DE3626822A1

DE3626822A1 - Gangschaltungs- und kupplungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3626822A1
Application number: DE19863626822
Authority: DE
Inventors: Daniel Francis Mccormick
Original assignee: Brunswick Corp
Current assignee: Brunswick Corp
Priority date: 1985-08-13
Filing date: 1986-08-08
Publication date: 1987-03-12
Also published as: US4630719A; SE8603316D0; SE8603316L; JPS6263246A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gangschaltungs- und Kupplungsvorrichtung, welche insbesondere bei Bootsantrieben verwendet werden kann, welche eine axial bewegbare zentrale Kupplungshülse aufweist, die so gelagert ist, daß sie mit einer Hauptwelle drehbar ist und zwischen Zahnrädern für den Vorwärtsgang und für den Rückwärtsgang angeordnet ist, welche jeweils eine Kupplungsfläche aufweisen, sowie dies etwa in der US-PS 42 44 454 oder der US-PS 42 57 506 dargestellt ist.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schaltprobleme, insbesondere auf Schaltprobleme bei höheren Drehzahlen. Bei bekannten Gangschaltungsvorrichtungen wurde mit steigenden Drehzahlen eine ansteigende Schaltkraft erforderlich.

Der Erfindung liegt das Ziel zugrunde, eine Gangschaltungs- und Kupplungsvorrichtung zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und betriebssicherer Wirkungsweise ein einfaches Schalten und Kuppeln ermöglicht.

Diese Ziel wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Antriebsdrehmoment des Motors zur Unterstützung des Schaltvorgangs und des Auskuppelvorgangs derart verwendet wird, daß die benötigte Schaltkraft abnimmt, wenn das Drehmoment zunimmt.

Die erfindungsgemäße Gangschaltungs- und Kupplungsvorrichtung verwendet weiterhin das Antriebsdrehmoment zur Erzeugung eines impulsartigen, rotierenden Hammerschlag-Effekts zur Unterstützung des Auskuppelvorgangs.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Seiten-Schnittansicht des oberen Bereichs eines Boots-Heckantriebs, wobei die erfindungsgemäße Gangschaltungs- und Kupplungsvorrichtgung dargestellt ist,

Fig. 2 eine isometrische Explosionsdarstellung eines Teils der erfindungsgemäßen Gangschaltungs- und Kupplungsvorrichtung,

Fig. 3 eine isometrische Ansicht des zusammengebauten Zustands der in Fig. 2 dargestellten Teile,

Fig. 4 eine Endansicht gemäß der Linie 4-4 von Fig. 3,

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 von Fig. 3,

Fig. 6 eine isometrische Explosionsansicht einer weiteren Ausgestaltungsform eines Teils der erfindungsgemäßen Gangschaltungs- und Kupplungsvorrichtung,

Fig. 7 eine isometrische Ansicht der in Fig. 6 dargestellten Teile, jedoch in zusammengebautem Zustand, und

Fig. 8 eine Schnittansicht entlang der Linie 8-8 von Fig. 7.

Fig. 1 zeigt den oberen Bereich eines Boots-Heckantriebs 10, so wie er beispielsweise in den US-Patenten 42 44 454 oder 42 57 506 dargestellt ist, wobei zu Zwecken der Offenbarung weiterer Merkmale auf diese Patentschriften verwiesen wird. Eine Antriebswelle 11 trägt ein Antriebs-Kegelrad 12, welches ein gegendrehendes Vorwärtsgang-Kegelrad 13 sowie ein Rückwärtsgang-Kegelrad 14 antreibt, welche sich um eine axiale Hauptwelle 15 drehen. Das Vorwärtsgang-Kegelrad 13 und das Rückwärtsgang-Kegelrad 14 weisen jeweils eine innenliegende konische Kupplungsfläche 16, 17 auf, welche jeweils angeschweißt sind und einander gegenüberliegen. Die Hauptwelle 15 trägt eine Kupplungshülse 18, welche zwischen den Kegelrädern 13 und 14 angeordnet ist, wobei die Hülse 18 konische Kupplungsflächen 19, 20 aufweist, die an jedem ihrer Enden vorgesehen sind, um mit den Kupplungsflächen 16, 17 der Kegelräder 13, 14 in Eingriff bringbar zu sein. Die Kupplungshülse 18 weist ein schraubenförmiges Keilprofil 21 auf, welches mit einem schraubenförmigen Keilprofil 22 der Hauptwelle 15 in Eingriff bringbar ist. Wenn die Kupplungshülse 18 mit einem der Kegelräder 13, 14 für den Vorwärtsgang bzw. den Rückwärtsgang in Eingriff ist, bewirken die Keilprofile 21, 22, daß die in Eingriff befindlichen Kupplungsflächen gegeneinander gedrückt werden, wodurch die Hauptwelle 15 entweder in der Vorwärtsrichtung oder in der Rückwärtsrichtung angetrieben wird. Die Hauptwelle 15 erstreckt sich nach unten, um eine nicht dargestellte Schiffsschraube anzutreiben.

Eine obere Abdeckung 24 ist mit einem Getriebegehäuse 23 mittels nicht dargestellter Schrauben verbunden. Die Hauptwelle 15 ist mittels oberer und unterer Nadellager 25, 26 gelagert, die an der Innenseite von ringförmigen Vorsprüngen 27, 28 angeordnet sind, welche sich jeweils von der oberen Abdeckung 24 und von dem unteren Gehäuse aus erstrecken. An der Außenseite der ringförmigen Vorsprünge 27, 28 sind die Nadellager 30, 31 des Vorwärtsgang-Zahnrads und des Rückwärtsgang-Zahnrads angeordnet, wobei diese im wesentlichen in derselben Ebene vorgesehen sind, wie die Hauptlager und die Verzahnungen der Zahnräder, wobei die Nadellager 30, 31 die Kegelräder 13, 14 für den Vorwärtsgang bzw. den Rückwärtsgang tragen. Weiterhin sind an dem Gehäuse 23 Drucklager 32, 33 vorgesehen, welche zur Lagerung der Kegelräder 13, 14 und zur Abstützung axialer Belastungen, welche auf diese aufgebracht werden, dienen. Druckringe 34, 35, welche an der Hauptwelle 15 befestigt sind, stützen sich gegen die außenliegenden Flächen der Kegelräder 13, 14 ab. Das Antriebs-Kegelrad 12 ist mittels Lagern 36, 37 gelagert, die mittels einer Mutter 38 axial vorgespannt sind, welche das Antriebs-Kegelrad 12 mit der Antriebswelle 11 verbindet. Zwischen den Lagern 36 und 37 ist ein Ring 39 vorgesehen, der zur axialen Positionierung der Anordnung bezüglich einer Fläche 40 dient, die in dem Gehäuse 23 ausgearbeitet ist. Ein Gewindering 41 drückt den Ring 39 gegen das Gehäuse 23. Da die Flächen des Gehäuses 23, auf welchen die Lager angeordnet sind, sehr genau maschinell bearbeitet werden können, ist eine sehr präzise Zuordnung der Kegelräder 13, 14 für den Vorwärtsgang bzw. den Rückwärtsgang relativ zu dem Antriebskegelrad 12 sichergestellt. Diese Anordnung eliminiert Kräfte, welche zu einer Versetzung der Kupplungsflächen zueinander führen könnten und bewirkt eine genaue Positionierung der einzelnen Zahnräder, wodurch die Lebensdauer der gesamten Einheit erhöht werden kann und die gesamte Einheit in ihrem Aufbau einfach ausgestaltet werden kann.

Um einen ruhigen, glatten, gleichmäßigen Schaltvorgang zu gewährleisten, weist die Kupplungshülse 18 Nuten 42, 43 auf, welche an jedem Ende vorgesehen sind und in denen Schraubenfedern 44, 45 angeordnet sind, die als in sich geschlossene, ringförmige Schraubenfedern wirken, wobei diese die Hauptwelle 15 unter einer Vorspannung umgeben. Jeder der Nuten 42 und 43 weist zwei Nockenflächen auf, auf welchen die Schraubenfedern gelagert sind. Die axial innenliegenden Nockenflächen (46, 47) sind mit 20° zur Achse der Hauptwelle 15 abgeschrägt, während die axial auswärts gelegenen Nockenflächen 48 und 49 mit 45° abgeschrägt sind. Das führt dazu, daß die Schraubenfedern 44, 45 stets axial nach außen von den Endnuten 42 und 43 wegvorgespannt sind, um gegen Druckplatten 50 und 51 zu drücken, welche wiederum auf Lagern 52 und 53 gelagert sind, die sich gegen die Kegelräder 13, 14 für den Vorwärtsgang bzw. den Rückwärtsgang abstützen. Die Schnittpunkte der mit 45° und 20° geneigten Nockenflächen 46, 47, 48, 49 sind so ausgewählt, daß die Schraubenfedern 44 und 45 sehr nahe an den Schnittpunkten angeordnet sind, wenn sich die Kupplungshülse 18 in ihrer neutralen Position befindet, wobei dies auf halbem Wege zwischen den Kegelrädern 13, 14 für den Vorwärtsgang bzw. den Rückwärtsgang ist.

Wenn die Kupplungshülse 18 aus ihrer neutralen Position bewegt wird, beispielsweise in Richtung auf das Kegelrad 13 für den Vorwärtsgang, wird eine Feder 45 auf der ihr zugeordneten, mit 45° geneigten Nockenfläche 49 entlanggleiten, während die andere Feder 44 auf der ihr zugeordneten, mit 20° geneigten Nockenfläche 46 bewegt wird. Dies führt dazu, daß die durch die eine Feder 45 erzeugte Axialkraft ansteigt, während die andere abnimmt, wodurch eine resultierende Kraft erzeugt wird, welche die Kupplungshülse 18 in Eingriff mit dem Kegelrad 13 für den Vorwärtsgang bringt. Die Feder 44, die sich auf der mit 20° geneigten Nockenfläche 46 bewegt, dient dazu, eine minimale axiale Belastung auf die Druckplatte 50 des Kegelrads 13 für den Vorwärtsgang aufzubringen, während die Feder 45 eine axiale Last aufbringt, um das Kegelrad 14 für den Rückwärtsgang in seiner Stellung zu halten. Das führt zu einem ruhigen, glatten, gleichmäßigen Schaltvorgang, da die Kupplungshülse 18 zu jedem Zeitpunkt, zu welchem sie verschoben wird, mit derselben Kraft beaufschlagt wird. Der Schaltvorgang in den Rückwärtsgang erfolgt in analoger Weise.

Die bis jetzt beschriebene Ausgestaltung ist bereits aus der US-PS 42 44 454 und der US-PS 42 57 506 bekannt.

Wie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt, weist die Kupplungshülse 18 eine äußere Umfangsnut 101 auf, welche in axialer Richtung gesehen zwischen den konischen Kupplungsflächen 19 und 20 vorgesehen ist. Zur axialen Bewegung der Kupplungshülse 18 entlang der Hauptwelle 15 ist ein mit der Nut 101 in Eingriff bringbares Joch 102 vorgesehen. Das in den Fig. 2 und 3 gezeigte Ausführungsbeispiel des Jochs ist gabelförmig ausgebildet und weist Zinken 103 und 104 sowie einen zentralen Bereich 105 auf, welche in Eingriff mit der Nut 101 bringbar sind. Eine Nockeneinrichtung 106 ist mit dem Joch 102 verbunden, ebenso wie eine Betätigungseinrichtung 107, welche dazu dient, die Nockeneinrichtung 106 in Eingriff mit dem Kegelrad für den Vorwärtsgang 13 oder dem Kegelrad für den Rückwärtsgang 14 zu bringen, um das Joch 102 zu betätigen und um die Kupplungshülse 18 in Eingriff mit dem jeweils anderen der Kegelräder 13, 14 zu bringen.

Die Nockeneinrichtung 106 umfaßt erste und zweite Nocken 108, 109, welche an gegenüberliegenden Seiten des Jochs 102 vorgesehen sind. Der erste Nocken 108 ist dem über ihm angeordneten Kegelrad für den Rückwärtsgang 14 zugewandt, während die zweite Nocke 109 dem unter ihr liegenden Kegelrad 13 für den Vorwärtsgang zugewandt ist. Die Betätigungseinrichtung 107 umfaßt eine axiale Welle 110, welche parallel zu der Hauptwelle 15 angeordnet ist, um die Nocken 108, 109 relativ zu dem Joch 102 zu drehen, wobei die Drehung um eine Achse erfolgt, welche parallel zu der Hauptwelle 15 ist. Eine Verbindungseinrichtung 111 ist vorgesehen, um die Nocken 108 und 109 miteinander zu verbinden, so daß sich diese gemeinsam relativ zu dem Joch 102 drehen können.

Die Verbindungseinrichtung 111 umfaßt eine Befestigungseinrichtung, wie etwa axiale Schrauben 112, 113, welche sich durch Öffnungen 114, 115 in dem Joch 102 erstrecken und welche mit jeder der Nocken 108, 109 verbunden sind, wobei die Schrauben vergrößerte Schraubenköpfe 116 und 117 sowie Muttern 118 und 119 aufweisen. Um die Schrauben 112 und 113 sind ringförmige Abstandshülsen 120, 121 vorgesehen, welche sich durch die jeweiligen Öffnungen 114, 115 des Jochs 102 erstrecken und mit den Nocken 108, 109 mit ihren axialen Endbereichen in Eingriff sind. Die Abstandshülsen 120 und 121 weisen eine Höhe bzw. Dicke auf, welche geringfügig größer ist, als die Dicke des Jochs 102, so daß die erste und die zweite Nocke 108, 109 in einem Abstand zueinander gehalten werden, welcher geringfügig größer ist als die Dicke des Jochs 102. Auf diese Weise können sich die erste und die zweite Nocke 108, 109 gemeinsam relativ zu dem Joch 102 mit einer minimalen Reibung drehen. Die Nocke 108 ist mittels einer Schraube 122, welche sich durch eine Öffnung 122 a der Nocke 108 erstreckt, auf der Welle 110 befestigt, wobei die Schraube 122 mit einer Gewindebohrung in der Welle 110 in Eingriff ist. Diese Schraube 122 kann bei einer oder bei beiden der Nocken 108, 109 vorgesehen sein, so wie dies in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 122 und 122 c dargestellt ist, obwohl nur eine einzige Schraube benötigt wird, da die Nocken 108, 109 mittels der Schrauben 112 und 113 miteinander verbunden sind, um sich gemeinsam zu drehen.

Die Öffnungen 114 und 115 sind bogenförmig ausgestaltet, so daß sie einen Teil eines Kreisbogens mit dem Zentrum in der Welle 110, welche sich durch eine Öffnung 123 in dem Joch 102 erstreckt, bilden. Die erste und die zweite Nocke 108, 109 können sich somit um die Achse der Welle 110 drehen, ohne daß sich das Joch 102 dreht, welches in Eingriff mit der Nut 101 der Kupplungshülse 18 bleibt. Die drehbare Axialwelle 110 ist mittels eines Hebelarms 124 und eines Verbindungsarms 125 betätigbar und weist eine zentrale neutrale Position sowie eine Vorwärts- und eine Rückwärtsposition auf, wobei diese einer Verdrehung in unterschiedliche Richtungen relativ zu der neutralen Position entsprechen. Bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung führt eine Drehung der Welle 10 in Uhrzeigerrichtung zu der Vorwärtsgang-Position, während eine Drehung in Gegenuhrzeigerrichtung zu der Rückwärtsgang- Position führt.

Die Nocke 108 weist eine bogenförmige, sich verjüngende Nockenfläche 126 auf, welche einen Bereich 127 mit verringerter Höhe umfaßt, der axial mit dem Kegelrad 14 für den Rückwärtsgang fluchtet und zu diesem einen Abstand aufweist, wenn die Betätigungseinrichtung 107 sich in der neutralen Position befindet. Die Nockenfläche 126 weist weiterhin einen höhergelegenen Bereich 128 auf, welcher axial mit dem Kegelrad 14 für den Rückwärtsgang fluchtet und mit diesem in Eingriff ist, wenn die Betätigungseinrichtung in die Vorwärtsgangposition gedreht ist, so daß ein Eingriff der Nockenfläche 126 der Nocke 108 mit dem Kegelrad 14 für den Rückwärtsgang das Joch 102 axial nach unten von dem Kegelrad 14 für den Rückwärtsgang weg und in Richtung auf das Kegelrad 13 für den Vorwärtsgang bewegt, um die Kupplungshülse 18 in Eingriff mit dem Kegelrad 13 für den Vorwärtsgang zu bringen, wobei dies mittels der konischen Kupplungsflächen 19 und 16 erfolgt.

Die zweite Nocke 109 weist eine sich verjüngende bogenförmige Nockenfläche 129 auf (Fig. 4), welche einen Bereich 130 mit verringerter Höhe umfaßt, der axial mit dem Kegelrad 13 für den Vorwärtsgang fluchtet und von diesem einen Abstand aufweist, wenn sich die Betätigungseinrichtung 107 in der neutralen Position befindet. Weiterhin weist die Nockenfläche 129 einen höhergelegenen Bereich 131 auf, der mit dem Kegelrad 13 für den Vorwärtsgang fluchtet und mit diesem in Eingriff ist, wenn die Betätigungseinrichtung 107 in die Rückwärtsgangposition gedreht ist, so daß der Eingriff der Nockenfläche 129 der Nocke 109 mit dem Kegelrad 13 für den Vorwärtsgang das Joch 102 axial nach unten von dem Kegelrad 13 für den Vorwärtsgang weg und in Richtung auf das Kegelrad 14 für den Rückwärtsgang bewegt, um die Kupplungshülse 18 in Eingriff mit dem Kegelrad 14 für den Rückwärtsgang zu bringen, wobei dies mittels der konischen Kupplungsflächen 20 und 17 erfolgt. Die Nockenflächen 126 und 129 der ersten und der zweiten Nocke 108 und 109 sind gegensätzlich verjüngt, wobei die Bereiche verringerter Höhe 127 und 130 axial miteinander fluchten und wobei die höhergelegenen Bereiche 128 und 131 gegeneinander versetzt sind. Ein Eingriff der jeweiligen verjüngten Nockenflächen 126, 129 mit dem jeweiligen Kegelrad 13, 14 führt zu einer Bewegung der Kupplungshülse 18 außer Eingriff von dem Zahnrad 13, 14, so daß ein Drehmoment, welches durch das jeweilige Kegelrad 13, 14 für den Vorwärtsgang bzw. den Rückwärtsgang auf die Nocken 108 und 109 aufgebracht wird, dazu dient, die jeweiligen Kupplungsflächen dieses Kegelrad 13, 14 außer Eingriff zu bringen, so daß die Schaltungskraft mit zunehmendem Drehmoment abnimmt.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfassen die Kegelräder 13, 14 für den Vorwärtsgang bzw. den Rückwärtsgang jeweils einen ersten bzw. einen zweiten kreisförmigen Ring 132, 133, welche jeweils einander gegenüberliegende Umfangskanten 134, 135 der Kegelräder 13, 14 für den Vorwärtsgang bzw. für den Rückwärtsgang umgeben. Bei einer Ausführungsform sind die Ringe 132, 133 aus Messing gefertigt und auf die einander gegenüberliegenden Umfangskanten der jeweiligen Kegelräder aufgepreßt. Die Ringe 132, 133 liegen in einer Umfangsebene um die Hauptwelle 15. Jeder der Ringe 132, 133 ist mit einer exzentrischen Fläche 136, 137 versehen, die jeweils in der erwähnten Umfangsebene liegen. Die oben beschriebene Schalteinrichtung wird somit durch das Joch 102, die Nocken 108 und 109 und durch die Betätigungseinrichtung 107 gebildet. Die Nockenfläche 126 der Nocke 108 wird zur Betätigung des Jochs 102 in Eingriff mit der exzentrischen Fläche 137 des Rings 133 gedreht, wobei dies zu einer Verschiebung der Kupplungshülse 108 in axialer Richtung nach unten außer Eingriff von dem Kegelrad 14 für den Rückwärtsgang und in Eingriff mit dem Kegelrad 13 für den Vorwärtsgang führt, wobei dies in Form eines impulsartigen Hammerschlageffekts erfolgt, der durch die Exzentrizität der Fläche 137 des Rings 133 bei dessen Drehung in der Umfangsfläche um die Hauptwelle 15 hervorgerufen wird. Das durch den impulsartigen Hammereffekt erfolgende Außereingriffkommen der Kupplungshülse 18 von dem Kegelrad 14 für den Rückwärtsgang erleichtert weiterhin das Außereingriffbringen beim Schaltvorgang, zusätzlich zu dem durch das Drehmoment unterstützte Außereingriffbringen, so daß die zum Außereingriffbringen benötigte Verschiebekraft weiter abnimmt, wenn die Drehzahl des Motors und das Drehmoment zunehmen. In der anderen Richtung wird die Nockenfläche 129 der Nocke 109 in Eingriff mit der exzentrischen Fläche 136 des Rings 132 gedreht, um das Joch 102 zu betätigen und um die Kupplungshülse 118 axial nach oben außer Eingriff von dem Kegelrad 13 für den Vorwärtsgang und in Eingriff mit dem Kegelrad 14 für den Rückwärtsgang zu bringen, wobei dies wegen der Exzentrizität der Fläche 136 des Rings 132 mit einem impulsartigen Hammerschlageffekt erfolgt, welcher durch eine Drehung der Fläche 136 in der Umfangsebene um die Hauptwelle 15 hervorgerufen wird. Das durch den impulsartigen Hammerschlageffekt erfolgende Außereingriffkommen der Kupplungshülse 18 von dem Kegelrad 13 für den Vorwärtsgang erleichtert weiterhin das zum Schalten erforderliche Außereingriffkommen zusätzlich zu dem bereits erwähnten, durch das Drehmoment unterstützten Außereingriffkommen, so daß die benötigte Schaltkraft weiterhin abnimmt, wenn die Drehzahl und das Drehmoment zunehmen. Jede der exzentrischen Flächen 136 und 137 ist bevorzugterweise maschinell so bearbeitet, daß sie einen Bereich maximaler Höhe aufweisen, der um 180° von einem Bereich minimaler Höhe versetzt ist, so daß ein Impuls pro Drehung des jeweiligen Zahnrades auf die jeweilige Nocke aufgebracht wird. Bevorzugterweise beträgt die Exzentrizität der ringförmigen Fläche 0,026 inch (0,66 mm).

Bei dem in den Fig. 6 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Joch 202 ähnlich dem Joch 102 ausgebildet, es ist gabelförmig und weist Zinken 203 und 204 sowie einen zentralen Bereich 205 auf. Die Zinken 203 und 204 sind eingekerbt, um die Dicke an den Bereichen 206 und 207 zu reduzieren und um mit Schlitzen 210 und 211 von Drezahpfen 208, 209 in Eingriff zu kommen. Eine U-förmige Einlage 212 ist auf den Drehzapfen 208 und 209 zwischen den Zinken 203 und 204 gelagert. Die Einlage 212 weist in ihren Schenkeln 215 und 216 Öffnungen 213 und 214 auf, welche der Aufnahme der Drehzapfen 208, 209 dienen. Die Einlage 212 ist weiterhin mit einer Umfangsnut 217 versehen, welche sich entlang deren Außenseite erstreckt, um die inneren Kanten der Zinken 203 und 204 sowie den zentralen Bereich 205 des Jochs 202 aufzunehmen (Fig. 7). Eine obere Fläche 218 der Einlage 212 ist mit der oberen Fläche der Umfangsnut 101 der Kupplungshülse 18 in Eingriff bringbar, während eine untere Fläche 219 der Einlage 212 mit der unteren Fläche der Umfangsnut 101 der Kupplungshülse 18 in Eingriff bringbar ist. Bei einem derartigen Eingriff kann die Einlage 212 leicht um die Drehachse, welche durch die Drehzapfen 208, 209 vorgegeben ist, hin- und herschwingen (Fig. 8).

Claims

1. Gangschaltungs- und Kupplungsvorrichtung mit einer Hauptwelle, einer Getriebeeinrichtung für einen Rückwärtsgang, welche drehbar an der Hauptwelle gelagert ist und an einer Seite eine Kupplungsfläche aufweist, einer Getriebeeinrichtung für einen Vorwärtsgang, welche drehbar an der Hauptwelle 15 gelagert ist und an einer Seite eine Kupplungsfläche aufweist, wobei die beiden Kupplungsflächen einander zugewandt sind, und einem Antriebszahnrad, welches sowohl mit der Getriebeeinrichtung für den Vorwärtsgang als auch mit der für den Rückwärtsgang in Eingriff ist, um diese jeweils in unterschiedliche Drehrichtungen anzutreiben, gekennzeichnet durch eine Kupplungshülse (18), welche zwischen den Getriebeeinrichtungen (13, 14) für den Vorwärtsgang bzw. den Rückwärtsgang an der Hauptwelle (15) gelagert ist und welche an jedem Ende eine Kupplungsfläche (19, 20) aufweist, wobei die Kupplungsflächen (19, 20) jeweils wahlweise mit einer der Kupplungsflächen (16, 17) der Getriebeeinrichtungen (13, 14) in Eingriff bringbar sind, wobei die Kupplungshülse (18) eine außen liegende Umfangsnut (101) aufweist, welche zwischen den Kupplungsflächen (19, 20) vorgesehen ist; durch eine Jocheinrichtung (102, 202), welche zur axialen Bewegung der Kupplungshülse (18) mit der Nut (101) in Eingriff bringbar ist, eine Nockeneinrichtung (108, 109), welche mit der Jocheinrichtung (102, 202) in Betriebsverbindung steht, und eine Betätigungseinrichtung (107) zur Betätigung der Nockeneinrichtungen (108, 109), um diese in Eingriff mit einer der Getriebeeinrichtungen (13, 14) zu bringen, um die Jocheinrichtung (102, 202) zu betätigen und um die Kupplungshülse (18) außer Eingriff von einer der Getriebeeinrichtungen (13, 14) und in Eingriff mit der anderen Getriebeeinrichtung (13, 14) zu bringen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Eingriff der Nockeneinrichtung (108, 109) mit einer der Getriebeeinrichtungen (13, 14) die Jocheinrichtung (102, 202) von dieser Getriebeeinrichtung (13, 14) weg und zu der anderen Getriebeeinrichtung (13, 14) bewegt wird, um somit die Kupplungshülse (18) in Eingriff mit der anderen Getriebeeinrichtung (13, 14) zu bringen, so daß ein Drehmoment, welches durch eine der Getriebeeinrichtungen (13, 14) aufgebracht wird, das Außereingriffbringen der Kupplungsflächen der einen Getriebeeinrichtung (13, 14) unterstützt, so daß die benötigte Verschiebekraft mit steigender Drehzahl und steigendem Drehmoment abnimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung (108, 109) eine erste (108) und eine zweite (109) Nocke aufweist, die an entgegengesetzten Seiten der Jocheinrichtung (102, 202) angeordnet sind, wobei die erste Nocke (108) der Getriebeeinrichtung (14) für den Rückwärtsgang zugewandt ist, während die zweite Nocke (109) der Getriebeeinrichtung (13) für den Vorwärtsgang zugewandt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (107) eine Einrichtung zur Drehung der ersten und zweiten Nocken (108, 109) relativ zu der Jocheinrichtung (102, 202) um eine Achse parallel zu der Hauptwelle 15 umfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindungeinrichtung (111) die erste und die zweite Nocke (108, 109) miteinander verbindet, so daß diese gemeinsam relativ zu dem Joch (102, 202) verdrehbar sind, daß die Betätigungseinrichtung (107) eine zentrale neutrale Position, sowie eine verdrehte Vorwärtsgang- und eine Rückwärtsgangposition einnehmen kann, welche an entgegengesetzten Seiten der neutralen Position vorgesehen sind, daß die erste Nockeneinrichtung (108) eine sich verjüngende Nockenfläche (126) aufweist, die einen Bereich verringerter Höhe (127) aufweist, der axial fluchtend in einem Abstand von der Getriebeeinrichtung (14) für den Rückwärtsgang angeordnet ist, wenn die Betätigungseinrichtung (107) sich in ihrer neutralen Position befindet, sowie einen Bereich größerer Dicke (128), welcher axial fluchtend zu der Getriebeeinrichtung (14) für den Rückwärtsgang und mit dieser in Eingriff angeordnet ist, wenn die Betätigungseinrichtung (107) in die erste Position verdreht ist, so daß ein Eingriff der ersten Nockeneinrichtung (108) mit der Getriebeeinrichtung (14) für den Rückwärtsgang die Jocheinrichtung (102, 202) axial von der Getriebeeinrichtung (14) für den Rückwärtsgang weg und in Richtung auf die Getriebeeinrichtung (13) für den Vorwärtsgang bewegt, um die Kupplungshülse (18) außer Eingriff von der Getriebeeinrichtung (14) für den Rückwärtsgang und in Eingriff mit der Getriebeeinrichtung (13) für den Vorwärtsgang zu bringen, und daß die zweite Nockeneinrichtung (109) eine sich verjüngende Nockenfläche (129) aufweist, die einen Bereich verringerter Höhe (130) umfaßt, welcher axial fluchtend und in einem Abstand zu der Getriebeeinrichtung (13) für den Vorwärtsgang angeordnet ist, wenn die Betätigungseinrichtung (107) sich in ihrer neutralen Stellung befindet und welche einen Bereich (131) größerer Dicke aufweist, welcher axial fluchtend und in Eingriff zu der Getriebeeinrichtung (13) für den Vorwärtsgang angeordnet ist, wenn die Betätigungseinrichtung (107) in ihre Rückwärtsgangposition verdreht ist, so daß ein Eingriff der zweiten Nockeneinrichtung (109) mit der Getriebeeinrichtung (13) für den Vorwärtsgang die Jocheinrichtung (102, 202) axial von der Getriebeeinrichtung (13) für den Vorwärtsgang weg und in Richtung auf die Getriebeeinrichtung (14) für den Rückwärtsgang bewegt, um die Kupplungshülse (18) außer Eingriff von der Getriebeeinrichtung (13) für den Vorwärtsgang und in Eingriff mit der Getriebeeinrichtung (14) für den Rückwärtsgang zu bringen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Nockeneinrichtung (108, 109) entgegengesetzt sich verjüngende Nockenflächen (126, 129) auf entgegengesetzten Seiten der Jocheinrichtung (102, 202) aufweisen, wobei die Bereiche verringerter Höhe (127, 130) axial zueinander fluchten, während die Bereiche größerer Dicke (128, 131) gegeneinander versetzt sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung (111) eine Befestigungseinrichtung (112, 113) umfaßt, welche sich durch die Jocheinrichtung (102, 202) erstreckt und sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten Nockeneinrichtung (108, 109) verbunden ist, sowie eine Abstandseinrichtung (120, 121), die mit der Befestigungseinrichtung (112, 113) in Zusammenwirkung steht und sich durch die Jocheinrichtung (102, 202) erstreckt und eine Dicke aufweist, welche geringfügig größer ist als die der Jocheinrichtung (102, 202) und welche mit der ersten und der zweiten Nockeneinrichtung (108, 109) in Eingriff steht, um diese in einem Abstand zueinander zu halten, welcher geringfügig größer ist als die Dicke der Jocheinrichtung (102, 202).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (107) eine axiale Welle (110) umfaßt, welche parallel zu der Hauptwelle (15) angeordnet ist und sich durch zueinander fluchtende Öffnungen der Jocheinrichtung (102, 202) und der ersten und der zweiten Nockeneinrichtung (108, 109) erstreckt, daß die Befestigungseinrichtung (112, 113) axial angeordnete Schrauben (112, 113) umfaßt, welche sich durch die Öffnungen (114, 115) der Jocheinrichtung (102, 202) erstrecken, daß die Abstandseinrichtung (120, 121) ringförmige Abstandshülsen (120, 121) umfaßt, welche die Schrauben (112, 113) umgeben und sich durch die zweite Öffnung (114, 115) der Jocheinrichtung (102, 202) erstrecken und mit der ersten und der zweiten Nockeneinrichtung (108, 109) mittels ihrer axialen Enden in Eingriff sind, und daß die zweiten Öffnungen (114, 115) in der Jocheinrichtung (102, 202) eine bogenförmige Ausgestaltung aufweisen, wobei der so gebildete Kreisbogen sein Zentrum in der Achse der Welle (110), welche in der ersten Öffnung angeordnet ist, aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Jocheinrichtung (102, 202) gabelförmig ausgestaltet ist und ein Paar von zueinander beabstandeten Zinken (103, 104, 203, 204) aufweist, welche in Eingriff mit der Umfangsnut (101) bringbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein Paar von Drehzapfen (208, 209), die jeweils an den Zinken (203, 204) gelagert sind und durch eine U-förmige Einlage (212), die auf den Drehzapfen (208, 209) zwischen den Zinken (203, 204) gelagert ist und mit der außenliegenden Umfangsnut (101) der Kupplungshülse (18) in Eingriff bringbar und um die Drehachse der Drehzapfen (208, 209) verschwenkbar ist.

11. Gangschaltungs- und Kupplungsvorrichtung mit einer Hauptwelle (15), einem Zahnrad (14) für einen Rückwärtsgang, welches frei drehbar an der Hauptwelle (15) gelagert ist und an einem Ende eine Kupplungsfläche (17) aufweist, einem Zahnrad (13) für einen Vorwärtsgang, welches frei drehbar an der Hauptwelle (15) gelagert ist und an einem Ende eine Kupplungsfläche (16) aufweist, wobei die Kupplungsflächen (16, 17) einander gegenüberliegend angeordnet sind, und einem Antriebszahnrad (12), welches mit den Zahnrädern (13, 14) für den Vorwärtsgang bzw. den Rückwärtsgang in Eingriff ist, um diese in jeweils entgegengesetzte Drehrichtungen anzutreiben, gekennzeichnet durch eine Kupplungshülse (18), die an der Hauptwelle (15) zwischen den Zahnrädern (13, 14) gelagert ist und an jedem Ende eine Kupplungsfläche (19, 20) aufweist, welche jeweils wahlweise mit einer der Kupplungsflächen (16, 17) der Zahnräder (13, 14) in Eingriff bringbar ist, sowie eine außenliegende Umfangsnut (101), welche zwischen den Kupplungsflächen (16, 17) angeordnet ist; durch erste (132) und zweite (133) Ringe, welche einander zugewandte Umfangskanten (134, 135) der Zahnräder (13, 14) für den Vorwärtsgang bzw. den Rückwärtsgang umgeben, wobei jeder der Ringe (132, 133) jeweils in einer Drehebene um die Hauptwelle (15) angeordnet ist und jeweils eine exzentrische Fläche (136, 137) aufweist, die in der jeweiligen Drehebene angeordnet ist; und durch eine Verschiebeeinrichtung (102, 202, 108, 109, 107) zur wahlweisen Bewegung der Kupplungshülse (18) in axialer Richtung entlang der Hauptwelle (15) in eine Position für den Vorwärtsgang und in eine Position für den Rückwärtsgang, um eine der Kupplungsflächen (19, 20) der Hülse (18) mit einer der Kupplungsflächen (16, 17) der Zahnräder (13, 14) für den Vorwärtsgang bzw. den Rückwärtsgang in Eingriff zu bringen, wobei die Verschiebeeinrichtung eine Jocheinrichtung (102, 202) umfaßt, die mit der Nut (101) in Eingriff ist, sowie eine Nockeneinrichtung (108, 109), welche mit der Jocheinrichtung (102, 202) betriebsverbunden ist und eine Einrichtung (107) zur Betätigung der Nockeneinrichtung (108, 109), um diese in Eingriff mit der exzentrischen Fläche (136) des ersten Rings (132) zu bringen, um die Jocheinrichtung (102, 202) zu betätigen und um die Kupplungshülse (18) außer Eingriff von dem Zahnrad (14) für den Rückwärtsgang und in Eingriff mit dem Zahnrad (13) für den Vorwärtsgang zu bringen, wobei dies in Form eines impulsartigen Hammerschlageffektes erfolgt, welcher durch die Exzentrizität der Fläche (136) des ersten Ringes (132) hervorgerufen wird, wenn sich dieser in der Drehebene um die Hauptwelle (15) dreht; und zur Betätigung der Nockeneinrichtung (108, 109) in Eingriff mit der exzentrischen Fläche (137) des zweiten Rings (133), um die Jocheinrichtung (102, 202) zu betätigen und um die Kupplungshülse (18) außer Eingriff von dem Zahnrad (13) für den Vorwärtsgang und in Eingriff mit dem Zahnrad (14) für den Rückwärtsgang zu bringen, wobei dies in Form eines impulsartigen Hammerschlageffektes erfolgt, welcher durch die Exzentrizität der Fläche (137) des zweiten Rings (133) hervorgerufen wird, wenn sich dieser in der Drehebene um die Hauptwelle (15) dreht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei jede der exzentrischen Flächen (136, 137) der Ringe (132, 133) einen Bereich maximaler Höhe aufweist, der um 180° zu einem Bereich minimaler Höhe versetzt ist, um einen Impuls auf die Nockeneinrichtung (108, 109) bei jeder Drehung des jeweiligen Zahnrad (13, 14) aufzubringen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung (108, 109) eine erste (108) und eine zweite (109) Nocke umfaßt, welche an entgegengesetzten Seiten der Jocheinrichtung (102, 202) angeordnet sind, wobei die erste Nocke (108) dem Zahnrad (14) für den Rückwärtsgang und dem ersten Ring (132) zugewandt ist und wobei die zweite Nocke (109) dem Zahnrad (13) für den Vorwärtsgang und dem zweiten Ring (133) zugewandt ist, daß die Betätigungseinrichtung (107) eine Einrichtung zur Drehung der ersten und zweiten Nocken (108, 109) relativ zu der Jocheinrichtung (102, 202) um eine Achse parallel zu der Hauptwelle (15) umfaßt, wobei die Betätigungseinrichtung (107) eine zentrale neutrale Position sowie dazu verdrehte Positionen für den Vorwärtsgang und für den Rückwärtsgang aufweist, wobei letztere Positionen auf entgegengesetzten Seiten der neutralen Position vorgesehen sind; daß die erste Nocke (108) eine sich verjüngende bogenförmige Nockenfläche (126) aufweist, die einen Bereich verringerter Höhe (127) umfaßt, welcher axial fluchtend und in einem Abstand zu dem ersten Ring (132) vorgesehen ist, wenn die Betätigungseinrichtung (107) sich in ihrer neutralen Position befindet, sowie einen Bereich (128) größerer Dicke, welcher axial fluchtend und in Eingriff mit dem ersten Ring (132) ist, wenn die Betätigungseinrichtung (107) in die Vorwärtsgang-Position verdreht ist, so daß ein Eingriff der ersten Nocke (108) mit dem ersten Ring (132) die Jocheinrichtung (102, 202) axial von dem Zahnrad (14) für den Rückwärtsgang weg und in Richtung auf das Zahnrad (13) für den Vorwärtsgang bewegt, um die Kupplungshülse (18) außer Eingriff von dem Zahnrad (14) für den Rückwärtsgang und in Eingriff mit dem Zahnrad (13) für den Vorwärtsgang zu bewegen und daß die zweite Nocke (109) eine sich verjüngende bogenförmige Nockenfläche (129) aufweist, die einen Bereich veringerter Höhe (130) umfaßt, welcher axial fluchtend und in einem Abstand zu dem zweiten Ring (133) angeordnet ist, wenn die Betätigungseinrichtung (107) sich in ihrer neutralen Position befindet, und welche einen Bereich (131) größerer Dicke umfaßt, der axial fluchtend und in Eingriff mit dem zweiten Ring (133) angeordnet ist, wenn die Betätigungseinrichtung (107) in ihre Rückwärtsgang-Position verdreht ist, so daß der Eingriff der zweiten Nocke (109) mit dem zweiten Ring (133) die Jocheinrichtung (102, 202) axial von dem Zahnrad (14) für den Rückwärtsgang weg und in Richtung auf das Zahnrad (13) für den Vorwärtsgang bewegt, um die Kupplungshülse (18) außer Eingriff von dem Zahnrad (14) für den Rückwärtsgang und in Eingriff mit dem Zahnrad (13) für den Vorwärtsgang zu bewegen.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Jocheinrichtung (102, 202) eine gabelförmige Ausgestaltung aufweist, und zueinander beabstandete Zinken (203, 204) umfaßt, sowie ein Paar von Drehzapfen (208, 209), die jeweils an den Zinken (203, 204) gelagert sind, sowie eine U-förmige Einlage (212), die an den Drehzapfen (208, 209) zwischen den Zinken (203, 204) gelagert ist und mit der Umfangsnut (101) in Eingriff bringbar und um die Achse der Drehzapfen (208, 209) verschwenkbar ist.

15. Gangschaltungs- und Kupplungsvorrichtung mit einer axialen Hauptwelle (15), einer Getriebeeinrichtung (14) für einen Rückwärtsgang, welche drehbar an der Hauptwelle (15) gelagert ist und an einer Seite eine Kupplungsfläche (17) aufweist, einer Getriebeeinrichtung (13) für einen Vorwärtsgang, welche drehbar an der Hauptwelle (15) gelagert ist und an einer Seite eine Kupplungsfläche (16) aufweist, wobei die Kupplungsflächen (16, 17) einander gegenüberliegend angeordnet sind, und mit einem Antriebszahnrad (12), welches mit den Getriebeeinrichtungen (13, 14) für den Vorwärtsgang bzw. für den Rückwärtsgang in Eingriff ist, um diese jeweils in entgegengesetzte Drehrichtungen anzutreiben, gekennzeichnet durch eine Kupplungshülse (18), welche an der Hauptwelle (15) zwischen den Getriebeeinrichtungen (13, 14) für den Vorwärtsgang bzw. für den Rückwärtsgang gelagert ist, wobei die Kupplungshülse (18) an jedem Ende eine Kupplungsfläche (19, 20) aufweist, welche jeweils wahlweise mit einer der Kupplungsflächen (16, 17) der Getriebeeinrichtungen (13, 14) in Eingriff bringbar sind, sowie eine außenliegende Umfangsnut (101), welche zwischen den Kupplungsflächen (19, 20) vorgesehen ist; durch eine Verschiebeeinrichtung (102, 202, 108, 109, 107) zur wahlweisen Bewegung der Kupplungshülse (18) in axialer Richtung entlang der Hauptwelle (15), um diese in eine Stellung für einen Vorwärtsgang oder für einen Rückwärtsgang zu bringen, um eine der Kupplungsflächen (19, 20) der Kupplungshülse (18) mit einer der Kupplungsflächen (16, 17) der Getriebeeinrichtung (13, 14) zu bringen, wobei die Verschiebeeinrichtung eine Jocheinrichtung (102, 202) umfaßt, welche mit der Umfangsnut (101) in Eingriff ist, sowie eine erste (108) und eine zweite (109) Nocke, welche an entgegengesetzten Seiten der Jocheinrichtung (102, 202) angeordnet ist, sowie eine Einrichtung (107) zur Betätigung der ersten Nocke (108), um diese in Eingriff mit der Getriebeeinrichtung (14) für den Rückwärtsgang zu bringen, um die Jocheinrichtung (102, 202) zu betätigen und um die Kupplungshülse (18) außer Eingriff von der Getriebeeinrichtung (14) für den Rückwärtsgang und in Eingriff mit der Getriebeeinrichtung (13) für den Vorwärtsgang zu bringen, und um die zweite Nocke (109) in Eingriff mit der Getriebeeinrichtung (13) für den Vorwärtsgang zu bringen, um die Jocheinrichtung (102, 202) zu betätigen und um die Kupplungshülse (18) außer Eingriff von der Getriebeeinrichtung (13) für den Vorwärtsgang und in Eingriff mit der Getriebeeinrichtung (14) für den Rückwärtsgang zu bringen, so daß ein Drehmoment, welches durch die Getriebeeinrichtungen (13, 14) aufgebracht wird, das Außereingriffbringen der Kupplungsflächen unterstütz, so daß die benötigte Verschiebekraft mit ansteigendem Drehmoment abnimmt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeeinrichtung (14) für den Rückwärtsgang ein Zahnrad (14) umfaßt, welches eine Kupplungsfläche (17) aufweist, die mit der zugeordneten Kupplungsfläche (20) der Kupplungshülse (18) in Eingriff bringbar ist, sowie einen Ring (133), welcher eine Umfangskante (135) des Zahnrads (14) umgibt, welcher der ersten Nocke (108) zugewandt und mit dieser in Eingriff bringbar ist und daß die Getriebeeinrichtung (13) für den Vorwärtsgang ein Zahnrad (13) mit einer Kupplungsfläche (16) umfaßt, welche mit der Kupplungsfläche (19) der Kupplungshülse (18) in Eingriff bringbar ist, sowie einen Ring (132), welcher eine Umfangskante (134) des Zahnrads (13) umgibt und der zweiten Nocke (109) zugewandt und mit dieser in Eingriff ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der erste (132) und der zweite (133) Kreisring jeweils in einer Drehebene um die Hauptwelle (15) angeordnet sind und jeweils eine exzentrische Fläche (136, 137), welche in der Ebene angeordnet ist, aufweisen, daß die Betätigungseinrichtung (107) eine Vorwärtsgangposition aufweist, bei welcher die erste Nocke (108) in Eingriff mit der exzentrischen Fläche (136) des ersten Rings (132) bringbar ist, um die Jocheinrichtung (102, 202) zu betätigen und um die Kupplungshülse (18) außer Eingriff von der Getriebeeinrichtung (14) für den Rückwärtsgang zu bringen, wobei dies mittels eines impulsartigen Hammerschlageffekts erfolgt, welcher durch die Exzentrizität der Fläche (136) des ersten Rings (132) hervorgerufen wird, wenn sich dieser in der Drehebene um die Hauptwelle (15) dreht, und daß die Betätigungseinrichtung (107) eine Rückwärtsgangposition aufweist, in welcher die zweite Nocke (109) in Eingriff mit der exzentrischen Fläche (137) des zweiten Rings (133) bringbar ist, um die Jocheinrichtung (102, 20) zu betätigen und um die Kupplungshülse (18) außer Eingriff von dem Zahnrad (13) für den Vorwärtsgang zu bringen, wobei dies mittels eines impulsartigen Hammerschlageffekts erfolgt, welcher durch die Exzentrizität der Fläche (137) des zweiten Rings (133) hervorgerufen wird, wenn sich dieser in der Drehebene um die Hauptwelle (15) dreht.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Jocheinrichtung (202) eine gabelförmige Ausgestaltung aufweist und ein Paar von Zinken (203, 204) und ein Paar von Drehzapfen (208, 209) umfaßt, welche letzteren jeweils an den Zinken (203, 204) gelagert sind, sowie eine Einlage (212), die auf den Drehzapfen (208, 209) zwischen den Zinken (203, 204) gelagert ist und mit der Umfangsnut (101) in Eingriff und um die Drehachse der Drehzapfen (208, 209) schwenkbar ist.