DE102021108323A1

DE102021108323A1 - Schalteinrichtung mit einem Verriegelungsmechanismus, sowie Nutzfahrzeug mit einer derartigen Schalteinrichtung

Info

Publication number: DE102021108323A1
Application number: DE102021108323.0A
Authority: DE
Inventors: Henning Deiters
Original assignee: ZF CV Systems Europe BV
Current assignee: ZF CV Systems Europe BV
Priority date: 2021-04-01
Filing date: 2021-04-01
Publication date: 2022-10-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung (30) mit einer ersten und einer zweiten Schubstange (34, 36), die jeweils mindestens eine über ihren Umfang verlaufende Nut (38, 40) aufweisen, und mit einer dritten Schubstange (32), auf der ein Hebel (42) angeordnet ist, wobei die drei Schubstangen jeweils axial verschiebbar gelagert sind, mit einem ersten zylinderförmigen Stift (44), der durch den Hebel (42) bei einer Drehung der dritten Schubstange (32) in eine Drehrichtung in Richtung der ersten Schubstange (34) verschiebbar ist, und mit einem zweiten zylinderförmigen Stift (46), der durch den Hebel (42) bei einer Drehung der dritten Schubstange (32) in die andere Drehrichtung in Richtung der zweiten Schubstange (36) verschiebbar ist. Der Hebel (42) weist einen ersten Bereich (52) mit einer geringeren Breite (B1) und einen zweiten Bereich (54) mit einer größeren Breite (B2) auf, wobei die größere Breite (B2) derart gewählt ist, dass ausgehend von einer Neutralstellung nur die erste oder die zweite Schubstange (34, 36) axial verschiebbar sind, wenn die dritte Schubstange (32) axial verschoben ist, und die kleinere Breite (B1) derart gewählt ist, dass eine Verschiebung der dritten Schubstange (32) in axialer Richtung blockiert ist, wenn ausgehend von der Neutralstellung die erste und die zweite Schubstange (34, 36) axial verschoben sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung mit einem Verriegelungsmechanismus, insbesondere ein Schaltgetriebe, wie es in Nutzfahrzeugen, beispielsweise in Lastkraftfahrzeugen, verwendet wird.
Schaltgetriebe in Lastkraftfahrzeugen verwenden eine Vielzahl von Zahnradpaaren, die verschiebbar sind oder auf verschiebbaren Wellen angeordnet sind, um eine große Anzahl an Gängen, beispielsweise 12 oder 16 Gängen, zu erreichen. Hierdurch wird eine optimale Kraftübertragung auf die Triebachse bewirkt. Es müssen jedoch bestimmte Gangfolgen vermieden werden, da ungünstige Gangfolgen das Schaltgetriebe beschädigen können. Derartige Schaltgetriebe besitzen daher einen Verriegelungsmechanismus, der das Schaltgetriebe schützt.
US 3,452,614 offenbart ein Schaltgetriebe mit mehreren Schaltschienen, die axial verschiebbar sind, um mehrere Übersetzungsverhältnisse zu bewirken. Ein Verriegelungsmechanismus, der durch eine der Schaltschienen betätigt werden kann, wenn sie von ihrer neutralen Position in eine ihrer Übersetzungspositionen verschoben wird, bewegt sich in einen Eingriff mit der anderen Schaltschiene und der darin vorgesehenen Nut, um die andere Schaltschiene in einer neutralen Position zu halten und um ein unbeabsichtigtes Verschieben derselben zu verhindern.
In der 1 ist eine Schalteinrichtung 1 nach dem Stand der Technik dargestellt, die drei koaxial angeordnete Schaltwellen 10, 11, 12, sowie einen koaxial angeordneten Zylinder 14 aufweist. Auf den Schaltwellen 10, 11, 12 sind Zahnräder, nicht dargestellt, angeordnet, und die Schaltwellen 10, 11, 12 sind axial verschiebbar gelagert zum Ein- und Auslegen von Gängen mit entsprechenden Zahnradübersetzungen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Zahnräder nicht direkt auf den Schaltwellen angeordnet sind, sondern werden durch Schaltgabeln, die auf den Schaltwellen angeordnet sind, eingelegt, indem eine Schaltmuffe axial verschoben wird.
Die Schaltwellen 10, 11, 12 sind in der Form eines Dreiecks mit gleichen Abständen zueinander angeordnet. Ein Fachmann vom Gebiet der Fahrzeuggetriebe wird aber verstehen, dass die gleichen Abstände zueinander nicht zwingend notwendig sind. Der Zylinder 14 befindet sich im bspw. ungefähren Zentrum des Dreiecks und ist innerhalb eines Zylindergehäuses 16 in Richtung der Schaltwellen 10, 11, 12 beweglich angeordnet. Zwischen den Schaltwellen 10, 11, 12 und dem Zylinder 14 ist jeweils ein Zylinderstift 18, 19, bzw. 20 angeordnet, über die der Zylinder 14 durch die Schaltwellen 10, 11, 12 verschoben werden kann. Jeder der Zylinderstifte 18, 19, 20 befindet sich in einer Zylinderstiftführung 22, 23, bzw. 24, die nur eine axiale Bewegung für die Zylinderstifte 18, 19, 20 zulassen. Die Schaltwellen 10, 11, 12 weisen jeweils eine Vertiefung 26, 27, bzw. 28 auf, in die der der Schaltwelle 10, 11, bzw. 12 zugeordnete Zylinderstift 18, 19, bzw. 20 einrasten kann. Die Vertiefungen 26, 27, 28 sind insbesondere verrundete Nuten, die jeweils über den ganzen oder nur teilweisen Umfang der entsprechenden Schaltwelle 10, 11, bzw. 12 verlaufen.
Die Schalteinrichtung 1 ist in der 2 mit um 90° gedrehten Schaltwellen 10, 11, 12 dargestellt, wodurch die Funktionsweise der Schalteinrichtung 1 besser erkennbar wird. In der 2 befindet sich die Schalteinrichtung 1 in einer Neutralstellung, in der alle Schaltwellen 10, 11, 12 ausgelegt sind. In dieser Stellung befinden sich die Schaltwellen 10, 11, 12 in einer Position, in der die Zylinderstifte 18, 19, 20 jeweils in die betreffende Vertiefung 26, 27, bzw. 28 eingerastet sind bzw. einrasten können.
Wird nun ein Gang eingelegt, beispielsweise indem die Schaltwelle 10 axial verschoben wird, in der 3 dargestellt, und ein entsprechendes Zahnrad eingelegt wird, so rutscht durch diese Bewegung der Zylinderstift 18 aus der Vertiefung 26 heraus und wird daher durch die Schaltwelle 10 in Richtung des Zylinders 14 geschoben. Der Zylinder 14 wird hierdurch in Richtung der Zylinderstifte 19 und 20 verschoben.
Wird nachfolgend ein anderer Gang eingelegt, durch den beispielsweise zusätzlich zu der Schaltwelle 10 die Schaltwelle 11 verschoben wird, in der 4 dargestellt, so wird durch die Schaltwelle 10 der Zylinderstift 18 in Richtung des Zylinders 14 geschoben und durch die Schaltwelle 11 der der Schaltwelle 11 zugeordnete Zylinderstift 19 ebenfalls in Richtung des Zylinders 14 geschoben. Hierdurch wird der Zylinder 14 durch die Zylinderstifte 18 und 19 in Richtung des Zylinderstifts 20 verschoben, derart, dass der Zylinderstift 20 in die Nut 28 einrastet und daher die Schaltwelle 12 nicht mehr verschoben werden kann. Eine zusätzliche Verschiebung der Schaltwelle 12 aus der Neutralstellung heraus ist deshalb blockiert.
Da die Schaltwellen 10, 11, 12 symmetrisch in Bezug auf den Zylinder 14 angeordnet ist, ist gewährleistet, dass jeweils die dritte der Schaltwellen blockiert ist, wenn zwei andere Schaltwellen eingelegt sind. Die Schalteinrichtung 1 enthält daher einen Verriegelungsmechanismus, durch den bewirkt wird, dass jeweils nur zwei der drei Schubstangen aus der Neutralstellung heraus axial verschiebbar sind. Dies entspricht daher einem 2-aus-3 Verriegelungsmechanismus.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Schalteinrichtung anzugeben, die eine vereinfachte Ausführung und hierdurch geringere Kosten aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine Schalteinrichtung gemäß Anspruch 1, sowie durch ein Nutzfahrzeug gemäß Anspruch 11 gelöst.
Die abhängigen Ansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung entsprechend der nachfolgenden Beschreibung dieser Maßnahmen.
Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Schubstange, die jeweils mindestens eine über ihren ganzen oder nur teilweisen Umfang verlaufende Nut aufweisen, und mit wenigstens einer dritten Schubstange, auf der ein Hebel angeordnet ist. Die Schubstangen sind jeweils axial verschiebbar gelagert. In einer bevorzugte Ausführungsform weist die Schalteinrichtung wenigstens drei Schubstangen. Die Schalteinrichtung enthält außerdem einen ersten zylinderförmigen Stift, der durch den Hebel bei einer Drehung der dritten Schubstange in eine Drehrichtung in Richtung der ersten Schubstange verschiebbar ist, und einen zweiten zylinderförmigen Stift, der durch den Hebel bei einer Drehung der dritten Schubstange in die andere Drehrichtung in Richtung der zweiten Schubstange verschiebbar ist, wobei der Hebel einen ersten Bereich mit einer geringeren Breite und einen zweiten Bereich mit einer größeren Breite aufweist. Die größere Breite ist derart gewählt, dass ausgehend von einer Neutralstellung nur die erste oder die zweite Schubstange axial verschiebbar sind, wenn die dritte Schubstange axial verschoben ist, und die kleinere Breite ist derart gewählt, dass eine Verschiebung der dritten Schubstange in axialer Richtung blockiert ist, wenn ausgehend von der Neutralstellung die erste und die zweite Schubstange axial verschoben sind. Die zylinderförmigen Stifte sind insbesondere Zylinderstifte. In einem besonderen Ausführungsbeispiel weist die Schalteinrichtung wenigstens drei zylinderförmigen Stifte auf, um wenigstens eine funktionelle Verbindung zwischen vier Schubstangen zu formulieren.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Neutralstellung der Schalteinrichtung eine Positionierung der Schubstangen, in der der erste Stift zwischen der Nut der ersten Schubstange und dem ersten Bereich des Hebels liegt und der zweite Stift zwischen der Nut der zweiten Schubstange und dem ersten Bereich des Hebels liegt, und wobei alle drei Schubstangen aus der Neutralstellung heraus axial verschiebbar sind.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel sind in der Schalteinrichtung bei einer axialen Verschiebung der ersten und der zweiten Schubstange aus der Neutralstellung heraus die Stifte in Richtung des Hebels verschoben, wobei durch die beiden Stifte hierdurch eine axiale Verschiebung der dritten Schubstange blockiert ist.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist in der Schalteinrichtung bei einer axialen Verschiebung der dritten Schubstange aus der Neutralstellung heraus der zweite Bereich des Hebels in Eingriff mit den beiden Stiften, so dass hierdurch nur noch die erste oder die zweite Schubstange axial verschiebbar sind.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist in der Schalteinrichtung bei einer axialen Verschiebung der ersten und der dritten Schubstange aus der Neutralstellung heraus der zwischen der zweiten und der dritten Schubstange angeordnete Stift durch eine Drehung des Hebels in Richtung der zweiten Schubstange verschoben und in der Nut der zweiten Schubstange eingerastet, so dass hierdurch eine Verschiebung der zweiten Schubstange aus der Neutralstellung heraus blockiert ist.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Breiten der beiden Bereiche des Hebels derart gewählt, dass nach einer axialen Verschiebung von einer der drei Schubstangen aus der Neutralstellung heraus nur noch eine weitere Schubstange axial verschiebbar ist.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die erste und die zweite Schubstange als äußere Schubstangen angeordnet und die dritte Schubstange ist in einer Position zwischen der ersten und der zweiten Schubstange angeordnet.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die den Schubstangen zugeordneten Enden der Stifte verrundet und die Nuten der Schubstangen sind für eine Aufnahme der Stiftenden entsprechend verrundet.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist auf der ersten und der zweiten Schubstange jeweils mindestens ein Zahnrad angeordnet für eine Getriebeübersetzung.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die erste und die zweite Schubstange als Schaltwellen ausgestaltet sind und/oder über die dritte Schubstange ist eine weitere Schaltwelle betätigbar.
Die Schalteinrichtung ist vorteilhafterweise für ein Nutzfahrzeug, insbesondere für ein Lastkraftfahrzeug, verwendbar.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine Schalteinrichtung nach dem Stand der Technik mit drei koaxial angeordneten Schaltwellen in einer Schnittzeichnung;
2 die Schalteinrichtung der 1 mit um 90° gedrehten Schaltwellen;
3 die Schalteinrichtung der 2 mit einem eingelegten Gang, bei dem eine Schaltwelle axial verschoben ist;
4 die Schalteinrichtung der 2 mit einem eingelegten Gang, bei dem zwei Schaltwellen axial verschoben sind;
5 eine Schalteinrichtung nach der Erfindung mit drei koaxial angeordneten Schubstangen in einer Schnittzeichnung;
6 eine zentrale Schubstange der Schalteinrichtung der 5, die einen Hebel aufweist, in einer Aufsicht;
7 die Schalteinrichtung der 5 in einer Aufsicht;
8a die Schalteinrichtung der 5 mit einem eingelegten Gang in einer Schnittzeichnung;
8b die Schalteinrichtung der 8a in einer Aufsicht;
9a die Schalteinrichtung der 5 mit einem anderen eingelegten Gang in einer Schnittzeichnung;
9b die Schalteinrichtung der 9a in einer Aufsicht;
10a die Schalteinrichtung der 5 mit einem weiteren eingelegten Gang in einer Schnittzeichnung;
10b die Schalteinrichtung der 10a in einer Aufsicht;
11 eine vorteilhafte Ausführungsform der Schalteinrichtung der 5;
12a eine Schalteinrichtung nach der Erfindung mit vier parallel angeordneten Schubstangen in einer Aufsicht; und
12b eine Schalteinrichtung nach der Erfindung mit vier parallel angeordneten Schubstangen in einer Schnittzeichnung.

Die vorliegende Beschreibung veranschaulicht die Prinzipien der erfindungsgemäßen Offenbarung. Es versteht sich somit, dass Fachleute in der Lage sein werden, verschiedene Anordnungen zu konzipieren, die zwar hier nicht explizit beschrieben werden, die aber Prinzipien der erfindungsgemäßen Offenbarung verkörpern und in ihrem Umfang ebenfalls geschützt sein sollen.
In der folgenden Ausführungsformen von 5 bis zum 12 sind die Elemente mit Kennzeichen von „32“, „34“ und „36“ als entweder „Schaltwelle“ oder „Schubstange“ genannt. Beispielsweise kann die Schubstange mit Kennzeichen „32“ also „zentrale Schubstange oder zentrale Schaltwelle“ genannt werden und kann die Schubstange mit Kennzeichen „34“ und „36“ als die „äußere Schubstange oder äußere Schaltwelle“ genannt werden. Insbesondere die Schubstange mit Kennzeichen „34“ kann als „erste äußere Schubstange oder erste äußere Schaltwelle“ genannt werden und kann die Schubstange mit Kennzeichen „36“ als „zweite äußere Schubstange oder zweite äußere Schaltwelle“ genannt werden.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, in der 5 schematisch in einer Schnittzeichnung dargestellt, enthält eine Schalteinrichtung 30 die zentrale Schaltwelle 32 und zwei äußere Schaltwellen 34, 36, die parallel zueinander angeordnet sind. Jede der Schaltwellen 34, 36 weist eine über ihren Umfang verlaufende Nut 38, bzw. 40 auf. Auf der Schaltwelle 32 ist ein Hebel 42 angeordnet, durch den ein Zylinderstift 44 in Richtung der Schaltwelle 34 geschoben und ein Zylinderstift 46 in Richtung der Schaltwelle 36 geschoben werden kann, durch eine entsprechende Drehung der Schaltwelle 32. Die Zylinderstifte 44, 46 sind jeweils in einer Stiftführung 48, bzw. 50 angeordnet, so dass die Zylinderstifte 44, 46 nur in axialer bspw. der innerhalb der Stiftführung 48 bzw. 50 zulässigen Richtung verschiebbar sind. Die Schaltwellen 32, 34, 36 sind jeweils axial verschiebbar gelagert und sind in der Schalteinrichtung 30 in dem Ausführungsbeispiel der 5 in einer Ebene, bzw. auf gleicher Höhe, angeordnet.
Der auf der zentralen Schubstange oder Schaltwelle 32 sitzende Hebel 42 ist in der 6 in einer Aufsicht dargestellt. Der Hebel 42 weist einen ersten Bereich 52 mit einer geringeren Breite B1 und einen zweiten Bereich 54 mit einer größeren Breite B2 auf und ist auf der Schubstange 32 festsitzend angeordnet, so dass sich der Hebel 42 bei einer Drehung der Schubstange 32 mitdreht.
Die Schalteinrichtung 30 der 5 ist in der 7 schematisch in einer Aufsicht dargestellt. Die Schubstangen 32, 34, 36 sind hierbei in eine Neutralstellung geschoben, in der kein Gang eingelegt ist. In dieser Stellung liegen die Nuten 38 und 40 der Schubstangen 34, 36 jeweils auf gleicher Höhe mit den Zylinderstiften 44 und 46, bzw. entlang einer Linie L, aus der Perspektive der Aufsicht, und die Schubstange 32 befindet sich in einer Position, in der der Bereich mit der kleineren Breite B1 des Hebels 42 sich ebenfalls auf gleicher Höhe mit den Zylinderstiften 44 und 46 befindet. Die Breite B1 und die Längen der Zylinderstifte 44, 46 sind hierbei derart gewählt, dass die Zylinderstifte 44, 46 axial beweglich sind. Hierdurch sind auch die zentrale Schubstange 32, sowie die Schubstangen 34 und 36, jeweils axial verschiebbar, insbesondere in Richtung eines Pfeils 56.
Wird nun ein Gang eingelegt, beispielsweise indem die äußere Schubstange 34 axial verschoben wird, in der 8a dargestellt, so wird der Zylinderstift 44 in Richtung des Hebels 42 geschoben, wenn der Zylinderstift 44 vorher in die Nut 38 der Schubstange 34 hineinragt. Je nachdem wie der Hebel 42 vor dem Einlegen des Ganges positioniert war, kann der Hebel 42 hierbei durch diese Bewegung in Richtung des Zylinderstifts 46 verschoben werden, indem die zentrale Schubstange 32 im Uhrzeigersinn gedreht wird.
Die in der 8a realisierte Einstellung der Schubstangen 32, 34, 36 ist in der 8b schematisch in einer Aufsicht dargestellt. Hier ist erkennbar, dass nur die Schubstange 34 in Richtung des Pfeiles 56 verschoben ist. Die Zylinderstifte 44 und 46 befinden sich hierbei weiterhin in Eingriff mit dem Bereich 52 mit der geringeren Breite B1 des Hebels 42. Hierdurch ist sowohl die Schubstange 32 als auch die Schubstange 36 weiterhin in axialer Richtung, in Richtung des Pfeils 56, verschiebbar.
Wird nun ein anderer Gang eingelegt, beispielsweise indem die zentrale Schubstange 32 zusätzlich zu der äußeren Schubstange 34 axial verschoben wird, in der 9a dargestellt, so befindet sich der zweite Bereich 54 mit der größeren Breite B2 in Eingriff mit den Zylinderstiften 44 und 46. Wenn der Zylinderstift 44 vorher in die Nut 38 der Schubstange 34 hineinragt, so wird hierdurch der Zylinderstift 44 in Richtung des Hebels 42 geschoben, und die Längen der Zylinderstifte 44, 46 und die Breite B2 sind derart gewählt, dass sich die Schubstange 32 durch die axiale Verschiebung des Zylinderstifts 44 im Uhrzeigersinn dreht und der Hebel 42 hierdurch den Zylinderstift 46 in die Nut 40 der Schubstange 36 schiebt, so dass die Schubstange 36 blockiert ist und eine axiale Verschiebung der Schubstange 36 verhindert wird.
Die in der 9a eingestellten Positionen der Schubstangen 32, 34, 36 sind in der 9b schematisch in einer Aufsicht dargestellt. Hier ist erkennbar, dass sowohl die zentrale Schubstange 32 als auch die Schubstange 34 in Richtung des Pfeils 56 verschoben sind. Die zwei Zylinderstifte 44, 46 sind daher in Eingriff mit dem zweiten Bereich 54 mit der größeren Breite B2 des Hebels 42, so dass hierdurch der Zylinderstift 46 in die Nut 40 der Schubstange 36 geschoben ist, wodurch die Schubstange 36 blockiert ist und nicht mehr axial verschoben werden kann.
Die gleiche Situation tritt ein, wenn ausgehend von der Neutralstellung der Schalteinrichtung 30, ein Gang eingelegt wird, mit dem die Schubstangen 32 und 36 axial in Richtung des Pfeils 56 verschoben werden. Hierbei ist ebenfalls der zweite Bereich 54 mit der größeren Breite B2 des Hebels 42 in Eingriff mit den zwei Zylinderstiften 44, 46, so dass hierdurch der Zylinderstift 44 in die Nut 38 der Schubstange 32 geschoben ist. Entsprechend ist die Schubstange 32 blockiert und nicht mehr axial verschiebbar.
In einem anderen Beispiel wird ausgehend von der Neutralstellung der Schalteinrichtung 30 ein Gang eingelegt, indem die beiden äußeren Schubstangen 34, 36 axial verschoben werden, wie in der 10a dargestellt. Falls sich der Zylinderstift 44 in der Nut 38 der Schubstange 34 befindet, so wird dieser durch die axiale Verschiebung der Schubstange 34 in Richtung des Hebels 42 geschoben. Ebenfalls wird der Zylinderstift 46 in Richtung des Hebels 42 geschoben, wenn sich der Zylinderstift 46 vorher in der Nut 40 der Schubstange 36 befunden hat.
Die Längen der Zylinderstifte 44, 46 sind derart gewählt, dass der Hebel 42, dessen Bereich 52 mit der geringeren Breite B1 sich in der Neutralstellung im Eingriff mit den Zylinderstiften 44, 46 befindet, hierdurch durch die Zylinderstifte 44, 46 blockiert wird, so dass weder eine Drehung der zentralen Schubstange 32 noch eine axiale Verschiebung in Richtung des Pfeiles 56 möglich ist. Hierdurch kann in einem nächsten Schritt kein Gang eingelegt werden, bei dem die Schubstange 32 beteiligt ist.
Die in der 10a eingestellten Positionen der Schubstangen 32, 34, 36 sind in der 10b schematisch in einer Aufsicht dargestellt. Hier ist erkennbar, dass sowohl die Schubstange 34 als auch die Schubstange 36 in Richtung des Pfeils 56 verschoben sind, und hierdurch die Zylinderstifte 44, 46 nicht in die Nut 38, bzw. 40 verschoben werden können. Die zwei Zylinderstifte 44, 46 sind daher in Eingriff mit dem ersten Bereich 52 mit der kleineren Breite B1 des Hebels 42, entlang der Linie L. Da die Breite B1 des ersten Bereichs 52 des Hebels 42, sowie die Längen der Zylinderstifte 44, 46, derart gewählt sind, dass hierdurch der zweite Bereich 54 mit der größeren Breite B2 nicht zwischen die beiden Zylinderstifte 44,46 passt, ist hierdurch eine zusätzliche axiale Verschiebung der Schubstange 32 in Richtung des Pfeils 56 verhindert.
Die Schalteinrichtung 30 enthält daher einen Verriegelungsmechanismus, durch den bewirkt wird, dass jeweils nur zwei der drei Schubstangen axial verschiebbar sind. Dies entspricht in diesem Ausführungsbeispiel einem 2-aus-3 Verriegelungsmechanismus. Die beiden Schubstangen 34 und 36 sind beispielsweise Schaltwellen, die über Schaltgabeln ein oder mehrere Zahnräder axial bewegen und somit einlegen können. Durch die Schubstange 32 kann beispielsweise eine andere Schaltwelle betätigt werden. Je nach Anordnung der Zahnräder kann hierdurch in der Schalteinrichtung 30 bewirkt werden, dass bestimmte Gangfolgen verhindert sind.
Der Verriegelungsmechanismus der Schalteinrichtung 30 benötigt nur eine geringe Zahl an Bauteilen und ist hierdurch kostengünstig herstellbar. Durch die geringe Zahl der Bauteile lassen sich auch die Toleranzen der Bauteile besser kontrollieren. Durch die Erfindung können auch andere Verriegelungsmechanismen realisiert werden, beispielsweise Schalteinrichtungen mit einem 3-aus-5, 1-aus-3 oder 1-aus-4 Verriegelungsmechanismus, indem die Längen der Zylinderstifte und die Breiten B1 und B2 des oder der Hebel 42 so angepasst werden, dass die vorgesehene Anzahl an axialen Einlege-Bewegungen nicht überschritten wird. Bei mehr als 3 beteiligten Schubstangen wird eine weitere Schubstange mit einem Hebel 42 zwischen den beiden äußeren Schubstangen angeordnet, die einen weiteren Zylinderstift zu dem bereits vorhandenen Hebel 42 auf der bereits vorhandenen Schubstange aufweist.
Eine derartige Schalteinrichtung 60 ist in der 11 schematisch in einer Aufsicht dargestellt. Die Schalteinrichtung 60 weist zwei äußere Schubstangen 64, 66, eine zentrale Schubstange 62, sowie zwei Zylinderstifte 74, 76 auf. Die Schubstange 64 besitzt in diesem Ausführungsbeispiel zwei jeweils über den Umfang der Schubstange 64 verlaufende Nuten 68 und die Schubstange 66 besitzt zwei jeweils über den Umfang der Schubstange 66 verlaufende Nuten 70. Die Schubstange 64 verschiebt hier eine Schaltgabel 78 axial und die Schubstange 62 verschiebt eine Schaltgabel 80 axial. Auf der zentralen Schubstange 62 ist ein Hebel 72 befestigt. Die Schubstangen werden durch einen hier nicht dargestellten pneumatischen Zylinder betätigt.
12a stellt eine weitere derartige Schalteinrichtung 90 nach der Erfindung mit vier parallel angeordneten Schubstangen 92, 94, 96, 98 in einer Aufsicht dar.
Die Schalteinrichtung 90 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst drei Zylinderstifte 100, 102, 104, um die vier parallel angeordneten Schubstangen 92, 94, 96, 98 zu verbinden. Außerdem zeigt 12a ein Ausführungsbeispiel, in welches wenigstens zwei Schaltgabeln 106 und 108 rein schematisch dargestellt worden sind. Die Schubstange 94 verschiebt hier eine Schaltgabel 106 axial und die Schubstange 92 verschiebt eine Schaltgabel 108 axial. Die Schubstangen werden durch einen hier nicht dargestellten pneumatischen Zylinder betätigt.
In der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Hebel 120 und 122 auf den zentral angeordneten Schubstangen 92 und 96 befestigt. Die Schubstange 94 besitzt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei jeweils über den Umfang der Schubstange 94 verlaufenden Nuten 110 und die Schubstange 98 besitzt zwei jeweils über den Umfang der Schubstange 98 verlaufende Nuten 112.
12b stellt die Schalteinrichtung 80, die auch in 12a gezeigt, nach der Erfindung mit der vier parallel angeordneten Schubstangen 82, 84, 86, 88 in einer Schnittzeichnung dar. Die Einzelheiten und die Erläuterungen der Ausführung gemäß 12a sind auch hier relevant. Aus diesem Grund ist diese Information nicht wiederholt.
Alle hierin erwähnten Beispiele wie auch bedingte Formulierungen sind ohne Einschränkung auf solche speziell angeführten Ausführungsbeispiele zu verstehen. Die Offenbarung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es gibt Raum für verschiedene Anpassungen und Modifikationen, die der Fachmann aufgrund seines Fachwissens als auch zu der Offenbarung zugehörend in Betracht ziehen würde.
Bezugszeichenliste

1: Schalteinrichtung
10,11,12: Schaltwellen
14: Zylinder
16: Zylindergehäuse
18, 19, 20: Zylinderstifte
22, 23, 24: Zylinderstiftführungen
26, 27, 28: Vertiefungen
30: Schalteinrichtung
32: zentrale Schubstange oder zentrale Schaltwelle
34, 36: äußere Schubstangen oder äußeren Schaltwellen
38, 40: Nuten
42: Hebel
44, 46: Zylinderstifte
48, 50: Stiftführungen
52, 54: Bereiche des Hebels
56: Pfeil
60: Schalteinrichtung
62: zentrale Schubstange oder zentrale Schaltwelle
64, 66: äußere Schubstangen oder äußeren Schaltwellen
68, 70: Nuten
72: Hebel
74, 76: Zylinderstifte
78, 80: Schaltgabeln
90: Schalteinrichtung
94, 98: äußere Schubstangen oder äußeren Schaltwellen
92: erste zentrale Schubstange oder zentrale Schaltwelle
96: zweite zentrale Schubstange oder zentrale Schaltwelle
110, 112: Nuten
120, 122: Hebel
100, 102, 104: Zylinderstifte
106, 109: Schaltgabeln
B1, B2: Breiten des Hebels
L: Linie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 3452614 [0003]

Claims

Schalteinrichtung (30; 60, 90) bestehend aus wenigstens einer ersten und einer zweiten Schubstange (34, 36; 64, 66; 94, 98), die jeweils mindestens eine über ihren Umfang verlaufende Nut (38, 40; 68, 70; 110, 112) aufweisen, und mit wenigstens einer dritten Schubstange (32; 62; 92), auf der ein Hebel (42; 72; 120; 122) angeordnet ist, wobei die Schubstangen (32, 34, 36; 62, 64, 66; 92, 94, 96, 98) jeweils axial verschiebbar gelagert sind, mit einem ersten zylinderförmigen Stift (44; 74, 100), der durch den Hebel (42; 72; 120; 122) bei einer Drehung der dritten Schubstange (32; 62; 92) in eine Drehrichtung in Richtung der ersten Schubstange (34; 64, 94) verschiebbar ist, und mit einem zweiten zylinderförmigen Stift (46; 76; 102), der durch den Hebel (42; 72; 120) bei einer Drehung der dritten Schubstange (32; 62; 92) in die andere Drehrichtung in Richtung der zweiten Schubstange (36; 66; 96) verschiebbar ist, wobei der Hebel (42; 72; 120, 122) einen ersten Bereich (52) mit einer geringeren Breite (B1) und einen zweiten Bereich (54) mit einer größeren Breite (B2) aufweist, die größere Breite (B2) derart gewählt ist, dass ausgehend von einer Neutralstellung nur die erste oder die zweite Schubstange (34, 36; 64, 66; 94, 98) axial verschiebbar sind, wenn die dritte Schubstange (32; 62; 92) axial verschoben ist, und die kleinere Breite (B1) derart gewählt ist, dass eine Verschiebung der dritten Schubstange (32; 62; 92) in axialer Richtung blockiert ist, wenn ausgehend von der Neutralstellung die erste und die zweite Schubstange (34, 36; 64, 66, 94, 98) axial verschoben sind.
Schalteinrichtung (30; 60; 90) nach Anspruch 1, wobei in der Neutralstellung der Schalteinrichtung (30; 60; 90) der erste Stift (44; 74, 100) zwischen der Nut (38; 68, 110) der ersten Schubstange (34; 64, 94) und dem ersten Bereich (52) des Hebels (42; 72; 120) liegt und der zweite Stift (46; 76; 102) zwischen der Nut (40; 70; 112) der zweiten Schubstange (36; 98) und dem ersten Bereich (52) des Hebels (42; 72; 122) liegt, und wobei durch die beiden Stifte (44, 46; 74, 76; 100, 102, 104) hierdurch eine axiale Verschiebung der dritten Schubstange (32; 62; 92, 96) blockiert ist.
Schalteinrichtung (30; 60; 90) nach Anspruch 2, wobei bei einer axialen Verschiebung der ersten und der zweiten Schubstange (34, 36; 64, 66; 94, 98) aus der Neutralstellung heraus die Stifte (44, 46; 74, 76; 100, 102, 104) in Richtung des Hebels (42; 72; 120, 122) verschoben sind und die dritte Schubstange (32; 62; 92, 96) hierdurch durch die beiden Stifte (44, 46; 74, 76; 100, 102, 104) blockiert ist.
Schalteinrichtung (30; 60; 90) nach Anspruch 2 oder 3, wobei bei einer axialen Verschiebung der dritten Schubstange (32; 62; 92, 96) aus der Neutralstellung heraus der zweite Bereich (54) des Hebels (42; 72; 120, 122) in Eingriff mit den beiden Stiften (44, 46; 74, 76; 100, 102, 104) ist und hierdurch nur noch die erste oder die zweite Schubstange (34, 36; 64, 66; 94, 98) axial verschiebbar sind.
Schalteinrichtung (30; 60; 90) nach Anspruch 4, wobei bei einer axialen Verschiebung der ersten und der dritten Schubstange (34, 32, 64, 62; 94, 92, 96) aus der Neutralstellung heraus der zwischen der zweiten und der dritten Schubstange (36, 32, 66, 62; 98, 92, 96) angeordnete Stift (46; 76; 102, 104) durch eine Drehung des Hebels (42; 72; 120, 122) in Richtung der zweiten Schubstange (36; 66; 94, 98) verschoben ist und in der Nut (40; 70; 112) der zweiten Schubstange (36; 66; 94, 98) eingerastet ist, und hierdurch eine Verschiebung der zweiten Schubstange (36; 66; 94, 98) aus der Neutralstellung heraus blockiert ist.
Schalteinrichtung (30; 60; 90) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Breiten (B1, B2) der beiden Bereiche (52, 54) des Hebels (42; 72; 120, 122) derart gewählt sind, dass nach einer axialen Verschiebung von einer der Schubstangen (32, 34, 36; 62, 64, 66; 92, 94, 96, 98) aus der Neutralstellung heraus nur noch eine weitere Schubstange (32, 34, 36; 62, 64, 66, 92, 94, 96, 98) axial verschiebbar ist.
Schalteinrichtung (30; 60; 90) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste und die zweite Schubstange (34, 36; 64, 66; 94, 98) als äußere Schubstangen angeordnet sind und die dritte Schubstange (32; 62; 92, 96) in einer Position zwischen der ersten und der zweiten Schubstange (34, 36; 64, 66; 94, 98) angeordnet ist.
Schalteinrichtung (30; 60; 90) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die den Schubstangen (32, 34, 36; 62, 64, 66; 92, 94, 96, 98) zugeordneten Enden der Stifte (44, 46; 74, 76; 100, 102, 104) verrundet sind und die Nuten (38, 40; 68, 70; 110, 112) der Schubstangen (32, 34, 36; 62, 64, 66; 92, 94, 96, 98) für eine Aufnahme der Stiftenden entsprechend verrundet sind.
Schalteinrichtung (30; 60; 90) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei auf der ersten und der zweiten Schubstange (34, 36; 64, 66; 94, 98) jeweils mindestens eine Schaltgabel angeordnet ist für eine Getriebeübersetzung.
Schalteinrichtung (30; 60; 90) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste und die zweite Schubstange (34, 36; 64, 66; 94, 98) als Schaltwellen ausgestaltet sind und/oder über die dritte Schubstange (32; 62; 92, 96) eine weitere Schaltwelle betätigbar ist.
Nutzfahrzeug, insbesondere Lastkraftfahrzeug, das eine Schalteinrichtung (30; 60; 90) nach einem der vorangehenden Ansprüche aufweist.