwellenzahnrades 110 mit der Getriebehauptwelle 28 sind die Kammern A sowie C und D unter Druck gesetzt, während die Kammer B belüftet ist. Das Unterdrucksetzen der Kammer A und das Be­ lüften der Kammer B führt dazu, daß die Schaltstange 152 und die daran sitzende Schaltgabel 141, wie oben erläutert, in der neutralen Stellung stehen bleiben. Ebenso bewirkt das Unterdrucksetzen der Kammern C und D, daß die Schaltstange 150 und die daran sitzende Schaltgabel 141, wie ebenfalls erläutert, aufgrund der Vorspannkraft der Druckfeder 200 in der neutra­ len Stellung verbleiben. Um das Einschalten des Haupt­ wellenzahnrades 108 zu erreichen, ist es notwendig, die Schaltstange 154 mit der Schaltgabel 148, ausgehend von der in Fig. 1 und 4 gezeigten Stellung nach links in Richtung des Pfeiles 108 A zu verschieben. Hierzu werden die Kammern E, F und G unter Druck gesetzt. Da die von dem Druckmedium in der Kammer F belastete Kolbenfläche des Kolbenabschnittes 214 größer ist als die Kolbenfläche, die von dem Druckmedium in der Kammer E beaufschlagt ist, führt das Unterdrucksetzen der beiden Kammern E und F zu einer nach links gerichteten Ver­ schiebebewegung der Schaltstange 154 und somit zu einem Einschalten des Hauptwellenzahnrades 108. Die Druck­ beaufschlagung der Kammer G führt lediglich zu einer nach links gerichteten Bewegung des scheibenförmigen Kolbens 218 gegen die Ringschulter 210. Um in dem Hilfs­ getriebeteil 114 den dritten Gang einzulegen, ist es erforderlich, die Schaltstange 124 mit der Schaltgabel 148 nach rechts in Richtung des Pfeiles 110 A zu ver­ schieben, so daß das Hauptwellenzahnrad 110 des Hilfs­ getriebeteils 114 mit der Getriebehauptwelle 28 dreh­ fest gekuppelt wird. Hierzu wird die Kammer E unter Druck gesetzt, während die Kammern F und G belüftet werden. Das Unterdrucksetzen der Kammer E bewirkt einen Mediumsdruck in der Kammer E, der auf der nach links weisenden Kolbenfläche des Kolbenabschnitts 214 lastet. Da die Kammern F und G belüftet sind, verschiebt der Druck in der Kammer E den Kolbenabschnitt 214 sowie den scheibenförmigen Kolben 218 nach rechts, und zwar ebenfalls in Richtung des Pfeiles 110 A.

Es ist ersichtlich, daß durch die Verwendung einer Kolbenfläche auf der nach rechts weisenden Seite des Kolbenabschnitts 188, auf der der Mediumsdruck in der Kammer B lastet und die größer ist als die nach links weisende, von dem Mediumsdruck in der Kammer A beaufschlagte Kolbenfläche, sowie die Verwendung einer nach rechts weisenden Kolbenfläche an dem Kolbenab­ schnitt 214, auf der der Mediumsdruck in der Kammer F lastet und die größer als die nach links weisende, durch den Mediumsdruck in der Kammer E belastete Kolbenfläche des Kolbenabschnittes 214 ist,und schließlich die Ver­ wendung der Vorspanndruckfeder 200 es möglich ist, daß drei der Kammern, nämlich die Kammern A, C und E ständig mit Druck beaufschlagt sind. Folglich brauchen für diese Kammern A, C und E keine komplizierten Ventil- und Belüftungseinrichtungen vorgesehen zu wer­ den, was die Ventilanordnung für die Schaltvorrich­ tung 156 des Hilfsgetriebeteils 14 erheblich verein­ facht. Es ist ferner ersichtlich, daß durch die Ver­ wendung unterschiedlicher Kolbenflächen an den ver­ schiedenen Stirnseiten der Kolbenabschnitte unter­ schiedliche Vorspanneinrichtungen und/oder entspre­ chend der Verbindung vorbestimmter Kammern andere Schemata für die Druckbeaufschlagung der einzelnen Kammern erhalten werden können, um die gewünschten Verschiebebewegungen der verschiedenen Schaltstangen zu bewirken. Beispielsweise können die Kammern C und G strömungsmäßig miteinander verbunden sein, was zu einer entlüfteten Kammer C führt, sobald der dritte Gang eingelegt ist, d.h. das Hauptwellenzahnrad 110 mit der Hauptwelle 28 gekuppelt ist, wodurch jedoch der Betrieb der Schaltvorrichtung 156 nicht beein­ trächtigt werden würde.

Wie oben bereits dargelegt, ist es wesentlich, sicher­ zustellen, daß zu jedem Zeitpunkt nur eines der Haupt­ wellenzahnräder 106, 108, 110 bzw. 112 des Hilfsge­ triebeteils 14 mit der Getriebehauptwelle 28 gekuppelt ist. Um nunmehr sicherzustellen, daß tatsächlich zu jedem Zeitpunkt lediglich eines der Hauptwellenzahn­ räder des Hilfsgetriebeteils 14 eingeschaltet bzw. ein­ gekuppelt ist, ist die nachfolgend beschriebene, form­ schlüssige mechanische Verriegelungseinrichtung vorge­ sehen. Die Verriegelungseinrichtung schafft einen zu­ verlässigen Schutz, falls eines der Hauptwellenzahn­ räder des Hilfsgetriebeteils 14 nur langsam ausge­ kuppelt wird, einer der Kolbenabschnitte der Schalt­ stangen hängen bleibt, in einem der Kanäle für das Druckmedium oder die Belüftung eine Blockade auftritt oder ähnliches geschieht.

Die auf der Schaltstange 150 befestigte Schaltgabel 141 bildet eine nach rechts weisende Fläche oder Ringschul­ ter 232, deren radial außen liegender Durchmesser bzw. Außenabmessung größer als der Durchmesser der Bohrung 180 in der Schaltstange 152 ist. Die äußere Berandung der Bohrung 180 in der Schaltstange 152 bildet ebenfalls eine nach links weisende Fläche oder Schulter 234. Die Schultern 232 und 234 dienen als Anschlagflächen und sind in der neutralen Stellung der Schaltstangen 150 und 152 in axialer Richtung voneinander getrennt, näm­ lich entsprechend einer Distanz 236, die gleich oder geringfügig größer als der für die Schaltgabeln 141 und 142 erforderliche axiale Bewegungshub ist, durch den das Zahnrad 106 bzw. 112 eingekuppelt wird.

Dementsprechend kommt bei einer nach rechts gerichteten Bewegung der Schaltstange 150 in Richtung des Pfeiles 106 A die Schulter 232 in Anlage an der Schulter 234 und verhindert so eine nach links gerichtete Bewegung der Schaltstange 152 in Richtung des Pfeiles 108 A. In ähnlicher Weise kommt bei einer nach links gerichteten Bewegung der Schaltstange 152 in Richtung des Pfeiles 108 A die Schulter 234 in Berührung mit der Schulter 232 und verhindert damit eine nach rechts verlaufende Bewegung der Schaltstange 150 in Richtung des Pfeiles 106 A. Aufgrund der Anschlagflächen oder Schultern 232 und 234 ist es damit für die Schaltgabel 141 und 142 unmöglich, ihre zugehörigen Hauptwellenzahnräder 106 und 112 gleichzeitig in Eingriff zu bringen.

Das Gehäuse 170 enthält eine die Bohrungen 172 und 174 durchsetzende Bohrung 238, deren Achse im wesentlichen rechtwinklig zu den Bohrungen 172 und 174 verläuft.

In der Bohrung 238 sitzt verschieblich ein Sperr­ zapfen 240 mit einem nach innen zu abgeschrägten oberen und einem nach innen zu abgeschrägten unteren Ende 242, 244. In der Außenumfangsfläche der Schalt­ stange 154 ist eine Nut 246 mit nach innen zu abge­ schrägten Flächen 247 ausgebildet, die im wesent­ lichen komplementär zu den nach innen abgeschrägten Flächen an dem Ende 244 des Sperrzapfens 240 ist und in der neutralen oder Mittenstellung der Schaltstange 154 auf die Bohrung 238 ausgerichtet ist. Die Schalt­ stange 152 trägt ebenfalls eine Sperrnut 248 mit nach innen zu abgeschrägten Seitenwänden 249, die im wesentlichen komplementär zu dem nach innen ab­ geschrägten Ende 242 des Sperrzapfens 240 verlaufen, wobei in der neutralen Stellung der Schaltstange 152 die Sperrnut 248 auf die Bohrung 238 ausgerichtet ist. Der Sperrzapfen 240 weist eine axiale Länge 241 auf, die im wesentlichen gleich der Länge der Bohrung 238 zuzüglich der Tiefe einer der Nuten 246 oder 248 ist. Die Schaltstange 152 enthält ferner eine radial ver­ laufende, im wesentlichen in der Mitte der Nut 248 be­ findliche Bohrung 250, deren Durchmesser kleiner als der der Bohrung 238 ist. Auf der Schaltstange 150 ist eine Ringnut 252 mit einer im wesentlichen konkaven Querschnittsgestalt 254, deren Radius im wesentlichen gleich dem Radius der Bohrung 250 ist, auf die in der Neutralstellung der Schaltstangen 150 und 152 die Ringnut 252 ausgerichtet ist. In der Bohrung 250 steckt eine Sperrkugel 256, deren Radius geringfügig kleiner als der Radius der Bohrung 250 ist. Der Durch­ messer der Sperrkugel ist wiederum geringfügig kleiner als die Dicke 257 der Wandung der Schaltstange 152. Hingegen ist der Durchmesser der Sperrkugel 256 im wesentlichen gleich der axialen Länge der Bohrung 250 zuzüglich der Tiefe der Ringnut 252.

Die Verschiebung der Schaltstange 154 mit der darauf sitzenden Schaltgabel 158 in Richtung des Pfeiles 108 A oder in Richtung des Pfeiles 110 A, um das Hauptwellen­ zahnrad 108 oder das Hauptwellenzahnrad 110 in Eingriff zu bringen, führt dazu, daß der Sperrzapfen 240 in der Bohrung 238 axial nach oben in die Nut 248 in der Schaltstange 152 gedrückt wird, wodurch die Sperr­ kugel 256 in der Bohrung 250 sich ebenfalls nach oben bewegt und mit der Ringnut 254 der Schaltstange 150 in Eingriff kommt und so beide Schaltstangen 152 und 150 in ihrer neutralen Stellung sperrt. In Fig. 7 ist die Rechtsverschiebung der Schaltstange 154 in Rich­ tung des Pfeiles 110 A und das Verriegeln der Schalt­ stangen 150 und 152 in ihrer neutralen Stellung mit Hilfe des Sperrzapfens 240 und der Sperrkugel 256 ver­ anschaulicht.

Ein Verschieben der Schaltstange 150 mit ihrer Schalt­ gabel 141 in Richtung des Pfeiles 106 A, um das Haupt­ wellenzahnrad 106 mit der Getriebehauptwelle 28 in Eingriff zu bringen, führt dazu, daß die Flächen 232 und 234 sich aneinander anlegen und so die Schalt­ stange 152 in ihrer Neutralstellung verriegeln. Die Rechtsbewegung der Schaltstange 150 zwingt auch die Sperrkugel 256 nach unten in die Bohrung 250 und somit den Sperrzapfen 240 in der Bohrung 238 axial nach unten in die Nut 246 der Schaltstange 154, wodurch die Schaltstange 154 in ihrer axial mittigen Neutralstel­ lung verriegelt ist. Die Bewegung der Schaltstange 152 mit ihrer Schaltgabel 142 in Richtung des Pfei­ les 112 A, um so das Hauptwellenzahnrad 112 mit der Getriebehauptwelle 28 zu kuppeln, führt zu einem An­ legen der Schulter 234 an die Schulter 232, so daß die neutrale Stellung der Schaltstange 154 axial fixiert ist. Die Linksbewegung der Schaltstange 152 drückt außerdem den Sperrzapfen 240 in der Bohrung 238 axial nach unten, womit er in die Nut 246 der Schaltstange 154 eindringt und die Schaltstange 154 in ihrer be­ züglich der Axialrichtung zentrierten Neutralstel­ lung verriegelt. Die Sperrkugel 256, deren Durchmes­ ser geringfügig kleiner als die Dicke 257 der Wandung der Schaltstange 152 ist, bewegt sich dabei zwischen der Schaltstange 150 und der radial innenliegenden Wand der Bohrung 172.

Claims (11)

1. Schalteinrichtung für ein ein Getriebegehäuse auf­ weisendes Geschwindigkeitswechselgetriebe, das ins­ besondere wenigstens zwei wahlweise durch axiale Ver­ schiebung betätigbare Schaltkupplungen aufweist, mit zwei konzentrisch ineinander angeordneten Schalt­ stangen und einer mechanischen Verriegelungseinrich­ tung, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Getriebe­ gehäuse (16) ein Schaltstangengehäuse (156) vorge­ sehen ist, das eine erste Bohrung (172) aufweist, in der konzentrisch ineinander die erste und die zweite Schaltstange (150, 152) unabhängig voneinan­ der verschiebbar angeordnet sind und das eine zweite, zu der ersten Bohrung (172) parallele Bohrung (174) enthält, in der eine dritte Schaltstange (154) längs­ verschieblich geführt ist, und daß die Verriegelungs­ einrichtung (238, 240, 256) bei wenigstens einer aus der jeweiligen Neutralstellung herausbewegten Schalt­ stange (150, 152, 154) die axiale Verschiebebewegung der übrigen Schaltstangen (150, 152, 154) sperrt.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schaltstangengehäuse (156) Be­ tätigungseinrichtungen (182, 188, 214, 218, 190, 184, 206, 208) aufweist zur wahlweisen axialen Verschiebung jeweils einer der drei Schaltstangen (150, 152, 154), unabhängig von den jeweils anderen beiden der drei Schaltstangen (150, 152, 154).

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Betätigungseinrichtungen zum wahlweisen und voneinander unabhängigen Betätigen der drei Schaltstangen (150, 152, 154) von einer entfernten Stelle gesteuerte, druckmediumsbetätigte Kolbenzylinderanordnungen (182, 188, 214, 218, 190, 184, 206, 208) sind.

4. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der ersten und zweiten Schalt­ stange (150, 152) eine in die erste Richtung laufende Axialverschiebung der ersten Schalt­ stange (150) relativ zu der zweiten Schaltstange (152) begrenzende Anschlagflächen (232, 234) auf­ weist, die in der Neutralstellung der beiden Schaltstangen (150, 152) in einer axialen Ent­ fernung (236) voneinander stehen, die dem Verschie­ behub von zugeordneten Zahnrädern (106, 108, 110, 112) entspricht.

5. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Schaltgabel (141) lediglich ein vorbestimmtes Stück aus ihrer Neutralstellung in die erste Richtung, daß die zweite Schaltgabel (142) lediglich ein vorbestimmtes Stück aus ihrer jeweiligen Neutralstellung in die zweite Axial­ richtung und daß die dritte Schaltgabel (148) je­ weils lediglich vorbestimmte Stücke aus der je­ weiligen Neutralstellung in die erste oder die zweite Axialrichtung verschiebbar ist.

6. Schalteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste und die zweite Schaltgabel (141, 142) jeweils um ein erstes Stück aus ihrer jeweiligen Neutralstellung heraus in die vorbe­ stimmte Arbeitsstellung verschiebbar sind und daß die mit einem Abschnitt aus der dritten Bohrung (180) der zweiten Schaltstange (152) herausragende erste Schaltstange (150) auf diesem Abschnitt eine Anschlagschulter (232) trägt, deren Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser der dritten Bohrung (180) und die bei in ihrer jeweiligen Neutralstellung befindlicher erster und zweiter Schaltstange (150, 152) von der Bohrungsberandung (234) der dritten Bohrung (180) um einen Betrag (236) in axialer Richtung entfernt ist, der im wesentlichen gleich der axialen Entfernung zwischen der Neutralstellung und der vorbe­ stimmten Arbeitsstellung einer jeweiligen Schaltgabel (141, 142) ist, derart, daß sich die Anschlagschulter (232) bei einer axialen Ver­ schiebung der ersten oder der zweiten Schalt­ stange (150, 152) in eine der Arbeitsstellung der jeweils daran befestigten Schaltgabel (141, 142) entsprechende Stellung unmittelbar neben der Bohrungsberandung (234) der dritten Bohrung (180) befindet oder an diese Bohrungsberandung (234) anstößt und damit formschlüssig eine gleich­ zeitige Verschiebung der jeweils anderen der beiden Schaltstangen (150, 180), nämlich der ersten oder der dritten, in die Arbeitsstellung verhindert.

7. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltstangengehäuse (156) eine vierte, die erste und die zweite Bohrung (172, 174) mitein­ ander verbindende und im wesentlichen recht­ winklig zu diesen Bohrungen (172, 174) ver­ laufende Bohrung (238) enthält, in der ein Sperrzapfen (240) längsverschieblich geführt ist, daß in der zweiten sowie in der dritten Schaltstange (152, 154) je eine nach innen zu abgeschrägte Nut (246, 248) ausgebildet ist, die bei in der jeweiligen Neutralstellung befindlicher erster und dritter Schaltstange (152, 154) auf die vierte Bohrung (238) ausge­ richtet sind und von denen die in der zweiten Schaltstange (152) ausgebildete, nach innen zu abgeschrägte Nut (248) eine mittig angeordnete Durchgangsbohrung (250) aufweist, die von dem Nutengrund bis zu der dritten Bohrung (180) in der zweiten Schaltstange (152) reicht, daß die erste Schaltstange (150) in ihrer Außenumfangs­ fläche eine Nut (254) mit etwa halbkreisförmigem Querschnitt aufweist, die bei in der Neutral­ stellung befindlicher erster und zweiter Schalt­ stange (150, 152) auf die Durchgangsbohrung (250) ausgerichtet ist, in der eine Sperrkugel (256) sitzt, deren Durchmesser (255) geringer als die Wandstärke der zweiten Schaltstange (152) und geringfügig kleiner als der Durchmesser der Durchgangsbohrung (250), jedoch etwa gleich der axialen Länge der Durchgangsbohrung (250) zu­ züglich der Tiefe der Nut (254) in der ersten Schaltstange (150) ist und daß der Sperrzapfen an seinen stirnseitigen Enden (242, 244) nach innen zu abgeschrägt ist und eine axiale Länge (241) aufweist, die im wesentlichen gleich der axialen Länge der vierten Bohrung (238) zuzüg­ lich der Tiefe einer der Nuten (246, 248) in der zweiten oder der dritten Schaltstange (152, 154) ist.

8. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schaltgabel (148), bezogen auf die axiale Er­ streckung, zwischen der ersten und der zweiten Schaltgabel (141, 142) angeordnet ist.

9. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalt­ stangengehäuse (156) ein Druckmittelzylinder­ gehäuse ist, bei dem die erste Bohrung (172) einen ersten und einen zweiten Zylinderabschnitt (184, 190) und die zweite Bohrung (174) einen dritten Zylinderabschnitt (206) bildet und bei dem die erste Schaltstange (150) einen in dem ersten Zylinderabschnitt (184) verschiebbaren und abge­ dichteten Kolbenabschnitt (182), die zweite Schalt­ stange (152) einen in dem zweiten Zylinderabschnitt (190) verschiebbar abgedichteten zweiten Kolben­ abschnitt (188) und die dritte Schaltstange (154) einen in dem dritten Zylinderabschnitt (206) ver­ schiebbar abgedichteten dritten Kolbenabschnitt (214) aufweist.

10. Schalteinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste und die zweite Schaltstange (150, 152) ständig in Richtung auf ihre Neutral­ stellung zu vorgespannt sind und daß jede der beiden Schaltstangen (150, 152) durch wahlweise Einwirkung eines Druckmittels auf den jeweils zugehörigen Kolbenabschnitt (182, 188) entgegen der Vorspannkraft aus der Neutralstellung ver­ schiebbar sind.

11. Schalteinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste oder die zweite Schaltstange (150, 152) durch eine Druckfeder (200) und die andere der beiden Schaltstangen (150, 152) durch ein Druck­ medium in die Neutralstellung vorgespannt sind, das auf die jeweils kleinere der einander gegenüber liegenden Kolbenflächen des entsprechenden Kolben­ abschnitts (182, 188) einwirkt.