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Die vorliegende Erfindung betrifft Getriebeschaltvorrichtungen, insbesondere solche, die
eine aufeinanderfolgende Betätigung einzelner Kupplungen im Getriebe durch ein
einziges Schaltglied erfordern, gemäß dein Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein Beispiel einer
derartigen Vorrichtung findet sich in einem Schleppergetriebe, bei dem Gang- und
Bereichs-Schaltkupplungen durch ein einziges Schaltglied in Form eines Schalthebels
betätigt werden, wie beispielsweise in der Druckschrift FR-A-2 089 271 beschrieben ist.
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Für derartige Anwendungen sind bereits verschiedenartige Schaltvorrichtungen
vorgeschlagen worden, wie beispielsweise im britischen Patent GB-A-1 546 461. Solche
Vorrichtungen haben jedoch ziemlich komplizierte Schaltmuster für den Schalthebel
entstehen lassen, wie das Doppel-H-Schaltmuster des genannten Patentes zeigt.
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Ein Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer für ein Getriebe geeigneten
Schaltvorrichtung, bei der ein einziges Schaltglied sowohl die Gang- als auch die
Bereichsschaltungen steuert, und bei der sich ein einfaches Schaltmuster für das
Schaltglied ergibt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Schaltvorrichtung für ein Getriebe
vorgesehen, bei der eine oder mehrere Gangschaltkupplungen und eine oder mehrere
Bereichs-Schaltkupplungen vom gleichen Schaltglied betätigt werden, welches die
Gangschaltkupplung oder -Kupplungen zum Einrücken mehrerer Antriebsgänge bei
Bewegung aus einer Leerlaufebene heraus in Gangschaltpositionen in einer Schaltkulisse
und die Bereichsschaltkupplung oder -Kupplungen bei Bewegung in beliebige
Bereichsschaltstellungen betätigt, wobei die Vorrichtung so ausgelegt ist, daß bei
Überführung des Schaltgliedes aus der Gangschaltkulisse heraus auf eine gewünschte
Bereichsschaltstellung zu die zugehörige Bereichsschaltkupplung auf eine eingerückte
Stellung für den gewünschten Bereich zu verschoben und bei Rückführung des
Schaltgliedes aus der gewählten Bereichsschaltstellung zur Gangschaltkulisse die
Verschiebung der zugehörigen Bereichsschaltkupplung zum Einrücken des gewünschten
Bereiches vollendet wird.
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In einer vorzugsweisen Ausführungsform wird eine H-förmige Kulisse als Gangschaltkulisse
mit einer die Gassen des H überbrückenden Leerlaufebene angewendet, und die
Bereichsschaltstellungen sind in einer parallel zu den beiden Gangschaltgassen des H
liegenden, über eine Verlängerung der Leerlaufebene des H erreichbaren Ebene
vorgesehen, wobei die Schaltvorrichtung bei Bewegung des Schaltgliedes entlang der
Verlängerung der Leerlaufebene während der Überführung des Schaltgliedes zur
Bereichsschaltebene die zugehörige Berichsschaltkupplung zur eingerückten Stellung hin
verschiebt, während der Bewegung des Schaltgliedes zur zugehörigen
Bereichsschaltstellung in der Bereichsschaltebene und bei Bewegung des Schaltgliedes
entlang der Verlängerung der Leerlaufebene auf dem Weg zurück zur Gangschaltkulisse.
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Die Verschiebung der zugehörigen Gangschaltkupplung während der Bewegung des
Schaltgliedes entlang der Verlängerung der Leerlaufebene zur Bereichsschaltebene hin
kann erzielt werden durch Kontakt eines vom Schaltglied bewegten ersten Bauteils mit
einem der zugehörigen Kupplung zugeordneten ersten Mitnehmer, und die
Verschiebung der Kupplung während der Rückführung des Schaltgliedes entlang der
Verlängerung der Leerlaufebene kann erreicht werden durch Kontakt zwischen einem
vom Schaltglied bewegten zweiten Bauteil und einem der zugehörigen Kupplung
zugeordneten zweiten Mitnehmer.
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Das erste Bauteil kann aus einem Schaltfinger bestehen, welcher vom Schaltglied bewegt
wird und den Gang- und Bereichsschaltkupplungen zugeordnete Schaltelemente
einrückt, und das zweite Bauteil kann ein vom Schaltfinger bewegtes Sperrglied
aufweisen, das die Verschiebung nur jeweils einer Kupplung zuläßt.
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In einer vorzugsweisen Ausführungsform werden die Gang- und die Bereichs-
Schaltkupplungen von Schaltgabeln betätigt, welche gleitend auf einer einzelnen
Schiene angeordnet sind, und das Sperrglied ist um diese Schiene kippbar gelagert.
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Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist nachstehend beispielhaft beschrieben und in
den beiliegenden Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
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Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch ein mittels einer erfindungsgemäßen
Schaltvorrichtung geschaltetes Schleppergetriebe,
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Fig. 2 eine Ansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung,
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Fig. 3 a eine als Teil der vorliegenden Erfindung geeignete Ausführung einer
Gangschalthebelanordnung,
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Fig. 3 b und 3 c schematische Darstellungen verschiedener Schaltstellungen der
Hebelanordnung gemäß Fig. 3 a,
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Fig. 4 eine schematische Darstellung der Schaltkulisse für die Hebelanordnung nach
Fig. 3 a,
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Fig. 5 eine Ansicht in Pfeilrichtung Q gemäß Fig. 2,
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Fig. 6 eine Ansicht in Pfeilrichtung P gemäß Fig. 5,
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Fig. 7 eine Ansicht einer als Teil der Schaltvorrichtung verwendeten Schaltgabel in der
gleichen Richtung wie in Fig. 5 gesehen,
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Fig. 8 eine Ansicht in Richtung des Pfeils M gemäß Fig. 7,
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Fig. 9 eine Ansicht in Richtung des Pfeils N der Fig. 7,
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Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines Teils der Fig. 7 in Richtung des Pfeils O und
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Fig. 11 a bis 11 g schematische Darstellungen der Bewegungsfolge der Schaltgabel
gemäß Fig. 7 über einen Bereich ausgewählter Schaltungen.
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Das in Fig. 1 dargestellte Getriebe besteht aus einem Viergang-Hauptsohaltgetriebe X,
einem Zweigang-Schnell-/Langsam-Bereichsschaltgetriebe Y und einer Vorwärts-/
Rückwärts-Antriebsgruppe Z..
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Die Antriebsgruppe Z umfaßt einen Vorwärtsgangräderstrang in Form von ständig in
Eingriff stehenden Zahnrädern 10 und 11 und einen Rückwärtsgangräderstrang in Form des
Zahnrades 12 und einer bei 13 schematisch dargestellten Rückwärtsgang-Zwischenwelle,
deren Zahnräder 13 a und 13 b in ständigem Eingriff mit den Zahnrädern 11 bzw. 12
stehen. Eine Synchronisiereinrichtung 14 mit einer Kupplungshülse 15 sorgt für den
Vorwärtsantrieb zum Getriebe, wenn die Hülse 15 nach rechts (gemäß Fig. 1) verschoben
wird, um das Zahnrad 10 mit der Getriebeantriebswelle 9 zu verbinden, welche eine
Zapfwelle 40 umschließt.
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In ähnlicher Weise ergibt sich der Rückwärtsantrieb durch das Getriebe, wenn die Hülse
15 nach links verschoben wird, um das Zahnrad 12 mit der Antriebswelle 9 zu verbinden
und die Drehrichtung des Zahnrades 11 über die Zwischenwelle 13 umzukehren.
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Die Schaltung des Vorwärts- und Rückwärtsantriebes erfolgt über eine Schaltvorrichtung,
welche die Hülse 15 betätigt, und die nicht dargestellt ist, da sie nicht Teil der
vorliegenden Erfindung ist.
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Das Viergang-Hauptschaltgetriebe X weist vier Zahnräder 16, 17, 18 und 19 auf, welche
auf eine die Zapfwelle 40 umschließende Vorgelegewelle 30 gekeilt sind, wobei diese
Zahnräder in ständigem Eingriff mit den Zahnrädern 20, 21, 22 und 23 stehen , die drehbar
auf zwei Abschnitten 24 und 25 einer Getriebeabtriebswelle angeordnet sind.
Synchroniersiereinrichtungen 26 und 27 mit Kupplungshülsen 28 bzw. 29 sind zum Kuppeln
der Zahnräder 20, 21 und 22, 23 mit der Abtriebswelle vorgesehen.
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Das Schnell-/Langsam-Bereichsschaltgetriebe Y umfaßt ein Zahnrad 31 auf einer
Vorgelegewelle 30 und ein drehbar auf einem Abtriebswellenabschnitt 25 angeordnetes Zahnrad
32. Eine weitere Synchronisiereinrichtung 33 mit einer Kupplungshülse 34 ist vorgesehen
zum Kuppeln von entweder Zahnrad 23 oder 32 mit der Abtriebswelle 25. Wird die
Kupplungshülse 34 nach links verschoben, so wird der Antrieb über das Zahnrad 23 auf
die Abtriebswelle 25 übertragen, und der schnelle Bereich isf eingerückt. Wird die
Kupplungshülse 34 nach rechts verschoben, wird der Antrieb über das Zahnrad 32 vom
Vorgelegerad 31 auf die Abtriebswelle 25 übertragen, und der langsame Bereich ist im
Eingriff.
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Wenn die Kupplung 28 der Getriebegruppe X gemäß Fig. 1 nach links bewegt wird,
ergibt sich der erste Gang über die Zahnräder 20 und 16, Vorgelegewelle 30 und dann
von dieser zur Abtriebswelle 25 entweder über die Zahnräder 19, 23 oder 31, 32 je nach
Stellung der Gruppenkupplung 34.
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Auf ähnliche Weise erhält man den zweiten und den dritten Gang des Getriebes X, wenn
die Zahnräder 21 und 22 jeweils mit der Welle 24 gekuppelt werden. Diese Zahnräder
übertragen den Antrieb auf die Vorgelegewelle 30 über die Zahnräder 17 bzw. 18, und
der Antrieb wird wieder über die Zahnräder 19, 23 oder 31, 32 auf die Abtriebswelle 25
übertragen.
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Ein vierter Gang wird geschaltet, wenn die Hülse 29 nach rechts verschoben wird, um das
Zahnrad 23 mit dem Wellenabschnitt 24 zu kuppeln. Der Antrieb wird dann entweder
direkt vom Zahnrad in der schnellen Gruppe durch Verschieben der Kupplung 34 nach
links oder über die Zahnräder 23, 19, 31, 32 in der langsamen Gruppe durch Verschieben
der Kupplung 34 nach rechts auf den Wellenabschnitt 25 übertragen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft, wie nachstehend beschrieben, die Schaffung einer
Schaltvorrichtung, bei der ein einziges Schaltglied die beiden Gangschaltkupplungen 28,
29. sowie die Bereichsschaltkupplung 34 betätigt.
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Fig. 2 zeigt schematisch die erfindungsgemäße Schaltgabelanordnung, mit der die
Kupplungen 28, 29 und 34 betätigt werden. Die Schaltgabeln 41, 42 und 43 betätigen
jeweils die Kupplungen 28, 29 und 34 und sind gleitend auf einer einzelnen feststehenden
Stützschiene 39 angeordnet. Jede Schaltgabel weist einen Abschnitt 41 a, 42 a, 43 a mit
einem Ausschnitt 41 b, 42 b, 43 b auf, welcher einen Schaltfinger 44 (Fig. 3 a, 3 b 3 c)
aufnimmt, der am Ende einer drehbaren und achsial verschiebbaren Schaltwelle 45 sitzt,
die über eine Schalthebelanordnung 46 entsprechend dem britischen Patent GB - A -
2 136 516 gesteuert wird.
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Die Schalthebelanordnung 46 weist einen bei 48 schwenkbar auf einer Kugel gelagerten
oberen Hebel 47 auf, sowie einen unteren Hebel 49, der schwenkbar auf einer Kugel 50
gelagert ist, welche auf der Längsachse Z der Schaltwelle 45 liegt. Der obere Hebel ist mit
dem unteren über eine am oberen Hebel 47 befestigten Hülse 51 verbunden, in die ein
teilweise kugelförmig ausgebildetes Teil 52 am unteren Hebel 49 faßt. Die Schaltwelle 45 ist
mit einem gabeltörmigen Arm 53 versehen, der sich über beide Seiten des unteren
Hebels 49 erstreckt und bei 54 am unteren Hebel angelenkt ist.
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Der obere Hebel 47 ist verschiebbar in der in Fig. 4 dargestellten Schaltkulisse, in der die
Gänge 1 bis 4 durch Bewegungen des Hebels in Schaltebenen A und B einer
herkömmlichen H-förmigen Kulisse mit einer Leerlauf-Ebene N geschaltet werden, und der
schnelle und der langsame Bereich werden durch Bewegen des oberen Hebels in die
Stellungen H und L in einer Bereichsschaltebene R auf einer Seite der Gangschaltkulisse
geschaltet
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Wie erkennbar wird, verschiebt die Bewegung des Hebels 47 in Richtung X (Fig. 4 und 3 b)
in der Leerlaufebene N den Schaltfinger 44 in die Richtungen W 1 und W 2 in
Aufnehmerschlitze 41 b, 42 b oder 43 b, wie nachstehend näher beschrieben ist. Befindet
sich der Hebel 47 in der Ebene A, faßt der Finger 44 in den Ausschnitt 41 b, und der Hebel
47 kann in Richtung Y gemäß Fig. 4 und 3 c verschoben werden, um die Welle 45 zu
drehen und damit das Ende des Fingers 44 zu bewegen, wodurch die Schaltgabel 41 in
Richtung T gemäß Fig. 2 verschoben und entweder der erste oder der zweite Gang
eingerückt wird, abhängig von der Stellung, in die der Hebel 47 in der Kulisse gebracht
wird. Ähnlich greiff der Finger 44 in den Ausschnitt 42 b, wenn der Hebel 47 in der Ebene B
liegt und er kann in Richtung Y verschoben werden, um die Welle 45 zu drehen und die
Gabel 42 in Richtung T zu verschieben und damit entweder den dritten oder den vierten
Gang einzurücken, je nachdem, ob der Hebel 47 in der Kulisse in die Stellung 3 oder 4
geführt wild.
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Wie aus Fig. 2 und 5 ersichtlich, ist auch ein Sperrglied 55, das die gleichzeitige Bewegung
von mehr als einer der Schaltgabeln 41, 42 oder 43 verhindert, drehbar auf der Schiene
39 befestigt. Das Sperrglied hat einen Abschnitt 56, welcher bei Bewegung des Hebels 47
in seiner Leerlaufebene N zur Verschiebung des Fingers 44 in Richtung W 1 oder W 2 in die
Ausschnitte 42 b, 43 b eingreifen kann. Wie erkennbar und ausführlicher nachstehend
beschrieben, wird das Sperrglied 55 durch Kontakt mit dem unteren Ende 44 a des Fingers
44 um die Schiene 39 gedreht.
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Der Finger 44 ist außerdem mit einer an einem Ende ausgebildeten Nase 44 b versehen,
die in eine Steuerkulisse 58 im Kulissenteil 59 (Fig. 6) greift. Die Kulisse 58 weist einen
Mittelabschnitt 60 auf, an dem entlang sich die Nase 44 b bewegt, wenn der Hebel 47 in
seiner Leerlaufebene N liegt, sowie zwei rechtwinklige Schlitze 61 und 62, welche den
Bewegungen des Hebels 47 in den Ebenen A bzw. R entsprechen. Man erkennt, daß die
Schlitze 61 und 62 die korrekte Einstellung des unteren Endes 44 a des Fingers 44 in den
Schlitzen 41 b bzw. 43 b während der Schaltung der Gänge 1 bzw. 2 und der Bereiche H
bzw. L sicherstellen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft die Art und Weise, durch die der Hebel 47 in der Lage
ist, nicht nur die Gänge 1 bis 4 zu schalten, sondern auch die schnellen und langsamen
Bereiche H und L. Grundsätzlich wird dies dadurch erreicht, daß bei Überführung des
Hebels 47 aus der Ebene A zur Ebene R, d.h. entlang dem Abschnitt S der Kulisse, das
untere Ende 44 a des Schaltfingers 44 in Berührung kommt entweder mit der
Mitnehmerfläche 70 oder 71 in den Seiten des Ausschnitts 43 b, um die achsiale Verschiebung der
Schaltgabel 43 in Richtung T entlang der Schiene 39 zu beginnen. Eine weitere achsiale
Verschiebung der Gabel 43 erfolgt bei Bewegung des Hebels in die Ebene R entweder
auf die Stellung H oder L zu, und die abschließende Bewegung der Gabel 43, die
erforderlich ist zum Einrücken entweder des H- oder L-Bereiches, erfolgt, wenn der Hebel
47 am Kulissenabschnitt S entlang zurückgeführt wird auf seinem Weg zum Wiedereintritt
in den Gangschaltteil der Kulisse zum Schalten des wirksamen Ganges. In der im
einzelnen beschriebenen Ausführungsform wird die abschließende achsiale Bewegung
durch Kontakt des Abschnitts 57 des Sperrgliedes 55 mit entweder der Mitnehmerfläche
72 oder 73 des Ausschnitts 43 b erreicht, während das Sperrglied 55 durch Anlegen des
unteren Endes 44 a des Fingers 44 am Ende des Abschnitts 56 des Sperrdliedes durch den
Ausschnitt 43 b zurückbewegt wird, während der Finger sich zum Eingriff entweder in den
Ausschnitt 41 b oder 42 b bewegt um den wirksamen Gang im Getriebe X zu schalten.
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Die Fig. 7, 8, 9 und 10 zeigen Einzelheiten des Ausschnitts 43 b in der Schaltgabel 43, und
Fig. 11 a bis 11 g die Bewegungsfolge der Schaltgabel 43 beim Schalten des schnellen
Bereiches H.
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Fig. 11 a zeigt den Schaltfingerabschnitt 44 a beim anfänglichen Berühren der
Mitnehmerfläche 70, wenn sich der Hebel entlang dem Abschnitt S der Kulisse bewegt.
Bei der weiteren Bewegung des Hebels entlang dem Abschnitt S der Kulisse bewegt sich
der Finger 44 a zur Stellung nach Fig. 11 b, und dabei überquert er die Mitnehmerfläche
70 und verschiebt auf Grund der nockenartigen Wirkung zwischen der Fläche 70 und
dem Finger 44 a die Schaltgabel 43 nach links (in Richtung T).
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Das resultiert in einer beispielsweise 5 mm langen achsialen Verschiebung der
Schaltgabel 43 nach links. Hat der Hebel 47 seine Bewegung zur Ebene R beendet und
Stellung 80 in Fig. 4 erreicht, so befindet sich der Finger 44 a in der Stellung gemäß Fig. 11
c mit dem Sperrglied 57 außerhalb des Ausschnitts 43 b (wie auch in Fig. 5 gezeigt).
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Der Hebel 47 wird jetzt aus der Stellung 80 in die H-Stellung für den schnellen Bereich
geführt, und die Schaltgabel 43 wird somit vom Finger 44 a nach links bewegt, um eine
weitere Achsialverschiebung der Schaltgabel in Richtung T von beispielsweise 10 mm zu
bringen. Während dieser Bewegung findet die Synchronisierung statt.
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Der Fahrer beginnt jetzt mit der Rückführung des Schalthebels 47 zum
Gangschaltabschnitt der Kulisse. indem er den Hebel 47 aus der Stellung H in die Stellung
80 bewegt. Dadurch wird der Finger 44 a von einem Ende des Ausschnitts 43 b (Fig. 11 d)
zum anderen (Fig. 11 e) bewegt. ohne daß eine achsiale Verschiebung der Schaltgabel
43 erfolgt.
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Bewegt sich der Hebel 47 aus der Stellung 80 zurück entlang dem Abschnitt S dar Kulisse,
so berührt der Finger 44a den Abschnitt 56 des Sperrgliedes und dreht dieses im
Gegenuhrzeigersinn bei Betrachtung der Fig. 5 und bewirkt, daß der Abschnitt 57 erneut
in den Ausschnitt 43 b faßt und die Mitnehmerfläche 73 berührt (Fig. 11 f), um die
Schaltgabel erneut achsial in Richtung T nach links um weitere beispielsweise 5 mm zu
verschieben, wenn sich der Finger 44 a aus der Stellung gemäß Fig. 11 f in die gemäß Fig.
11 g bewegt, womit das Schalten des schnellen Bereiches abgeschlossen ist.
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Erreicht der Hebel 47 die Stellung 81 in der Ebene A, so ist der Finger 44 a außerhalb des
Ausschnitts 43 b (Fig. 11 g), und das Sperrglied 57 ist in den Ausschnitt 43 b eingerückt, um
eine Verschiebung der Bereichsschaltgabel 43 zu verhindern.
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Damit ermöglicht die obige Anordnung eine typische achsiale Gesamtverschiebung der
Schaltgabel 43 von 20 mm durch Verschieben der Schaltgabel zwischen den Stellungen
81 und 80 um 5 mm, zwischen den Stellungen 80 und H um 10 mm und schließlich um 5
mm bei Rückkehr zwischen den Positionen 80 und 81.
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Es ist zu erkennen, daß der langsame Bereich in ähnlicher Weise geschaltet wird, wobei
der Finger 44 a und die Schaltgabel 43 in der in den Fig. 11 g bis 11 a gezeigten
Reihenfolge bewegt und die Mitnehmerflächen 71 und 72 benutzt werden.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einhebelschaltanordnung liegt darin, daß
bevor in den wirksamen schnellen oder langsamen Bereich geschaltet werden kann, der
Hebel 47 in die Leerlaufebene N gebracht werden muß, wodurch sichergestellt wird, daß
der Antrieb durch das Gangschaltgetriebe X während des Bereichswechsels
unterbrochen ist.