DE2510154C3 - Schalteinrichtung mit Überschaltsperre für Kraftfahrzeuggetriebe - Google Patents

Description

Bei Kraftfahrzeuggetrieben mit mindestens drei Gassen stellt sich oft die Aufgabe, ein Verschalten durch verfehlen der gewünschten Schaltgasse zu unterbinden. Sonst kann es vorkommen, daß der Fahrer in eine falsche Gasse hineingerät und dann der falsche, d. h. also ein zu hoher oder ein zu niedriger Gang eingeschaltet wird.

Bei einer bekannten Schalteinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I (DE-OS 17 50 088) ist dieses Problem dadurch gelöst, daß der Schaltwelle, an der das Schaltorgan befestigt ist, eine auf ihr verschiebbare, mit ihr drehfeste Spermase zugeordnet ist, die bei der translatorischen Wählbewegung durch Federkraft mit Endanschlag gegen den jeweils benachbarten Zahn eines Sperrkammes anstößt und so das Oberschalten verhindert Durch die folgende rotatorisehe Schaltbewegung der Schaltwelle wird die Sperrnase aus dem Bereich des Sperrkammes heraus und somit in ihre unwirksame Stellung bewegt Bei einer anderen Bewegungsfolge der Schaltwelle versagt die Oberschaltsperre. Da die Spermase mit ausreichendem Spiel zwischen den Zähnen des Sperrkammes geführt werden muß, ist eine entsprechend größere Baulänge der Schalteinrichtung erforderlich, was sich besonderes bei großer Gassenzahl nachteilig auswirkt Federbrüche die insbesondere bei solchem Betrieb überhaupt und bei schweren Nutzfahrzeugen ohne weiteres auftreten können, machen die Überschaltsperre und evtL die gesamte Schalteinrichtung unwirksam. Im übrigen erfordert die Federanordnung eine nahezu gleichmäßige Gassenteilung.

» Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, auch bei engsten Raumverhältnissen eine sichere Oberschaltsperre zu erreichen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine mechanische Zwangsführung der Sperrelemente erreicht, die praktisch jede Fehlschaltung ausschließt Sie läßt sich auf engstem Raum anordnen, bietet dem Konstrukteur Freiheit in der Wahl des Gassenabstandes

ίο und ist wegen des Fehlens der Rückholfedern auch betriebssicher.

Es sind zwar zwei zwangsgeführte Sperrplatten mit Nockenbahnen an sich bei einer Schalteinrichtung bekannt (US-PS 29 29 260), die mit dem Schaltorgan und einer selbsttätigen Verriegelung wechselweise zusammenwirken, jedoch sieht diese bekannte Einrichtung nur hin- und hergehende auslösende Schaltbewegung vor. Das Schaltglied (Schaltfinger 23) führt Bewegungen in nur einer Ebene und eignet sich daher nicht als Verknüpfungselement mit der Sperrnase 10 der dem Oberbegriff zugrundeliegenden Anordnung.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Im allgemeinen ist jeder Sperrzapfen in sich geschlossen; je nach Lage der zusammenwirkenden Teile kann ein Sperrzapfen auch aus zwei Teilen bestehen, z. B. dann, wenn die Führungszapfen zentral angeordnet sind. Bei einer Ausführungsform nach der Erfindung ist auf einer stationären Schaltachse eine dreh- und längsbewegbare

M) Schaltbuchse angeordnet, welche beiderseitig von einem Schaltgesperre umfaßt ist, welches sowohl längsbewegbar nicht aber drehbar ist Dabei wird im einzelnen vorgeschlagen, daß auf einer zur Schaltachse parallelen Planfläche des Schaltgesperres die beiden

^h' Sperrplatten aufliegen und durch eine am Schaltgesperre befestigte Blattfeder gehalten sind, die zugleich die Verrastung der oberen Sperrplatte übernimmt Hierbei kann es zweckmäßig sein, die beiden Sperrplatten durch

eine ortsfeste Zwischenplatte zu trennen. Auf diese Weise kann verhindert werden, daß eine Sperrplatte infolge der Reibung die andere mitnimmt. Der Nocken und die Nockenbahnen an den Sperrplatten können gleiche Formen haben, d.h., sie können etwa in der Form gleichschenkliger oder gleichseitiger Dreiecke ausgebildet sein.

Einzelheiten der Erfindung zeigen die Ausführungsbeispiele der Zeichnung, und zwar zeigt

Fig. Ia-If eine schematische Darstellung der Schaltplatten eines Acht-Gang-Getriebes zur Erläuterung der Wirkungsweise,

F i g. 2 eine ebensolche schematische Darstellung für ein Zehn-Gang-Getriebe,

Fig.3 eine Sperreinrichtung in einem Getriebegehäusedeckel im Schnitt bzw. Ansicht

Fig.4 einen Längsschnitt gemäß Linie IV-IV in Fig.3und

F i g. 5 u- 6 Querschnitte gemäß den Linien IV-IV und VI-VI in Fig.3.

Fig. 1 dient der Darstellung der Funktion ohne auf konstruktive Einzelheiten einzugehen. Nach den Figuren la bis If lassen sich mit einem symbolisch angedeuteten Schalthebel 10 die angegebenen acht Gänge des Schaltschemas 11 schalten. Das Getriebe selbst ist als Vier-Gang-Getriebe mit einem zusätzlichen Gruppengetriebe ausgebildet, das beim Obergang vom vierten zum fünften Gang pneumatisch oder in ähnlicher Art und Weise durch Hilfskraft geschaltet wird. Mit dem Schalthebel 10 ist ein Nockenelement 12 derart verbunden, daß es die Wählbewegung, nicht aber die Schaltbewegung mitmacht Dem Schaltorgan — hier symbolisiert durch den Schalthebel 10 — sind zwei Spcrrelemente 13 und 14 zugeordnet Das Sperrelement 13 iat einen Sperrzapfen 15, der zwischen den Gassen 3/4 und 5/6 liegt An der gegenüberliegenden Kante des Sperrelementes 13 sind zwei Nocken 16 und 17 angeordnet weiche die gleiche Form haben wie der Nocken 12 und welche gewissermaßen zwischen den Gassen 1/2,3/4 und 5/6,7/8 angeordnet sind. Durch das SperrelemL.it 13 werden also gewissermaßen zu beiden Seiten des Sperrzapfens 15 je zwei benachbarte Gassen zusammengefaßt Das Sperrelement 1* hat eine sinngemäß gleiche Ausbildung. Das heißt, es besitzt zwei Sperrzapfen 18 und 19, welche zwischen den Gassen 1/2 und 3/4 einerseits bzw. 5/6 und 7/8 andererseits liegen. An der gegenüberliegenden Seite befindet sich der Nocken 20, welcher wieder die gleiche Form wie der Nocken 12hat und weicher gewissermaßen zwischen den Gassen 3/4 und 5/6 angeordnet ist Wiederum werden also am Sperrelbment 14 durch die Sperrzapfen 18 und 19 zwei benachbarte Gassen — nämlich 3/4 und 5/6 — zusammengefaßt. Die Sperrelemente 13 und 14 sind ausschließlich in Schaltrichtung, nicht aber in Wählrichtung bewegbar. Alle Nocken 16,17 und 20 liegen im Weg des Nockens 12, so daß sie durch diesen in Schaltrichtung bewegt werden können.

In der Stellung nach F i g. la können die Gänge 1 und 2 geschaltet werden. Wird der Schalthebel 10 nun aus der Stellung nach Fig. la in die Stellung nach Fig. Ib w» bewegt, so wird vom Nocken 12 der Nocken 16 und damit das ganze Sperrelement 13 in Schaltrichtung bewegt, so daß der Sperrzapfen 15 eine weitere Wählbewegung des Schalthebels 10 über die Gasse 3/4 hinaus sperrt In der Stellung gemäß Fig. Ib können to also nur die Gänge 3/4 erreicht werden, oder es kann vorher wieder in die Gasse 1/2 zurückgewählt werden. Wird jedoch einer der L/.iden Gänge 3 oder 4 tatsächlich

geschaltet, so wird — siehe hierzu Fig. Ic — in nicht näher dargestellter Art und Weise das Sperrelement 13 wieder in seine Ausgangslage zurückbewegt. Der Sperrzapfen 15 wird wieder aus dem Weg des Schaltorgans hinausgenommen. Sobald aber mit dem Schalthebel 10 die Gasse 3/4 verlassen und gemäß F i g, Id die Gasse 5/6 gewählt wird, so wird nunmehr vom Nocken 12 aus der Nocken 20 des Sperrelemenu 14 in derselben Art und Weise bewegt, d. h., die Sperrzapfen 18 und 19 sperren nun die weitere Wählbewegung des Schalthebels über die Gasse 5/6 nach oben bzw. die Gasse 3/4 nach unten. Auch hier wird diese Sperre durch Rückbewegung des Sperrelementes 14 wieder aufgehoben, wenn gemäß F i g. 1 e einer der beiden Gänge 5 oder 6 tatsächlich geschaltet wird. Eine erneute Sperrung tritt erst wieder ein, wenn gemäß F i g. 1 f der Schalthebel 10 in die Gasse 7/8 bewegt wird. Dabei wird dann der Nocken 17 des Sperrelements 13 mitgenommen, so daß die Stellung gemäß Fig. Ib wieder erreicht wird. Diese Stellung hat hier in dem FaU nur für die Rückschaltung von der Gasse 7/8 in die Gasse 5/6 Bedeutung, wobei dann natin gemäß das Überschalten der Gasse 5/6 durch den Sperrzapfen 15 verhindert wird.

F i g. 2 zeigt eine andere Ausführungsform. I tier kann der Schalthebel 10 fünf Schaltgassen wählen. Die beiden Sperrelemente 13a und 14a haben sinngemäß dieselbe Ausbildung wie bei den bisher beschriebenen Figuren. Wiederum sind durch die Sperrzapfen jeweils zwei Gassen zusammengefaßt Die Figur läßt klar erkennen, daß die beiden Sperrlemente untereinander gleich sind, so daß sie gleich hergestellt und dann unter Drehung um 180° aufeinandergelegt werden können. Die Wirkungsweise ist genau dieselbe wie bei den Fig. la bis If und braucht hier nicht noch einmal gesondert beschrieben zu werden.

Nach den F i g. 3 und 4 ist im Getriebegehäusedeckel 21 eine mit dem nicht mehr dargestellten Schalthebel verbundene Schaltstange 22 angeordnet auf der ein Schaltfinger 23 befestigt ist Die Schallstange 22 ist um ihre eigene Achse drehbar und in lüngsrichtung br wegbar. Der Schaltfinger 23 greift — siehe F ig. 4 — in den Arm 24 einer Schaltbuchse 25 als eigentlichem Schaltorgan ein, welche auf einer Schaltachse 26 schwenkbar und in Längsrichtung bewegbar angeordnet ist Dabei stellt die Längsbewegung die Wählbewegung und das Schwenken die Schaltbewegung dar. Die Schaltbuchse 25 wird umfaßt von einem Schaltgesperre 27, welches ebenfalls auf der Schaltachse 26 längsbewegbar angeordnet ist, jedoch im Gehäuse 21 — siehe Fig.6 — derart geführt ist, daß es sich nicht drehen kann. Das Schaltgesperre 27 macht also lediglich die Wählbewegung, nicht aber die Schaltbewegung mit Das Schaltgesperre 27 ist auf seiner Rückseite mit einer Kulissenkante 28 versehen zur Betätigung eines Ventils für die Gruppcciumschaltung. Das Schil'gesperre 27 hat weiterhin zwei nach oben weisende Arme 30 — siehe hierzu F i g. 6 — als Anschlag zum Zusammenwirken mit den später noch zu beschreibenden Sperrelementen.

Auf der oberen Planfläche des Gesperres 27 liegen übereinander die beiden als Sperrelemente dienenden Sperrplatten Ii und 14, die durch eine ortsfeste Zwischenplatte 31 voneinander getrennt sind. Beide Sperrplatten werden durch eine Blattfeder 32 gegen das Gesperre 27 angeregt, die auf einem am Gesperre 27 angebrachten Befestigungsblock 33 befestigt ist Sie gleitet in Nuten 34 der oberen Sperrplatte 13. Der Bock

33 bildet zugleich den Nocken 12. Die beiden Sperrplatten 13 und 14 werden durch einen im Deckel 21 fest eingesetzten Führungszapfen 35 derart geführt, daß sie wohl in Richtung der Schaltbewegung, nicht aber in Richtung der Wählbewegung bewegbar sind. Beide Sperrplatten 13 und 14 haben — wie bereits beschrieben — zum Zusammenwirken mit dem Nocken 12 die Nocken 16, 17 und 20 und auf ihrer Vorderseite zum Zusammenwirken mit den Armen 30 die Sperrzapfen 15,18 und 19. Man muß hierbei berücksichtigen, daß to — entgegen der schematischen Darstellung in F i g. 1 — wegen der zentralen Anordnung des Führungszapfens 35 die beiden Sperrzapfen 18 und 19 seitlich auseindergerijekt sind und der Sperrzapfen 15 gewissermaßen in zwei äußere Teile zerlegt ist. Die Wirkungsweise ist aber im Prinzip genau dieselbe wie sie in F i g. 1 dargestellt wurde.

Nach F i g. 5 ist die Schaltbuchse 25 an ihrer dem Gesperre 27 zugekehrten Seite mit einer von oben nach unten durchgehenden Planfläche 36 versehen, die auch als Nut ausgebildet sein kann. Dort liegt ein Stift 37 an, der von einem Federbolzen 38 im Gesperre in ständiger Anlage an dieser Planfläche 36 gehalten ist. Mit dem oberen Ende greift dieser Stift 37 in entsprechende Ausnehmungen der beiden Sperrplatten 13 und 14 ein. Durch diesen Stift 37 wird die jeweils beim Wählen in ihre Sperrstellung gebrachte Sperrplatte 13 oder 14 beim Schalten eines Ganges wieder in die unwirksame Ausgangslage zurückgeführt. Zum Schalten wird nämlich die Schaltbuchse 25 um die Schaltachse entweder im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, wodurch mittels des Schaltkopfes 40 die jeweils gewählte Schaltgabel 39 bewegt wird. In beiden Fällen wird mittels der Planfläche 36 der Stift 37 entgegen dem Federbolzen von der Schaltachse 26 weggedrückt, wodurch der Stift die betreffende Sperrplatte 13 oder 14 wieder in die Ausgangslage zurückführt.

Nach Fig.6 erfolgt die Fixierung der unteren Sperrplatte 14 in ihrer Sperrlage oder in ihrer unwirksamen Stellung durch eine Kugel 41, die unter Federkraft in eine der beiden Längsnuten 42 eingreift. Diese Längsnuten entsprechen den auf der oberen Sperrplatte 13 angeordneten Längsnuten 34.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche;

1. Mechanische Schalteinrichtung mit Oberschaltsperre bei mindestens drei Schaltgassen für Kraftfahrzeuggetriebe, insbesondere für Haupt- und Gruppengetriebe von Nutzfahrzeugen, mit einem Schalthebel, der mittels eines Schaltorgans in einer ersten Bewegungsrichtung eine der Schaltgassen wählen und in einer zweiten Bewegungsrichtung in einer Ebene senkrecht zu der der ersten Bewegungsrichtung in jeder Gasse zwei Gänge schalten kann, und mit einer Sperreinrichtung der Oberschaltsperre, welche selbsttätig bei der Wählbewegung nur das Erreichen der jeweils benachbarten Gasse zuläßt und bei der Schaltbewegung aus der Sperrstellung in ihre unwirksame Stellung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schaltorgan (10,2S) mindestens zwei Sperrplatten (13,14) der Sperreinrichtung mit jeweils mindestens einem Sperrzspfen (15, 18, IS): zugeordnet sind, die jeweils zwischen zwei benachbarten Gassen angeordnet und in Schalteinrichtung über ihre Nockenbahnen (16, 17, 20) von einem mit dem Schaltorgan verbundenen Nocken (12) abwechselnd durch Bewegung des Schaltorgans in seiner Wählrichtung aus ihrer unwirksamen Stellung in ihre Sperrstellung und durch ein mit dem Schaltorgan verbundenes Element (37) durch Bewegung des Schaltorgans in Schaltrichtung zwangsläufig in ihre unwirksame Stellung bewegbar sind, wobei der Sperrzapfen der einen Sperrplatte jeweils die Lücke der anderen Sperrplatte überdeckt.

2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrplatten (13, 14) sowohl in ihrer wirksamen als auch in ihrer unwirksamen Stellung durch Federrastung (32) festlegbar sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Sperrplatten (13, 14) übereinanderliegend durch einen Führungszapfen (35) im Deckel (21) geführt sind

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sperrplatte (13, 14) an einer Kante die Sperrzapfen (15,18, 19) und an der gegenüberliegenden Kante die Nocken (16, 17, 20) zur Bewegung in die wirksame Stellung aufweist

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Befestigungsbock (33) eine Blattfeder (32) für die Federrastung und der Nocken (12) für die Beaufschlagung der Sperrplatten (13 oder 14) angeordnet sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einer stationären Schaltachse, auf der eine längs- und drehbewegliche Schaltbuchse geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schaltbuchse (25) eine quer zur Ebene der Sperrplatte (13, 14) verlaufende Fläche (36) angeordnet ist, gegen welche ein Stift (37) anliegt, der mit seinem oberen Ende in entsprechende Ausnehmungen der beiden Sperrplatten (13,14) eingreift