DE2235368A1

DE2235368A1 - Sechsgang-schaltgetriebe

Info

Publication number: DE2235368A1
Application number: DE19722235368
Authority: DE
Inventors: Andre Vogler
Original assignee: Adolph Saurer AG
Current assignee: Saurer AG
Priority date: 1972-03-29
Filing date: 1972-07-19
Publication date: 1973-10-11
Also published as: IT962569B; FR2178502A5; CH550343A

Description

· tern wall

Dt. W. Hc&ae

Mucaen 9
JLi a Oj J ι j α Β β β

Aktiengesellschaft' Adolph Saurer, 9320 Arbon

(Schweiz)

Sechsgang-Schaltgetriebe

Die Erfindung betrifft ein Sechsgang-Schaltgetriebe mit fluchtender Antriebs- und Abtriebswelle sowie dazu paralleler Vorgelegewelle und paarweise miteinander in dauerndem Eingriff stehenden Zahnrädern, dessen Verwendung vorzugsweise in Strassenfahrzeugen erfolgt.

Es sind Schaltgetriebe dieser Art bekannt, bei welchen die Zahnräder auf der Vorgelegewelle drehfest auf dieser letzten sitzen, welche in ständiger Drehverbindung mit einem drehfest auf der Hauptwelle sitzenden Zahnrad stehen, wobei die gewünschte Drehzahlüber- bzw. -Untersetzung der Abtriebswelle durch wahlweise Herstellung mittels Schaltkupplungen der drehfesten Verbindung der Abtriebswelle mit dem entsprechenden darauf drehbar ge-

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lagerten Zahnrad erfolgt. Solche Getriebe benötigen sechs Zahnradpaare für die sechs Üeber- bzw. Untersetzungsstufen. Dazu ist für die Rückwärtsfahrt neistens noch ein zusätzliches Zahnradpaar notwendig. Es kann auch ein Zahnrad auf der Abtriebswelle verschiebbar angeordnet sein, das in Eingriff mit einem zusätzlichen Vorgelegerad gebracht werden kann. Die Baulänge solcher Getriebe ist gross. Das Einlegen der VorwMrtsgänge erfolgt in drei sogenannten Schaltgassen des Sehalthebels, zu welchen eine vierte für das Einlegen des Rückwärtsganges hinzukommt. Der Schaltmechanismus ist desx^egen aufwendig. und das Schalten erfordert eine'grosse Aufmerksamkeit beim Aussuchen der richtigen Bewegungsaoene des Schalthebels der sogenannten Schaltgasse. Das Befahren koupierter Strecken ist deshalb wegen den zahlreichen Schaltbewegungen ermüdend

Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Nachteile. Dies wird dadurch erreicht, dass die Vorgelegewelle mittels Schaltkupplung wahlweise entvreder über ein auf der Antriebswelle drehbar gelagertes Zahnrad oder über ein auf der Abtriebswelle drehbar gelagertes Zahnrad mit der Antriebswelle drehverbindbar ist.

Mit dieser Anordnung sind nur vier Zahnradpaare und drei Schaltkupplungen für sechs Vorwärtsgänge notwendig, wodurch die Längenabmessung des Getriebes kurz gehalten werden kann. Die Schaltkupplung zur Herstellung der Drehverbindung von Vorgelege- und

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Antriebswelle kann dabei mittels separat bedienter Betätigungsorgane, vorzugsweise pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch in die gewünschte Stellung gebracht werden.

Zur Betätigung der bleibenden zwei Schaltkupplungen braucht das Bedienungsorgan, der Schalthebeln nur noch in zwei Ebenen (je eine Schaltgasse für jede Schaltkupplung) bewegbar zu sein. Der Schaltungsmechanismus kann dadurch vereinfacht werden, insbesondere wenn die Schaltkupplung zur Herstellung der Drehverbindung der Abtriebswelle mit dem Zahnradpaar für die grösste Untersetzung zugleich zur Herstellung der Drehverbindung der Abtriebswelle mit der Zahnradgruppe für die Drehsinnumkehr der Abtriebswelle (Rückwärtsgänge) verwendbar ist., was durch eine sinnvolle Anordnung der Zahnräder auf der Abtriebswelle verwirklicht werden kann.

Die Betätigung der bleibenden zwei Schaltkupplunpen erfolgt vorzugsweise mit Hilfe von gabelförmigen Kipphebeln, welche mittels Laschen an Hebeln angelenkt sein können, die vorteilhafterweise auf einer drehbar und in ihrer Längsrichtung verschiebbar in den Seitenwänden des Getriebegehäuses gelagerten Querwelle mit dieser wahlweise bei ihrer Längsverschiebung drehverbindbar angeordnet sind. Dabei kann der auf der Querwelle drehbare Hebel, in seiner der neutralen Lage der mit ihm verbundenen Schaltkupplung entsprechend Stellung, mittels eines

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Kupp lungs organs mit dem Getriebegehäuse drehf ->st verbunden sein, um die Gefahr des gleichzeitigen Schaltens zxveier Gänge auszuschliessen.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird mit Hilfe der Zeichnung beschrieben.
Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Sechsgang-Schaltgetriebe, Fig. 2 einen Querschnitt gemäss I-I von Figur 1,

Fig. 3 einen Detailausschnitt aus einem Schnitt II-II von Figur 1, und

Fig. 4 schematisch den Kraftfluss durch die drei Wellen für jede Untersetzungsstufe.

Ein einteiliges Gehäuse 1 ist an seiner oberen, offenen Seite mit einem Deckel 2 verschlossen. Das Gehäuse 1 weist je zwei Paare gleichachsiger Bohrungen 3, 3' und 4_S 4' auf, in welchen Wälzlagerpaare 5» 5^T bzw. 6, 6' eingebaut sind, die eine Antriebs- und eine Abtriebswelle 38 und 39 bzw. eine Vorgelegewelle 40 tragen. Die Antriebswelle 38 ist zwecks Aufnahme des einen Endes der Abtriebswelle 39 und zu ihrer gegenseitigen

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Lagerung und Pluchtung hohl ausgebildet. Zur Lagerung der beiden Wellen 38 und 39 dienen Wälzlager 7₉ 7"'. Die Antriebswelle 38 weist an ihrem,, der Abtriebswelle 39 zugekehrten Ende einen aussen längsgenuteten Ringteil 8 auf. Sie trägt ferner ein drehbar auf ihr gelagertes Zahnrad 9 mit am Rinprteil 8 der Antriebswelle anschliessendem und gleichgenutetem Portsatz 10.

Die Abtriebswelle 39 ist an ihrem der Antriebswelle 38 zugekehrten Ende mit einem drehbar gelagerten Zahnrad 11 mit aussengenuteten Fortsätzen 12 und 13 versehen, wobei sich der der Antriebswelle zugekehrte Fortsatz 12 am Ringteil 8 anschliesst und gleichgenutet ist wie dieser. Eine Muffe 14 mit zu den Nuten des Ringteiles 8 passendem, innengenutetem zylindrischem Teil und mittlerem, scheibenförmigem Teil sitzt verschiebbar auf dem Ringteil 8 und ist durch zwei, sich seitlich diametral gegenüberliegende, den scheibenförmigen Teil beidseitig umfassende Gabelstücke 15, welche drehbar in einem gabelförmigen Kipphebel 16 gelagert sind, seitlich geführt. Der Kipphebel ist beidseitig im Gehäuse 1 mittels Zapfen 17 drehbar gelagert. Er ist an seinem oberen Ende an einer Betätigungsstange 18 angelenkt.

Dem Fortsatz 13 des Zahnrades 11 schliesst sich ein gleichgenuteter, auf der Abtriebswelle 39 aufgekeilter Ring 19 und diesem ein gleichgenuteter Fortsatz 20 eines drehbar auf der

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Abtriebswelle 39 gelagerten Zahnrades 21 an. Analog zu der Muffe 14, den Gabelstücken 15 und dem Kipphebel 16 sitzt auf dem Ring 19 eine mittels gabelförmigem Kipphebel 22 seitlich geführte Muffe 23. Das obere Ende des Kipphebels 22 ist mittels einer Lasche 24 .^m Arm 25 eines Hebels 27 angelankt. Der Hebel 27 ist seinerseits auf einer quer zur Getriebelängsachse in den Seitenwänden des Gehäuses 1 gelagerten Welle 26, der Schaltwelle und mit dieser drehverbindbar angeordnet. Unmittelbar neben dem Zahnrad 21 sitzt ein weiteres Zahnrad 28 drehbar auf der Abtiebswelle 39. Dieses Zahnrad 28 weist auf der dem Zahnrad 21 abgekehrten Seite einen aussen längsgenuteten Fortsatz 39 auf _s dem sich ein auf der Abtriebswelle 39 aufgekeilter, gleichgenuteter Ring 30 und der gleichgenutete Portsatz 31 eines drehbar auf der Abtriebswelle gelagerten Zahnrades 32 anschliessen. Analog zum Ring 19 sitzt auf dem Ring 30 eine mittels gabelförmigem Kipphebel 33 seitlich geführte Muf?e 34. Das obere Ende des Gabelhebels 33 ist mit Hilfe einer Lasche 35 am Arm 36 eines auf der Querwelle 26 gelagerten Hebels 37 angelenkt. Der Hebel 37 ist mit der Querwelle 26 drehverbindbar. Anschliessend an das Zahnrad 32 ist die Abtriebswelle 39 im Wälzlager 5' gelagert, das von einem Federring 41 und einem mit Dichtringen 43 versehenen Deckel 42 achsial gehalten ist. Auf dem Endstück der Abtriebswelle 39 ist das Anschlussstück 44 aufgekeilt und mittels der Endplatte 45 und der Schrauben 46 befestigt. Sämliche Zahnräder auf der Antriebs- bzw. Abtriebs-

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welle 38 bzw. 39 stehen in dauerndem Eingriff mit entsprechend drehfest auf der Vorgelegewelle 40 befestigten bzw. mit dieser aus einem Stück bestehenden Zahnrädern. Es kämmen in diesem Sinne das Zahnrad 9 auf der Antriebswelle 38 und die Zahnräder H₉ 2I₉ 28 auf der Abtriebswelle 39 unmittelbar mit ihren Gegenrädern 47, 48, 49 und 50 auf der· Vorgelegewelle 40, während das Zahnrad 32 mittelbar über ein seitlich im Gehäuse drehbar gelagertes Zwischenrad 51 mit dem Vorgelegezahnrad 50 im Eingriff steht (Fig. 2).

Die Querwelle 26 (Schaltwelle) ist in Lagern 52₉ 53 in den seitlichen Wänden des Gehäuses 1 dreh- und verschiebbar gelagert. Sie steht in Verbindung mit einem Schalthebel 54_s der mit einer niehtgezeigten Betätigungsvorrichtung in Verbindung stehen kann, der sowohl ihre Dreh- als auch ihre Längsbewegungen bestimmt. Wie bereits erwähnt, sitzen auf der Welle 26 die zwei mit ihr drehverbindbaren Hebel 27 und 37, welche mittels am Gehäuse seitlich abgestützten und auf der Welle 26 verschiebbar angeordneten Distanzbüchsen 66 und seitlich geführt sind,

Für die Herstellung der Drehverbindung der Hebel 27 und 37 mit der Welle 26 ist eine Kugel 55 in einer Ansenkung der Welle 26 eingelegt. Diese Kugel 55 ist in sich gegenüberliegende Nuten 56 und 57 in den Führungswänden der Hebel 27, 37 schiebbar. Jeder Hebel 27, 37 trägt an seinem, den Gehäusewänden

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zugekehrten Ende je einen Arm 58, 59 mit Bohrungen 60, 61. Zwei Sperrbolzen 62 und 63 sind in Bohrungen 64, 65 in den Seitenwänden des Gehäuses 1 verschiebbar gelagert. Sie sind je mittels einer Quernut 68, 69 versehen, in welche eine Nase 70 bzw. 71 einer mit der Welle 26 fest verbundenen Hülse 72 73 eingreift, so dass sie mit dieser Welle 26 längsverschiebbar sind. Die Verbindung der Hülsen 72, 73 mit der Welle 26 erfolgt beispielsweise mittels durch die länglichen Schlitze 74, 75 in den Distanzbüchsen 66, 67 hindurchgehender, in den Hülsen eingepresster und in Löcher 78, 79 der Welle 26 hineinragender Stifte 76, 77. Die Bohrungen 60, 6l der Hebel 27, 37 fluchten in der neutralen Lage der Welle 26, d.h. wenn kein Gang eingelegt ist, mit den Bohrungen 64, 65 der Sperrbolzen 62, 63.

Die Stange 18 für die Bewegung des Gabelhebels 16 ist beispielsweise mit einem Kolben 80 verbunden, welcher in einem drehbar an einem Bolzen 8l angelenkten Zylinder 83 beweglich ist. Der Bolzen 8l ist in Lappen 82 des Gehäusedeckels gelagert. Ein Zylinder 83 ist über Leitungen 84, 85 und ein nichtdargestelltes Ventil an einem Drucksystem angeschlossen.

Im Abschlussdeckel 42 des Getriebes ist eine Zahnradoelpumpe 86 angeordnet, welche mittels einer aehsial von einem Federring 87 fixierten Keilwelle 88 mit der Vorgelegewelle 40 drehverbunden ist. Diese Keilwelle 88 kann bei Bedarf verlängert und als Anschlusswelle für ein Hilfsaggregat verwendet werden.

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Von der Zahnradoelpumpe 86 gelangt Schmieroel in einen Ringkanal φ des Deckels 42, von wo es über eine Bohrung 90, eine Längsbohrung 91 und Querbohrungen 92 - 9β zu den Lagerstellen' der Zahnräder 9_S 11» 21, 32 gelangt. Zur Arretierung der Kipphebel 16, 22, 33 in ihrer jeweiligen, gewählten Schaltlage, sind an ihrem freien Ende Ansenkungen 97 vorgesehen, in welchen das konische Ende eines unter Pederdruck stehenden, in der Seitenwand des Gehäuses 1 verschiebbar angeordneten Kolbens98 bei diesen Schaltlagen einrastet.

Die Schaltmuffen 14, 23» 34 sind vorzugsweise mit an sich bekannten Synchronisiereinrichtungen 99» 100 und 101 versehen.

Das Getriebe lässt sich folgendermassen schalten:

Zum Einlegen des ersten Ganges wird vorerst über das niehtdargestellte Steuerventil die Leitung 84 mit dem Drucksystem in Verbindung gebracht, wodurch die Schaltmuffe lh vom im Uhrzeigersinn vom Kolben 80 und von der Stange 18 geschwenkten Kipphebel 16 von der Ebene C in die Ebene C I gebracht wird. Damit werden das Ringstück 8 der Antriebswelle 38 und der Portsatz 10 des Zahnrades 9 drehfest verbunden. Dann wird der Schalthebel 54 zunächst gegen das Gehäuse in eine erste Schaltebene (Sehaltgasse) geschoben, wodurch die Schaltwelle 26 und der Hebel 37 durch Einschieben der Kugel 53 in die Nut

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AO

57 des Hebels 37 drehfest miteinander verbunden und der Riegelbolzen 62 in die Bohrung 60 vcn Hebel 27 geschoben werden. Somit ist jegliche Drehbewegung des Hebels 27 verhindert. In dieser Ebene wird der Schalthebel 54 derart bewegt, dass der Arm 36 des Hebels 37 gegen den Abtriebswellenausgang im Uhrzeigersinn (Fig. 1) geschwenkt und dadurch über die Lasche 35 und den Kipphebel 33 die Schaltmuffe 34 von der Ebene A in die Ebene A I gebracht wird, somit die drehfeste Verbindung von Zahnrad 28 und AbtrieDswelle 39 herstellend. Die Antriebswelle 38 und die Abtriebswelle 39 werden dadurch über die Zahnradpaare 9-47 und 28 - 50 drehverbunden.

Zum Einlegen des zweiten Ganges wird lediglich das nichtgezeigte Steuerventil umgeschaltet, wodurch die Leitung 85 die Verbindung zum Drucksystem unter gleichzeitiger Unterbrechung der Druckverbindung mit der Leitung 84 und Entlastung der entspreohenden Zylinderseite herstellt, wobei jedoch durch sinnvolle Vorkehrungen dafür gesorgt wird, dass die Umkehrung der Druckbeaufschlagung des Kolbens 82 von der Druckleitung 85 her frühestens bei der Betätigung der Fahrkupplung erfolgt. Der Gabelhebel 16 wird im Gegenuhrzeigersinn geschwenkt, wodurch die Schaltmuffe 14 in die Ebene C II geschoben und die drehfeste Verbindung von der Antriebswelle 38 mit dem Zahnrad 11 hergestellt wird. Antriebswelle 38 und Abtriebswelle 39 sind somit über die Zahnradpaare 21 - 49 und 28 - 50 drohverbunden.

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Der dritte Gang wird eingelegt, ind,em man vorerst das Steuerventil wiederum auf die Leitung 84 umschaltet, wobei die Umkehrung der Druckbeaufschlagung des Kolbens 82 frühestens bei der Betätigung der Pahrkupplung erfolgt. Der Schalthebel 54 wird wieder in seine neutrale Lage gebracht, wodurch die Schaltmuffe 34 wiederum in die Ebene A zurückkehrt. Danach ■wird er in eine zweite, vom Gehäuse entferntere Schaltebene (Schaltgasse) geschoben. Dadurch wird die drehfest Verbindung der Schaltwelle 26 mit dem Hebel 27 duicn Einschieben der Kugel 53 in die Nut 56 des Hebels 27 hergestellt. Der Riegelbolzen 62 wird dabei aus der Bohrung 60 des Hebels 27 gezogen und der Riegelbolzen 63 in die Bohrung 61 des Hebels 37 eingeschoben, womit der Hebel 37 blockiert wird (Lage gemäss Fig. 2). Der Schalthebel 54 wird in dieser Ebene derart bewegt, dass der Arm 25 des Hebels 27 gegen den Antriebswelleneinganp; gedreht und dadurch, über die Lasche 24 .und den Kipphebel 22, die Schaltmuffe 23 von der Ebene B in die Ebene B I geschoben wird. Damit werden das Zahnrad 21 und die Abtriebswelle 19 drehfest miteinander verbunden. Vom inzwischen über die Leitung 84■ druckbeaufschlagten Kolben 82 ist die Muffe 14 mittels des Gabelhebels l6 in die Ebene C I geschoben worden, so dass die Antriebswelle 38 und die Abtriebswelle 39 über die Zahnradt>aare 9 - 47 und 21 - 49 drehverbunden werden.

Zum Einlegen des vierten Ganges wird analog zum zweiten Gang das Steuerventil im Drucksystem umgeschaltet und betätigt,

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womit die Schaltmuffe nach der Druckbeaufschlagung des Kolbens 82 über die Leitung 85 in die Ebene C II geschoben wird. Antriebswelle 38 und Abtriebswelle 39 werden dann über die Zahnradpaare 11 - 48 und 21 - 49 drehverbunden.

Zum Einlegen des fünften Ganges wird wiederum, analog zum dritten Gang, das Steuerventil umgeschaltet und betätigt. Der Schalthebel 54 wird, in der gleichen Ebene (Schaltgasse) bleibend, derart bewegt, dass der Hebel 25 gegen den Abtriebswellenausgang umgekippt und damit, über die Lasche 24 und den umgekippten Kipphebel, die Schaltmuffe 23 in die Ebene B II geschoben wird. Somit sind Zahnrad 11 und Abtriebswelle 39 miteinander drehfest verbunden. Antriebswelle und Abtriebswelle werden über die Zahnradpaare 9-47 und 11 - 48 drehverbunden.

Zum Einlegen des sechsten Ganges wird analog zum zweiten und vierten Gange das,Steuerventil im Drucksystem umgeschaltet und betätigt, Antriebs- und Abtriebswelle werden dann direkt über die Portsätze 12 und 13 des Zahnrades 11 gekuppelt.

Zum Einlegen des Rückwärtsganges wird der Schalthebel in die Schaltebene (Schaltgasse) des ersten und zweiten Ganges gelegt und derart bewegt, dass der Arm 36 des Hebels 37 gegen den Antriebswelleneingang bewegt und dadurch die Schaltmuffe 34 in die Ebene A II geschoben wird. Somit werden Zahnrad 32 und Ab-

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triebswelle 39 miteinander drehfest verbunden. Das Steuerventil wird so geschaltet, dass entweder die Leitung 84 oder die Leitung 85 mit dem Druckvorrat verbunden wird, so dass die Schaltmuffe wahlweise in die Ebene"C I oder C II geschoben wird. Die Antriebswelle 38 wird entweder über das Zahnradp?iar 9-47 oder 11- 48 und die Zah'.iräder 50 - 51 32 im gegenseitigen Drehsinn miteinander drehverbunden. Es sind somit zwei Rückwärtsüber-bzw. -Untersetzungen wählbar.

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Claims

Patentansprüche

Iy Sechsgang-Schaltgetriebe mit fluchtender Antriebs- und Abtriebswelle sowie dazu paralleler "Vorgelegewelle und paarweise miteinander in dauerndem Eingriff stehenden Zahnrädern, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgelegewelle (40) mittels Schaltkupplung (X²I) wahlweise entweder über ein auf der Antriebswelle (38) drehbar gelagertes Zahnrad (9) oder über ein auf der Abtriebswelle (39) drehbar gelagertes Zahnrad (11) mit der Antriebswelle (38) drehverbindbar ist.
2. Sechsgang-Schaltgetriebe nach Anspruch 1, wobei die Abtriebswelle und jedes der auf ihr drehbar gelagerten Zahnräder Kupplungsorgane zum gegenseitigen drehfesten Verbinden mittels Schaltkupplungen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad für die kleinste UeberSetzung bzw. für die grösste Untersetzung (28) und das Zahnrad für die Drehsinnumkehr der Abtriebswelle (32) auf der Abtriebswelle (39) angeordnet sind und mittels der gleichen Schaltkupplung (1*0 mit der Abtriebswelle (39) drehfest verbindbar sind.
3. Sechsgang-Schaltgetriebe nach Anspruch 2, mit separater Betätigung der Schaltkupplung für die wahlweise Verbindunp· der Vorgelegewelle (40) mit der Antriebswelle (38) und Be-

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tätigung der Schaltkupplung für das drehfeste Verbinden der Abtriebswelle (39) mit dem Zahnrad für die Drehsinnumkehr der Abtriebswelle, und mit der Schaltkupplung für die dreh~ feste Verbindung der* Abtriebswelle mit dem auf ihr gelagerten Zahnrad für das Drehverbinden der Vorgelegewelle mit der Antriebswelle mit Hilfe einer drehbar und in ihrer Längsrichtung verschiebbar in den Seitenwänden des Getriebegehäuses gelagerten WeIIe₉ auf welcher je ein mit einer Schaltkupplung verbundener Hebel angeordnet ist₉ derart_s dass wahlweise einer der Hebel mit der Welle bei deren Längsverschiebung drehverbunden ist_s dadurch gekennzeichnet, dass der auf der Welle (26) drehbare Hebel (27, 37) in seiner der abgekuppelten

-en Stellung der Schaltkupplung entsprechend-'Lage (A: B) durch Kupplungsmittel (62, 63) mit dem Getriebegehäuse (1) drehfest verbunden ist.
4. Sechsgang-Schaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Seitenwand des Gehäuses (1) mindestens j^ ein Sperrbolzen (62, 63) mit der Querwelle (26) in eine Bohrung (64,65) verschiebbar angeordnet ist, und dass jeder Hebel (27, 37) auf der Querwelle (26) an seiner der Gehäuserseitenwand zugekehrten Seite eine Bohrung (60, 61) aufweist, welche in der neutralen Lage der Hebel (27, 37) mit der Sperr-

-en
bolzenbohrung in der.entsprechend'Gehäuseseitenwand fluchtet,

wobei die Länge jedes Sperrbolzens (62, 63) so ist, dass in

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jeder Schaltebene oder Schaltgasse der Querx^elle (26) der eine Sperrbolzen in den Seitenwand- und Hebelbohrungen und der andere Sperrbolzen nur in der Seitenwandbohrung liegt.
5. Sechsgang-Schaltgetriebe nach Anspruch 1 oder den Ansprüchen 2-4, mit einer am Abtriebswellenausgangsende angeordneten Schmieroelpumpe, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmieroelpumpe (86) mittels einer durch ein Pumaenrad durchsteckbaren und in die Vorgelegewelle steckbaren Keilwelle eines Aussenantriebes angetrieben wird.

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