DE3131663A1

DE3131663A1 - Zahnraederwechselgetriebe fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3131663A1
Application number: DE19813131663
Authority: DE
Inventors: Thomas C. 43617 Toledo Ohio Schetter
Original assignee: Dana Inc
Current assignee: Dana Inc
Priority date: 1979-08-20
Filing date: 1981-08-11
Publication date: 1983-02-24
Also published as: AU540862B2; SE443459B; GB2102900A; GB2102900B; FR2511525B1; AU7425381A; FR2511525A1; NL8103790A; CA1147981A; US4296642A; SE8104640L

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

DANA CORPORATION 4500 Dorr Street Toledo, Ohio 43697, V.St.A.

"Zahnräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge"

Die Erfindung betrifft ein Zahnräderwechselgetriebe von Kraftfahrzeugen mit wenigstens zwei Übersetzungs-Auswahleinrichtungen, die in Tandemanordnung vorgesehen sind und jeweils wenigstens zwei selektiv einrückbare Gangstufen und eine Schaltstange umfassen, welche jeweils die betreffende Auswahleinrichtung mit einer zugehörigen Einrichtung zur individuellen Auswahl der Gangstufe verbinden, wobei die beiden Schaltstangen zueinander parallel angeordnet sind.

Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere solche für Lastkraftwagen und Ackerschlepper, umfassen häufig mehrere mehrgängige Getriebestufen und Auswahlvorrichtungen, die mechanisch in Tandemanordnung vorgesehen sind. So kann beispielsweise ein üblicher Gangschaltgetriebeteil mit fünf Vorwärtsgängen mit einem Gruppengetriebeteil mit zwei Übersetzungsstufen kombiniert werden, welch letzteres zum Antrieb der Vorgelegewelle dient. Die sich ergebende Kom-

bination liefert somit zehn Vorwärtsgänge. Der vergrößerte Bereich der Übersetzungsverhältnisse durch ein Getriebe, welches in der Tat sieben Übersetzungsverhältnisse insgesamt aufweist, bietet wesentliche Vorteile. Diese sind ohne weiteres ersichtlich. Gleichgroße Bedeutung hat aber auch der Vorteil der Gewichtsverminderung und der Einsparung von Einbauraum im Vergleich mit üblichen Getrieben, welche ohne Aufteilung in Getriebegruppen zehn unabhängige Gänge und damit unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse aufweisen. In einem solchen tandemartigen Getriebe ist es häufig notwendig, eine Betätigung des Getriebes in vorgegebenen Übersetzungsstufenkombinationen zu verhindern, sei es aufgrund der Auslegung des Getriebes oder aufgrund äußerer Umstände. So kann es z.B. notwendig sein, das Schalten des Getriebes in bestimmte Übersetzungsverhältniskombinationen zu verhindern. In einem Getriebe mit fünf Vorwärtsgangstufen, dem ein Gruppengetriebe mit höherem und tieferem Übersetzungsverhältnis zugeordnet ist, kann es wünschenswert sein, zu verhindern, daß gleichzeitig die fünfte Gangstufe des Gangschaltgetriebeteiles und die höhere Übersetzungsstufe des Gruppengetriebeteiles eingeschaltet werden. Jede Einrichtung, die eine solche vorgegebene gleichzeitige Schaltung verhindern soll, darf natürlich in keiner Weise die Auswahl anderer Getriebeverbindungen behindern.

Für solche ausgewählte Unterbindung von Schaltkombinationen sind Getriebeverriegelungseinrichtungen bekannt. Bei einer be-

kannten Einrichtung ist ein pneumatisches logisches System und eine Betätigungseinrichtung vorgesehen, welche einen vorgegebenen Gangschaltvorgang im Ansatz verhindert, wenn ein vorbestimmter Satz von Bedingungen erfüllt ist. Derartige Systeme sind außerhalb des eigentlichen Getriebes angeordnet und so dem unbefugten Eingriff ausgesetzt. Außerdem sind derartige Verriegelungseinrichtungen außerordentlich komplex und leicht der Gefahr mechanischer oder chemischer Beschädigungen ausgesetzt, wobei ihre Lebensdauer nur kurz ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Zahnräderwechselgetriebe der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß die gleichzeitige Betätigung von ausgewählten Gangstufen der beiden Getriebeteile zuverlässig verhindert wird, aber mit Mitteln, die wesentlich einfacher, weniger störanfällig und dem ungewollten oder gewollten Eingriff zuverlässig entzogen sind.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Hilfsschaltstange im radialen Abstand parallel zu den Schaltstangen angeordnet ist, die Hilfsschaltstange mit einer der parallelen Schaltstangen zur gemeinsamen Verschiebung verbunden ist, und daß zwischen der Hilfsschaltstange und wenigstens einer anderen der parallelen Schaltstangen eine Sperreinrichtung wirksam angeordnet ist und bestimmte Stellungskombinationen der Stangen zuläßt und andere bestimmte Stellungen ausschließt. Dabei sind

vorteilhafterweise die Schaltstangen, die Hilfsschaltstangen und die mechanische Sperreinrichtung mit beiden mechanischen Getriebeteilen in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet.

Durch die gesamte Anordnung der Teile in dem Getriebegehäuse ist jeder gewollte oder ungewollte Eingriff von außen verhindert. Die Getriebegruppen ebenso wie die Sperreinrichtung sind zuverlässig in dem Gehäuse gegen physikalische und chemische Einwirkungen geschützt. Die Anordnung ist außerdem außerordentlich einfach, insbesondere wenn die Verriegelungseinrichtung eine mechanische Verriegelung zwischen der Hilfsschaltstange und der einen oder anderen Schaltstange ermöglicht. Das neue Zahnräderwechselgetriebe kann einen Haupt-Gangschaltgetriebeteil mit mehreren Vorwärts- und wenigstens einem Rückwärtsgang in Reihenschaltung oder in Tandemanordnung mit einem Hilfsgetriebeteil oder Gruppengetriebeteil mit wenigstens zwei Übersetzungsstufen aufweisen. Der Gangschaltgetriebeteil kann mehrere frei drehbar und koaxial auf einer Ausgangswelle angeordnete Zahnräder umfassen. Diese können gleichzeitig durch komplementär ausgebildete Zahnräder angetrieben werden, die auf einer oder mehreren parallelen Vorgelegewellen angeordnet sind,-Eine Gangstufe wird dadurch eingerückt, daß man das ausgewählte Zahnrad mit der Ausgangswelle z.B. über einen axial verschiebbaren Schaltkragen antriebsmäßig verbindet. Die Schaltkragen können durch Schaltgabeln mit einer Bank von parallel angeordneten Schaltstangen verbunden sein, die in einer hori-

zontalen Ebene nahe dem oberen Bereich des Getriebegehäuses angeordnet sind. Der Hilfsgetriebeteil oder Gruppengetriebeteil kann in ähnlicher Weise eine Auswahleinrichtung aufweisen, welche wenigstens zwei Ubersetzungsstufen zwischen der Eingangswelle und der Vorgelegewelle zuläßt. Allgemein kann die Auswahl der Übersetzungsstufe dieses Gruppengetriebeteils ebenfalls durch verschiebbare Kupplungskragen, Schaltgabeln und Schaltstangen ermöglicht werden. Die Schaltstangen des Gangschaltgetriebeteils oder Hauptgetriebeteils werden üblicherweise manuell betätigt, und zwar direkt durch den Fahrzeugführer, während die Schaltstange des Gruppengetriebeteils häufig durch Servomotor, z.B. pneumatisch oder hydraulisch, betätigt wird. Die pneumatisch betätigte Schaltstange des Gruppengetriebeteils kann in einem wesentlichen Mittenabstand von den Schaltstangen des Hauptgetriebeteils angeordnet sein.

Die Hilfsschaltstange des neuen Getriebes ist parallel und vorzugsweise zwischen den Schaltstangen des Bankschaltgetriebeteils und des Gruppengetriebeteils angeordnet und ist verschiebungsmäßig mit einer dieser Schaltstangen verbunden oder gekuppelt. Damit führt die Hilfsschaltstange die axiale Bewegung der betreffenden Schaltstange, mit der sie verbunden ist, ebenfalls aus. Die Sperreinrichtung ist zwischen der Hilfsschaltstange und der anderen Schaltstange, z.B. einer oder mehreren Schaltstangen des Hauptgetriebeteils, angeordnet. Die Sperreinrichtung kann bevorzugt einen quer zur Achse der Schaltstan-

gen verschiebbaren Sperrstift aufweisen, der zwischen der
Hilfsschaltstange und derjenigen Schaltstange, z.B. des Gangschaltgetriebeteils, wirksam ist, die nicht mit der Hilfsschaltstange verschiebungsmäßig verbunden ist. Der Sperrstift ist vorzugsweise in Richtung der Schaltbewegungen der Schaltstangen unvers.chiebbar und unbeweglich in dem Getriebegehäuse quer zu den Schaltstangen verschiebbar geführt. Nahe dem
Schnittpunkt der Achsen der Schaltstangen und der Längsachse
des Sperrstiftes sind in den zugeordneten Schaltstangen Sacklöcher oder Nuten oder Schlitze vorgesehen, welche mit dem
Sperrstift in Konflikt oder in Eingriff treten in Abhängigkeit von der relativen axialen Stellung zwischen den Schaltstangen des Hauptschaltgetriebeteils und des Gruppengetriebeteils. Die Aufnahme oder die Sperrung des Sperrstiftes in der Ausnehmung einer Schaltstange gestattet oder verhindert die Verschiebung des Sperrstiftes und gestattet oder versperrt eine Betätigung des Getriebes in bestimmten Kombinationen der Übersetzungsund Gangstufen.

Das neue Zahnräderwechselgetriebe liefert eine positive Sperrung der Auswahl bestimmter, verbotener Kombinationen der Getriebestufen. Die Sperreinrichtung ist vollständig geschützt
mit in dem Getriebegehäuse angeordnet, das beide Getriebeteile aufnimmt. Damit ist die Sperreinrichtung Fälschungsversuchen
und äußeren Einflüssen entzogen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 im Ausschnitt ein Zahnräderwechselgetriebe mit mehreren Gängen gemäß der Erfindung,

Fig. 2 im größeren Maßstab und Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eine Sperreinrichtung, die bei dem Zahnräderwechselgetriebe nach Fig. 1 vorgesehen ist,

Fig. 3 im Ausschnitt die Sperreinrichtung gemäß der Erfindung in einer Schnittdarstellung entsprechend der Schnittlinie 3~3 der Fig. 2,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie 4-4 der Fig. 2,

Fig. 5 im Ausschnitt die Sperreinrichtung entsprechend der Darstellung in Fig, 3, wobei sich der Gruppen- oder Hilfsgetriebeteil in der unteren Übersetzungsstufe befindet und

Fig. 6 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 5 die Sperreinrichtung in einer Stellung, in der die Schaltstange des Hauptschaltgetriebeteils zwischen der Neutralstellung und der höheren Gangstufe beschränkt ist.

Ein Getriebe mit einer Sperre gemäß der Erfindung ist allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Das Getriebe umfaßt ein Gehäuse, das aus Gußmaterial, wie Eisen oder Aluminium, bestehen

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ι kann. Das Gehäuse umfaßt typischerweise mehrere öffnungen i
und Stützanordnungen, welche die verschiedenen Komponenten des Getriebes 10 in ihren Stellungen erhalten. Zu diesen Komponenten gehört eine Eingangswelle 14, die in entsprechenden Lagern 16 drehbar unterstützt ist. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um reibungsarme Lager. Die Eingangswelle 14 ist antriebsmäßig mit dem Ausgang einer nicht dargestellten Kupp- ; lung verbunden, welche die Antriebskraft von einer Antriebsmaschine (nicht gezeigt) typischerweise einer inneren Brenn-

; kraftmaschine erhält.

Wie zuvor erwähnt, umfaßt ein Getriebe der entsprechenden Art wenigstens zwei Drehzahlauswahlvorrichtungen in Tandemanordnung. ■ Typischerweise umfaßt eine der beiden Getriebeauswahlvorrichtungen wenigstens zwei wechselweise in Eingriff verbringbare Drehzahlverhältnisse zwischen der Eingangswelle und einer Vorgelegewelle. So umfaßt das Getriebe 10 eine einzelne Vorgelegewelle oder eine doppelte Vorgelegewelle (nicht gezeigt), welche durch eine Antriebseinrichtung 18 angetrieben wird, welche wenigstens zwei alternativ zur Wirkung zu bringende Getriebeverhältnisse umfaßt. Die Antriebseinrichtung l8 für die Vorgelegewelle umfaßt zwei frei drehbar gelagerte Zahnräder 2OA und 2OB. Diese weisen eine ungleiche Anzahl von Zahnradzähnen 22A und 22B auf, die in ständigem Eingriff mit komplementären Zahnrädern stehen, die auf der oder den Gegenwellen fest angeordnet sind. Die Zahnräder 2OA und 2OB umfassen außerdem in entgegen-

gesetzte Richtungen weisende und im Abstand angeordnete Stirnkupplungszähne 24a und 24b. Diese Zähne können ein entsprechendes Profil aufweisen, z.B. das Profil nach der US-PS 2 464 913· Zwischen den entgegengesetzt weisenden Stxrnkupplungszähnen 24a und 24b ist ein Kupplungskragen 26 angeordnet, der koaxial bezüglich der Eingangswelle 14 angeordnet ist und zur Verbindung dienende Nut-Feder-Einrichtungen 28 aufweist. Die Nut-Feder-Einrichtungen gestatten eine relative axiale Verschiebung zwischen Kragen 26 und Eingangswelle 14, während eine relative Drehung zwischen den beiden verhindert ist. Der Kupplungskragen 26 umfaßt ferner Rücken an Rücken sitzende Sätze von Stxrnkupplungszähnen 3OA und 3OB, welche selektiv mit den Kupplungszähnen 24A bzw. 24B in Eingriff gebracht werden können. Der Kupplungskragen 26 umfaßt außerdem einen Vorsprung oder Ansatz 32 im Bereich seiner Umfangsflache. Dieser. Vorsprung steht in Eingriff mit einer entsprechenden Schaltgabel 34, die fest an der Druckluftschaltstange oder -schiene 36 befestigt ist. Die Schaltschiene 36 liegt allgemein parallel zur Achse der Eingangswelle 14 und ist innerhalb entsprechender Öffnungen des Gehäuses 12 verschiebbar angeordnet. Die Schaltstange 36 wird zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung mit Hilfe eines Servomotors 38 verstellt. Der Servomotor 38 kann ein durch Druckluft betriebener Zweistellungskolben sein, der in einem Zylinder angeordnet ist. Statt dessen kann auch ein elektrischer oder hydraulischer Zweistellungs-Servomotor vorgesehen sein. Alternativ dazu kann die Betätigungseinrichtung

I 38 auch mechanisch mit einer Hilfsschaltkontrolle (nicht ge-

; zeigt) verbunden und durch diese angetrieben sein, die ihrer-

\ seits vom Fahrer des Fahrzeuges betätigt wird.

^! Die Betätigung der Antriebseinrichtung 18 ist üblich; d.h., ; wenn die Betätigungseinrichtung 38, die Schaltstange 36, die : Schaltgabel 34 und der Schaltkragen 26 sich in der ersten

! Stellung befinden, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, liegt ein

I erstes Getriebsübersetzungsverhältnis vor, das durch das Zahn-

rad 2OB bestimmt wird, welches Antriebskraft von der Eingangs-

;" welle 14 auf die Vorgelegewelle oder Vorgelegewellen überträgt.

^; Wenn die oben aufgeführten Komponenten sich in der zweiten ; Stellung befinden, d.h. links von der Stellung nach Fig. 1,

1 sind die Kupplungszähne 24A und 3OA in Eingriff,und das Getriei - "■

j beverhältnis zwischen der Eingangswelle 14 und der Vorgelege-

: welle wird durch das Zahnrad 2OA und die zugehörigen Teile bestimmt.

Die Schaltgabel 34 umfaßt einen Kragen 40, der einen Eintrittsabschnitt oder eine Ausklinkung 42 aufweist, die allgemein senkrecht zu und im Abstand von der Achse der durch Druckluft ; betätigten Schaltstange 36 liegt. Die Ausklinkung 42 nimmt einen allgemein komplementär ausgebildeten armförmigen Teil 44 auf, der sich von einem Kragen 46 aus erstreckt. Die Ausgestal-' tung und Anordnung der Ausnehmung 42 und des Gliedes 44 sollen ^r keine die Erfindung beschränkenden Teile sein. So kann die Aus-

nehmung 42 auch auf dem Kragen 46 und das armförmige Element 44 als Verlängerung auf der Schaltgabel 34 und dem Kragen 40 angeordnet sein. In der Tat kann jede Verbindung, die eine formschlüssige axiale gleichzeitige Verschiebung der beiden Schaltelemente gewährleistet und welche vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, zur Wartung leicht gelöst werden kann, für den praktischen Einsatz der Erfindung verwendet werden. Der Kragen 46 ist an einer Hilfsschaltstange 48 befestigt, die allgemein parallel und im Abstand zu der durch Druckluft betätigten Schaltstange 36 mit Hilfe entsprechender Stützanordnungen 50 gehalten wird, welche Teile des Gehäuses 12 bilden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 3 wird deutlich, daß die Stützanordnung 50 außerdem mehrere parallele, und- im gegenseitigen Abstand angeordnete Schaltstangen 52A,52B (nicht sichtbar) und 52C unterstützt. Im allgemeinen liegen die parallelen und im Abstand angeordneten Schaltstangen 52B und 52C hinter der Schaltstange 52A in einer gemeinsamen horizontalen Ebene (Pig.l). Allgemein gesprochen werden die Schaltstangen 52A,52B und 52C dazu benutzt, um zwei Getriebeverhältnisse auszuwählen, wobei ein Getriebeverhältnis durch Verschieben der Schaltstange axial in eine vordere Stellung und das zweite Getriebeverhältnis durch Verschieben der Stange in axialer Richtung in eine hintere Stellung ausgewählt werden. Eine dritte Zwischenstellung stellt die neutrale Stellung dar, in der kein Gang eingelegt ist. Zwischen den beiden zentralen Stützeinrichtungen 50 ist eine entsprechen-

de Anzahl von Schaltjochen 54A,54B.(nicht sichtbar) und (nicht sichtbar) angeordnet und jeweils an den Schaltstangen 52A,52B und 52C befestigt. Die Schaltjoche 54A bis 54C liegen in einer senkrechten Ebene in Fluchtung, die allgemein quer zu den Achsen der Schaltstangen 52A bis 52C orientiert ist. Somit ist in Fig. 1 nur das Schaltj och 54A sichtbar, während die anderen Schaltjoche dahinter in Fluchtung liegen. In ähnlicher Weise ist in Fig. 3 nur das Schaltj och 54A zu sehen, und zwar in Verbindung mit der zugehörigen Schaltstange 52A. Das Schaltjoch 54a weist eine U-förmige Buchse 56A für den Schalthebel auf, so daß darin ein üblicher Schalthebel 60"selektiv eingelegt werden kann, um die Schaltstange 52A axial zu bewegen. Die anderen SchaltStangenbuchsen (nicht gezeigt) werden durch die anderen Schaltjoche (nicht gezeigt) gebildet und sind entsprechend ausgestaltet, um einen Querübergang des Schalthebels 60 durch die Schaltbuchse zu ermöglichen (im Falle der mittleren Schaltstange 52B) bzw. um eine Begrenzung der Querbewegung für den Schalthebel 60 zu bilden (im Falle der Schaltbuchse für die Schaltstange 52C). In Übereinstimmung mit der üblichen Praxis kann der Schalthebel 60 nach links, nach rechts, nach vorn oder nach rückwärts bewegt werden, um jeweils in Eingriff mit ausgewählten Schaltstangen 52A,52B oder 52C zu gelangen und die ausgewählte Schaltstange in Längsrichtung zu verschieben.

An jeder der Schaltstangen 52A,52B und 52C ist eine Schaltgabel 62A,62B und 62C befestigt. Diese übertragen die Gleit-

bewegung der zugehörigen Schaltstange 52A bis 52C an die zugehörigen Kupplungskragen 64A,64B und 64C. Gemäß der üblichen Praxis begrenzt jeder Schaltkragen 64A bis 64c eine zentral angeordnete ringförmige Nut 66, in die eine Schaltgabel 62A bis 62C eingreift. Die Schaltkragen 64A bis 64C umfassen Keil-Nut -Verb in düngen 68 an der Innenfläche der Kupplungskragen 64a bis 64Cj die in entsprechende komplementäre Elemente 70 an der Außenfläche der Ausgangswelle 72 angreifen. Die Nut-Feder-Verbindungen 68 und 70 gestatten eine relative axiale Bewegung zwischen der Ausgangswelle 72 und den Kupplungskragen 64A bis 64C, während jede relative Drehbewegung zwischen diesen Teilen verhindert wird. Schließlich umfaßt das Getriebe mehrere Zahnräder 74, die entlang der Achse der Ausgangswelle 72 angeordnet und frei drehbar auf dieser gelagert sind. Die Zahnräder 74 stehen in antriebsmäßigem Eingriff mit entsprechend bemessenen Zahnrädern oder Zahnradpaaren (nicht gezeigt) die an der Vorgelegewelle oder den Vorgelegewellen angeordnet sind. Vorzugsweise ist die Ausgangswelle 72 in dem Getriebe 10 durch entsprechende reibungsarme Lager 76 unterstützt, welche am vorderen Abschnitt des Getriebes 10 in Form eines Nadellagers 76A ausgebildet sein kann. Dieses ist konzentrisch zwischen der Eingangswelle 74 und der Ausgangswelle 72 angeordnet. Am rückwärtigen Ende des Getriebes 10 kann ein Kugellager 76B zwischen der Ausgangswelle 72 und dem Gehäuse 12 vorgesehen sein.

Die Arbeitsweise der Getriebeteile mit Ausnahme der Verriege-

lungseinrichtung ist üblich. Gemäß der üblichen Praxis wird : der Schalthebel 60 nach links oder nach rechts gelegt, um eine ; Schal'tstange der drei Schaltstangen 52A bis 52C auszuwählen, worauf der Schalthebel nach vorn oder nach rückwärts verschwenkt wird, um die betreffende Schaltstange in Längsrichtung zu verschieben. Die dabei erfolgende Mitbewegung der Schaltgabeln 62A bis 62C führt dazu, daß durch die Schaltkragen 64A bis 64C eine ; Verbindung zwischen einem der ausgewählten Zahnräder 74 und der Ausgangswelle 72 hergestellt wird, so daß ein positiver Antrieb für die Ausgangswelle 72 über den ausgewählten Gan& gewährleistet ! ist, der durch das ausgewählte Zahnrad 74 bestimmt ist. Es sollte J ersichtlich sein, daß zusätzlich zu den Antriebsgängen, die durch j die gerade beschriebenen Komponenten ausgewählt werden können, ι die Antriebseinrichtung 18 der Vorgelegewelle auch dazu verwendet werden kann, um unabhängig zwischen einer höheren und einer unteren Übersetzungsstufe für die Vorgelegewelle zu wählen. Das wirksame Getriebeverhältnis des Getriebes 10 zwischen Eingangswelle l4 und der Ausgangswelle 72 ist somit das Produkt aus dem , Getriebeverhältnis, das von dem Hauptgetriebe oder Gangschaltgetriebe ausgewählt wird und dem Getriebeverhältnis des Gruppengetriebes oder Vorgelegewellenantriebes 18.

Es wird nunmehr auf Fig. 3 Bezug genommen. Die Hilfsschaltschiene 48 weist einen Eingriffsabschnitt oder -sitz 80 auf. Obwohl es. ersichtlich ist, daß der Sitz 80 sich nur über einen begrenzten Umfangsabschnitt der Hilfsschiene 48 erstreckt,

sollte ersichtlich sein, daß auch eine ringförmige Nut vorgesehen sein kann, die sich teilweise oder vollständig um den Umfang der Hilfsschiene 48 erstreckt, um die vorliegende Erfindung zu verwirklichen. In den Stützteilen 50 und allgemein in Fluchtung mit dem Sitz 80 ist eine Bohrung 82, die sich wenigstens in dem Bereich zwischen der Hilfsschiene 48 und der Schaltschiene 52A erstreckt. Innerhalb der Bohrung 82 liegt zwischen der Hilfsschaltstange 48 und der Schaltschiene 52A ein Verriegelungsstift 84. Dieser kann sich.entlang der Achse der Bohrung 82 frei verschieben. Die Schaltstange 52A umfaßt einen langgestreckten Eingriffsabschnitt oder Kanal 86 mit einer Länge, die allgemein dem Verschiebeweg der Schaltstange 52A zwischen der Neutralstellung und einer Gangeinsehaltstellung entspricht.

Die Tiefe der Ausnehmung oder des Sitzes SO des Kanals 86 ist so auf die Gesamtlänge des Verriegelungsstiftes 84 und dem Abstand zwischen der Hilfsschaltstange 48 und der Schaltstange 52A abgestimmt. Allgemein gesprochen ist für den Fall, daß gleiche Eingriffstiefen für den Sitz 80 und den Kanal 86 vorgesehen sind, die Gesamtlänge des Verriegelungsstiftes 84 und seine Anordnung so zu wählen, daß die Gesamtlänge gleich oder nur wenig geringer ist als der Abstand zwischen der Hilfsschaltstange 48 und der Schaltstange 52A zuzüglich der Tiefe entweder des Sitzes 80 oder des Schlitzes 86. Die Schaltstange 52A kann auch andere Eintrittsausnehmungen oder -sitze 88 aufweisen, die

mit weiteren Verriegelungseinrichtungen zusammenwirken, welche den anderen Schaltstangen 52A und 52C zugeordnet sind.

Die Arbeitsweise der Verriegelungseinrichtung ist anhand der Fig. 3, 5 und 6 erläutert. Wie zuvor festgestellt, ist der Zweck der Sperreinrichtung,eine Auswahl und Eingriff einer vorgegebenen Kombination oder von vorgegebenen Kombinationen der Gänge in dem Getriebe zu verhindern, welche in Tandemanordnung unabhängig auswählbare Gangverhältnisse und Kraftübertragungseinrichtungen aufweisen. In Fig. 3 ist die Hilfsschaltstange 48 in der unteren Ubersetzungsstellung, welche derjenigen Stellung der Hilfsschaltstange 48 und der durch Druckluft betätigbaren Schaltstange 36 entspricht, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist. In dieser Stellung stehen die Stirnkupplungszähne 24b in Eingriff mit dem Zahnrad 2OB, und zwar über den Kragen 26. Dadurch wird Antriebskraft auf die Vorgelegewelle durch die untere der beiden auswählbaren Übersetzungsstufen übertragen, die durch die Antriebseinrichtung 18 der Vorgelegewelle oder den Gruppengetriebeteil vorgegeben ist. In dieser Stellung gestatten die Hilfsschaltstange 48 und insbesondere der Sitz ein Eintreten des Verriegelungsstiftes 84. Das bedeutet, daß die Schaltstange 52A entweder nach rückwärts (rechts) zur Auswahl eines vorgegebenen Ganges bewegt werden kann, wobei die Länge des Schlitzes 86 eine solche Schaltung ohne Bewegung des Schaltstiftes 84 gestattet, oder nach vorn (links), in welchem Fall der Verriegelungsstift 84 in die Stellung nach Fig. 5

- 20 verschoben wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 5 sind die durch Druckluft betätigte Schaltstange 36 und die Hilfsschaltstange 48 in der am weitesten rechts liegenden oder rückwärtigen Stellung gezeigt, welche der niedrigen Übersetzungsstufe entspricht. Es wird angenommen, daß nunmehr jedoch die am weitesten links liegende oder vordere Stellung der Schaltstange 52A ausgewählt worden ist. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 gibt vor allem die Lage der Schaltgabel 62A mit der zugehörigen Schaltstange 52A an, daß der direkte Antrieb von dem Zahnrad 2OB zur Ausgangswelle 72 erhalten worden ist durch Bewegung des Kupplungskragens 64A in seine vordere (am weitesten links liegende) Stellung. In dieser Stellung gewährleistet die Schaltstange 52A mit den zugehörigen Komponenten einen direkten Antrieb über die Elemente des Hauptgetriebes. Es sollte somit deutlich werden, daß mit dem Vorgelegewellenantrieb 18 und insbesondere der durch Druckluft betätigten Schaltstange 36 sowie der sich in der unteren Übersetzungsstufe befindlichen Hilfsschaltstange 48 die Schaltstange 52A nach Wunsch in jede zur Verfügung stehende Gangeinschaltstellung geschaltet werden kann, jedoch mit der Einschränkung, daß dann, wenn sich die Schaltstange 52A in der vorderen oder direkten Antriebsstellung befindet, die Hilfsschaltstange verriegelt ist und ihrerseits die durch Druckluft betätigte Schaltstange 36 in dem unteren Übersetzungsbereich verriegelt.

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Es wird nun Bezug genommen auf Fig. 6. In dieser sind die Gruppengetriebeanordnung 18 für die Vorgelegewelle, die durch Druckluft betätigte Schaltstange 36 und die Hilfsschaltstange 48 in ihrer vorderen oder am weitesten links liegenden Stellung gezeigt, in der sich die zur hohen Ubersetzungsstufe gehörenden Kupplungszähne 24A und 3OA in Eingriff befinden, und zwar in der vorderen Stellung des Kupplungskragens 26. Nunmehr ist das Zahnrad 2OA mit den zugehörigen Zahnrädern auf der Vorgelegewelle wirksam. Bei dieser Betriebsweise ist es wünschenswert, zu verhindern, daß irgendein Overdrive-Zustand durch Bewegung der Hauptschaltstange 52A, der zugehörigen Schaltgabel 62A und des Kupplungskragens 64A in die vordere Stellung eingerückt wird. Wie festgestellt wurde, verschiebt sich die Hilfsschaltstange 48 positiv mit der durch Druckluft betätigten Schaltstange 36 und befindet sich somit ebenfalls in der vorderen oder am weitesten links liegenden Stellung nach Fig. 6. In dieser Stellung bewegt sich der Sitz 80 außer Fluchtung mit dem Durchgang 82, so daß der Verriegelungsstift 84 in den Schlitz 86 der Schaltstange 52A verdrängt wird. Die Schaltstange 52A kann so zwar nach rückwärts verschoben und zum Einrücken des dieser Stellung zugeordneten Ganges bewegt werden, wird jedoch zuverlässig in eine Bewegung nach vorn und damit zum Einrücken des Overdrive's gehindert. Nur wenn die durch Druckluft betätigte Schaltstange 36 und Hilfsschaltstange 48 in die rückwärtige, am weitesten rechts liegende Stellung, d.h. in den unteren Übersetzungsbereich, zurückbewegt wird, kann die

Hauptschaltstange 52A wieder in die vordere Stellung bewegt werden, um den direkten Antriebsweg einzurücken.

Es sollte ersichtlich sein, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die Anwendung bei dem in den Figuren dargestellten Getriebe beschränkt ist. So ist die Anwendung auch möglich bei Getrieben, welche eine größere oder kleinere Anzahl von Getriebeunters'tzungsstufen in beiden tandemartigen Antriebselementen umfassen, wobei die Verriegelungseinrichtung das Einrücken in spezielle Kombinationen von Getriebeverhältnissen verhindert. Selbstverständlich können die Verriegelungseinrichtungen nach der Erfindung bei einem vorgegebenen Getriebe auch in mehrfacher Anordnung eingesetzt- werden.

Von den verschiedenen Vorteilen der vorliegenden Erfindung, sind zwei besonders zu erwähnen. Zum einen ist die Getriebeverriegelungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung vollständig in dem Getriebegehäuse aufgenommen. Sie ist damit sowohl gegen zufällige Beschädigung als auch gegen durch Fälschung oder Veränderung verursachte Schwierigkeiten geschützt, denen jede Verriegelungseinrichtung ausgesetzt ist, die außerhalb des Getriebes angeordnet ist. Außerdem ist die Verriegelungseinrichtung nach der Erfindung relativ einfach und gewährleistet daher eine lange Lebensdauer und zuverlässige Arbeitsweise. Die große Einfachheit verringert nicht nur die Ausrüstungskosten des Getriebes, sondern auch das Gesamtgewicht des Ge-

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triebes und erleichtert so die Verwendung mehrfacher Verriegelungen gemäß den jeweiligen Erfordernissen. Da die Verriegelungseinrichtung die Verwendung des Getriebes nur in den Getriebeübersetzungsverhältnissen ermöglicht, für die das Getriebe ausgelegt ist, verbessert die Verriegelungseinrichtung auch die Lebensdauer des Getriebes selbst.

Claims

*~ - PATENTANWÄLTE ^¹

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BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

Ansprüche

\1.)Zahnräderwechselgetriebe von Kraftfahrzeugen mit wenigstens zwei übersetzungsrAuswahleinrichtungen, die in Tandemanordnung vorgesehen sind und jeweils wenigstens zwei selektiv einrückbare Gangstufen und eine Schaltstange umfassen, welche jeweils die betreffende Auswahleinrichtung mit einer zugehörigen Einrichtung zur individuellen Einrückung der Gangstufen verbinden, wobei die SchaltStangen zueinander parallel angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfsschaltstange (48) im radialen Abstand und parallel zu den Schaltstangen (36 und 52A bis 52c) angeordnet ist, daß die Hilfsschaltstange (48) mit einer. (36) der parallelen Schaltstangen zur gemeinsamen Verschiebung verbunden ist und daß zwischen der Hilfsschalt stange (48) und wenigstens einer anderen (52A) der parallelen Schaltstangen eine Sperreinrichtung (80 bis 88) wirksam angeordnet ist und bestimmte Stellungskombinationen der Stangen zuläßt und andere bestimmte Stellungskombinationen ausschließt.
2. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sperrglied (84) vorgesehen ist, welches selektiv in Sperreingriff mit Ausnehmungen (80,86) in der Hilfsschaltstange (48) und der mit

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dieser bewegungsmäßig nicht verbundenen Schaltstange (52A) verbringbar ist,
3. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 2₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrausnehmungen einen Längsschlitz (86) und wenigstens eine Kreisausnehmung oder eine Ringnut (80/88) umfassen.
4. Zahnräderwechselgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß zur bewegungsmäßigen Verbindung der Hilfsschaltstange (48) und einer (36) der parallelen Schaltstangen ein armförmiges Glied (44) der einen Stange (48 oder 36) radial in eine Aufnahme (42) der anderen Stange (36 oder 48) eingreift.
5. Zahnräderwechselgetriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Übersetzungsauswahleinrichtungen und die mechanische Verriegelungseinrichtung im Inneren eines gemeinsamen Gehäuses (12) angeordnet sind.
6. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsschaltstange (48) etwa zwischen den anderen Schaltstangen (36 und 52A) angeordnet und das Sperrglied (84) quer zu der Längsrichtung der Schaltstangen und relativ zu diesen verschiebbar vorgesehen ist.
7· Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (84) und die Sperrausnehmungen (80 bis 88) so angeordnet sind, daß eine gleichzeitige Verschiebung der beiden parallelen Schaltstangen (36,52A) nur in jeweils eine vorbestimmte der beiden möglichen Gangeinschaltstellungen verhindert ist.
8. Zahnräderwechselgetriebe nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Längsschlitz (86) einer der Schaltstangen eine Länge gleich der Hälfte des Schaltweges zwischen den beiden möglichen GangeinschaltStellungen dieser Schaltstange (52A) aufweist.
9. Zahnräderwechselgetriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsschaltstange (48) frei von Schaltgabeln oder Schaltjoehen ausgebildet ist.
10. Zahnräderwechselgetriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 9, dadurch gekennzeichn e t, daß die eine Übersetzungauswahleinrichtung einen pneumatischen Servomotor (38) aufweist, der mit der zugehörigen Schaltstange (36) gekuppelt ist.