DE102018108531B4

DE102018108531B4 - Transmission output arrangement and three-wheeled small motor vehicle

Info

Publication number: DE102018108531B4
Application number: DE102018108531.1A
Authority: DE
Inventors: Kedar Bargaje; Ps Satyanarayana; Prajod Ayyappath
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-04-11
Filing date: 2018-04-11
Publication date: 2020-08-06
Anticipated expiration: 2038-04-12
Also published as: WO2019196972A1; CN111656036B; DE102018108531A1; CN111656036A

Abstract

Getriebeausgangsanordnung zum Antrieb von Antriebsrädern eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Threewheeler, miteinem feststehenden Getriebegehäuse zur Abdeckung eines Kraftfahrzeuggetriebes (12),einer aus dem Getriebegehäuse herausragenden Ausgangswelle (14) zum Ausleiten eines Antriebsmoments aus dem Kraftfahrzeuggetriebe (12) undeinem mit der Ausgangswelle (14) und mit dem Getriebegehäuse verbundenen schaltbaren Freilauf (16) zum Festhalten der Ausgangswelle (14) an dem Getriebegehäuse in einer Sperrstellung bei einer Rückwärtsdrehung der Ausgangswelle (14),wobei der Freilauf (16) eine Schaltscheibe (18), einen Käfig (22) zur Aufnahme von Sperrelementen (26) und einen Flansch (24) aufweist, die koaxial zueinander angeordnet sind, wobei die Schaltscheibe (18) den Käfig (22) mittels Federn (30) in einer Freilaufstellung hält und die Schaltscheibe (18) den Käfig (22) gegen den Druck der Federn (30) zum Rückwärtsfahren in eine zweite Stellung verlagern kann, in der die Sperrelemente (26) nicht blockieren.Transmission output arrangement for driving drive wheels of a motor vehicle, in particular a three-wheeler, with a fixed gear housing for covering a motor vehicle transmission (12), an output shaft (14) protruding from the transmission housing for diverting a drive torque from the motor vehicle transmission (12) and one with the output shaft (14) and with the gear housing connected switchable freewheel (16) for holding the output shaft (14) on the gear housing in a locked position when the output shaft (14) rotates backwards, the freewheel (16) having a switching disk (18), a cage (22) for receiving Having locking elements (26) and a flange (24) which are arranged coaxially to one another, the switching disk (18) holding the cage (22) in a free-running position by means of springs (30) and the switching disk (18) counteracting the cage (22) the pressure of the springs (30) for reversing can shift into a second position in which the locking elements (26) n ot block.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeausgangsanordnung, mit deren Hilfe Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs mit dem von einem Kraftfahrzeuggetriebe kommenden Drehmoment angetrieben werden können.The invention relates to a transmission output arrangement by means of which drive wheels of a motor vehicle can be driven with the torque coming from a motor vehicle transmission.

Wenn ein Kraftfahrzeug an einer schiefen Ebene angehalten wird und aus dieser Position wieder anfahren soll, kann es passieren, dass das Kraftfahrzeug schwerkraftbedingt die schiefe Ebene herunter rückwärts rollt, bis das Anfahrmoment ausreicht das Kraftfahrzeug an der schiefen Ebene bergauf zu beschleunigen. Um ein Rückwärtsrollen zu vermeiden ist es bekannt, beim Anfahren gleichzeitig die Bremse zu betätigen, was für den Fahrer häufig schwierig umzusetzen ist, wenn er gleichzeitig die Bremse nicht zu stark betätigen will, um ein Abwürgen des Kraftfahrzeugmotors beim Anfahren zu vermeiden. Elektronische Hilfseinrichtungen, die ein Anfahren an einer schiefen Ebene erleichtern sollen, sind kostenintensiv. Sie funktionieren in der Regel so, dass ein Neigungssensor erkennt, dass das Fahrzeug auf einer schiefen Ebene steht. Er sendet dann ein Signal an die Bremssteuerung, die den Bremsdruck noch einige Sekunden hält, nachdem der Fahrer das Bremspedal losgelassen hat. Die Bremse löst erst nach der voreingestellten Zeit oder wenn das Fahrzeug eine Vorwärtsbewegung beginnt. Dieses System ist aber für viele Anwendungen, zum Beispiel für motorgetriebene Dreiräder (Threewheelers, Rikschas) in Entwicklungsländern, zu teuer.If a motor vehicle is stopped on an inclined plane and is to start again from this position, it can happen that the motor vehicle rolls down the inclined plane due to gravity until the starting torque is sufficient to accelerate the motor vehicle up the inclined plane. In order to avoid rolling backwards, it is known to simultaneously apply the brake when starting off, which is often difficult for the driver to implement if he does not want to apply the brake too much at the same time in order to avoid the motor vehicle engine stalling when starting off. Electronic auxiliary devices, which are intended to facilitate starting on an inclined plane, are cost-intensive. They usually work in such a way that an inclination sensor detects that the vehicle is on an inclined plane. It then sends a signal to the brake controller, which holds the brake pressure for a few seconds after the driver releases the brake pedal. The brake only releases after the preset time or when the vehicle begins to move forward. However, this system is too expensive for many applications, for example for motorized tricycles (threewheelers, rickshaws) in developing countries.

Die DE 10 2016 223 369 A1 offenbart einen Klemmfreilauf mit einem Ringelement, mindestens einer Klemmrampe, einem Klemmelement pro Klemmrampe, und einem Positionierelement zum Positionieren des Klemmelements relativ zur Klemmrampe.The DE 10 2016 223 369 A1 discloses a clamping freewheel with a ring element, at least one clamping ramp, one clamping element per clamping ramp, and one positioning element for positioning the clamping element relative to the clamping ramp.

Die DE 10 2013 204 656 A1 beschreibt einen Hülsenfreilauf mit einer Hülse aufweisend Klemmrampen in einem Gehäuse aus Leichtmetall. Es sind mehrere nadel- oder rollenförmige, den Klemmrampen zugeordnete Klemmkörper vorhanden.The DE 10 2013 204 656 A1 describes a sleeve freewheel with a sleeve having clamping ramps in a housing made of light metal. There are several needle-shaped or roller-shaped clamping bodies assigned to the clamping ramps.

Die DE 41 34 353 A1 offenbart eine als Rollenfreilauf ausgebildete Kupplung mit einem Außenring, in welchem durch Ausnehmungen Klemmbahnen hergestellt sind. Paarweise angeordnete Klemmrollen sind über eine Druckfeder vorgespannt.The DE 41 34 353 A1 discloses a clutch designed as a roller freewheel with an outer ring, in which clamping tracks are produced by recesses. Pinch rollers arranged in pairs are biased by a compression spring.

Es besteht ein ständiges Bedürfnis ein Anfahren eines Kraftfahrzeugs bergauf an einer schiefen Ebene zu erleichtern und noch kostengünstiger zu gestalten.There is a constant need to facilitate starting a motor vehicle uphill on an inclined plane and to make it even more cost-effective.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, alternative Maßnahmen aufzuzeigen, die ein leichtes und kostengünstiges Anfahren eines Kraftfahrzeugs bergauf einer schiefen Ebene ermöglichen.It is the object of the invention to show alternative measures which make it easy and inexpensive to start a motor vehicle uphill on an inclined plane.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Getriebeausgangsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.The object is achieved according to the invention by a transmission output arrangement having the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims and the following description, which can each represent an aspect of the invention individually or in combination.

Erfindungsgemäß ist eine Getriebeausgangsanordnung zum Antrieb von Antriebsrädern eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Threewheeler, vorgesehen, mit einem feststehenden Getriebegehäuse zur Abdeckung eines Kraftfahrzeuggetriebes, einer aus dem Getriebegehäuse herausragenden Ausgangswelle zum Ausleiten eines Antriebsmoments aus dem Kraftfahrzeuggetriebe und einem, mit der Ausgangswelle und mit dem Getriebegehäuse verbundenen schaltbaren Freilauf zum Festhalten der Ausgangswelle an dem Getriebegehäuse in einer Sperrstellung bei einer Rückwärtsdrehung der Ausgangswelle, wobei der Freilauf eine Schaltscheibe, einen Käfig zur Aufnahme von Sperrelementen und einen Flansch aufweist, die koaxial zueinander angeordnet sind, wobei die Schaltscheibe den Käfig mittels Federn in einer Freilaufstellung hält und die Schaltscheibe den Käfig gegen den Druck der Federn zum Rückwärtsfahren in eine zweite Stellung verlagern kann, in der die Sperrelemente nicht blockieren.According to the invention, a transmission output arrangement for driving drive wheels of a motor vehicle, in particular a threewheeler, is provided, with a fixed transmission housing for covering a motor vehicle transmission, an output shaft protruding from the transmission housing for discharging a drive torque from the motor vehicle transmission and a switchable switch connected to the output shaft and to the transmission housing Freewheel for holding the output shaft to the gear housing in a locking position during a reverse rotation of the output shaft, the freewheel having a switching disc, a cage for receiving locking elements and a flange, which are arranged coaxially to one another, the switching disc by means of springs in a freewheeling position holds and the switching disc can move the cage against the pressure of the springs for reversing into a second position in which the locking elements do not block.

In der Freilaufstellung des Freilaufs kann das Kraftfahrzeuggetriebe in der herkömmlichen Art und Weise ein Drehmoment ausleiten, das an die Antriebsräder zur Fortbewegung des Kraftfahrzeugs weitergeleitet werden kann. In der Sperrstellung des Freilaufs kann jedoch die Ausgangswelle des Kraftfahrzeuggetriebes mit dem feststehenden Getriebegehäuse arretiert werden, so dass eine Drehung der Ausgangswelle unterbleibt. Wenn ein Fahrer des Kraftfahrzeugs das Kraftfahrzeug anhält und das Kraftfahrzeuggetriebe vom Kraftfahrzeugmotor abkuppelt, kann der Fahrer zusätzlich den Freilauf in die Sperrstellung bringen. Da die Ausgangswelle festgehalten ist und sich nicht drehen kann, können sich auch die Antriebsräder nicht drehen. Die Antriebsräder können dadurch mit Haftreibung auf einem Untergrund stehen und das Kraftfahrzeug festhalten. Insbesondere kann dadurch verhindert werden, dass das Kraftfahrzeug an einer schiefen Ebene schwerkraftbedingt rückwärts rollt. Eine der Rückwärtsrichtung des Kraftfahrzeugs entsprechende Rückwärtsdrehrichtung der Ausgangswelle ist in der Sperrstellung des Freilaufs blockiert, so dass auch ein Abrollen der Antriebsräder an dem Untergrund blockiert ist. Eine Drehung der Ausgangswelle in die entgegengesetzte Drehrichtung, die einer Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs entspricht, ist in der Sperrstellung des Freilaufs vorzugsweise nicht gesperrt. Der schaltbare Freilauf ist insbesondere als einseitig sperrender Freilauf ausgestaltet. Dies erleichtert es bei in der Sperrstellung geschalteten Freilauf das Kraftfahrzeug zu starten und vorwärts zu bewegen. Insbesondere bei einem Verkehrsstau, bei dem mit vielen kurzen Anfahrvorgängen zu rechnen ist, kann der Freilauf in der Sperrstellung bleiben, ohne dass der Fahrer für jeden Anfahrvorgang immer wieder zwischen einer Sperrstellung und einer Freilaufstellung des Freilaufs aktiv wechseln müsste. Prinzipiell kann der als einseitig sperrender Freilauf ausgestaltete schaltbare Freilauf permanent in der Sperrstellung bleiben und nur in die Freilaufstellung geschaltet werden, wenn das Kraftfahrzeug rückwärtsfahren soll und/oder von Hand rückwärts geschoben werden soll. Der schaltbare Freilauf ist ein kostengünstiges Bauteil, das insbesondere als durch Massenproduktion herstellbares Standardbauteil bereitgestellt werden kann, so dass im Vergleich zu einer elektronischen Hilfseinrichtung zur Verhinderung eines Rückwärtsrollens an einer schiefen Ebene eine deutlich kostengünstigere Lösung erreicht ist. Durch den schaltbaren Freilauf kann die Ausgangswelle gegen eine Rückwärtsbewegung arretiert werden, so dass ein leichtes und kostengünstiges Anfahren eines Kraftfahrzeugs bergauf einer schiefen Ebene ermöglicht ist.In the freewheeling position of the freewheel, the motor vehicle transmission can transmit a torque in the conventional manner, which can be transmitted to the drive wheels for the motor vehicle to move. In the locked position of the freewheel, however, the output shaft of the motor vehicle transmission can be locked with the fixed transmission housing, so that the output shaft does not rotate. If a driver of the motor vehicle stops the motor vehicle and uncouples the motor vehicle transmission from the motor vehicle engine, the driver can additionally bring the freewheel into the locked position. Because the output shaft is held and cannot rotate, the drive wheels cannot rotate. The drive wheels can stand with static friction on a surface and hold the motor vehicle. In particular, this can prevent the motor vehicle from rolling backwards on an inclined plane due to gravity. A reverse direction of rotation of the output shaft corresponding to the rearward direction of the motor vehicle is blocked in the locked position of the freewheel, so that rolling of the drive wheels on the ground is also blocked. A rotation of the output shaft in the opposite direction of rotation, which corresponds to a forward movement of the motor vehicle, is preferably not locked in the locked position of the freewheel. Of the switchable freewheel is designed in particular as a one-way locking freewheel. This makes it easier to start and move the motor vehicle when the freewheel is in the locked position. In particular in the event of a traffic jam in which many short start-up processes are to be expected, the freewheel can remain in the blocking position without the driver having to actively switch between a blocking position and a freewheeling position of the freewheel for each starting process. In principle, the switchable freewheel designed as a one-way locking freewheel can remain permanently in the locked position and can only be switched to the freewheel position if the motor vehicle is to drive backwards and / or be pushed backwards by hand. The switchable freewheel is a cost-effective component that can be provided in particular as a standard component that can be mass-produced, so that a significantly more cost-effective solution is achieved compared to an electronic auxiliary device to prevent backward rolling on an inclined plane. Due to the switchable freewheel, the output shaft can be locked against a backward movement, so that a motor vehicle can be started up easily and inexpensively uphill on an inclined plane.

Die Schaltscheibe und der Flansch können direkt oder indirekt mit dem Getriebegehäuse verbunden sein. Der schaltbare Freilauf kann so ausgestaltet sein, dass bei einer Vorwärtsfahrt, unabhängig von einer Schaltstellung des Freilaufs immer ein Freilaufen stattfindet und die Ausgangswelle sich drehen kann. Bei einer Rückwärtsfahrt, können zwischen der Ausgangswelle und dem Flansch vorgesehene Sperrelemente zwischen einer Freilaufstellung und einer Sperrstellung mit Hilfe des erfindungsgemäßen Käfigs verlagert werden. Die Schaltscheibe kann von einer Steuereinrichtung und/oder vom Fahrer des Kraftfahrzeugs betätigt werden. In der Sperrstellung kann die Antriebswelle mit dem Flansch über die Sperrelemente, vorzugsweise selbstverstärkend, verklemmt sein.The switching disc and the flange can be connected directly or indirectly to the gear housing. The switchable freewheel can be designed in such a way that when driving forward, regardless of a switching position of the freewheel, freewheeling always takes place and the output shaft can rotate. When reversing, locking elements provided between the output shaft and the flange can be shifted between a freewheeling position and a locking position with the aid of the cage according to the invention. The switching disk can be actuated by a control device and / or by the driver of the motor vehicle. In the locked position, the drive shaft can be clamped to the flange via the locking elements, preferably self-reinforcing.

Vorzugsweise sind die Federn zwischen Schaltscheibe und Käfig als Schraubenfedern ausgebildet. Sie sind handelsübliche, preiswerte, haltbare Bauteile.The springs between the switching disc and the cage are preferably designed as helical springs. They are commercially available, inexpensive, durable components.

Insbesondere ist ein Betätigungskabel zum Schalten des Freilaufs mit der Schaltscheibe zum Verklemmen von Sperrelementen verbunden. Das Betätigungskabel ermöglicht eine kostengünstige mechanische Betätigung des Freilaufs. Zudem kann das Betätigungskabel leicht, beispielsweise über Rollen, an eine Stelle geführt werden, wo der Fahrer an dem Betätigungskabel angreifen kann. Beispielsweise kann das Betätigungskabel zu einem von einem Fuß des Fahrers betätigbaren Pedal oder Hebel geführt sein. Insbesondere kann durch ein Ziehen an dem Betätigungskabel, zum Beispiel mittels eines Handhebels, der Freilauf in die Sperrstellung geschaltet werden. Das Betätigungskabel weist insbesondere aus einem metallischen Material hergestellte Litzen auf. Das Betätigungskabel ist beispielsweise als Bowdenzug ausgestaltet.In particular, an actuating cable for switching the freewheel is connected to the switching disk for clamping locking elements. The actuation cable enables inexpensive mechanical actuation of the freewheel. In addition, the operating cable can easily be guided, for example via rollers, to a location where the driver can grip the operating cable. For example, the actuating cable can be guided to a pedal or lever that can be actuated by a foot of the driver. In particular, the freewheel can be switched to the locked position by pulling the actuating cable, for example by means of a hand lever. The actuating cable has in particular strands made of a metallic material. The operating cable is designed, for example, as a Bowden cable.

Verwendbar sind alle Sperrelemente, die sich bei Freiläufen bewährt haben. Hierzu zählen Klemmkörper, Sperrklinken oder Klauenringe. Bevorzugt sind die Sperrelemente aber als Rollkörper ausgestaltet. Diese Rollen werden zum Blockieren an einer zur Umfangsrichtung angeschrägten schiefen Ebene angedrückt, so dass die Rollkörper in radialer Richtung zwischen der Ausgangswelle und dem ortsfesten Flansch verklemmt werden können. Insbesondere kann in dieser Sperrstellung die Klemmung durch eine Relativdrehung in entgegengesetzter Richtung, also bei Vorwärtsfahrt, automatisch aufgehoben werden, so dass eine Sperrstellung bei der Vorwärtsfahrt vermieden werden kann. Vorzugsweise sind die Rollenkörper federbelastet, es greift also an den Rollkörpern jeweils ein Federelement an, wobei das Federelement den Rollkörper automatisch in eine definierte Ausgangsstellung bewegen kann, die insbesondere der Freilaufstellung entspricht. Der Freilauf kann vorzugsweise als einseitig wirksamer schaltbarer Freilauf ausgestaltet sein. In der Freilaufstellung, wenn die Sperrelemente aus der Drehspaltverjüngung heraus in einen zwischen der Ausgangswelle und dem Flansch des Freilaufs ausgebildeten Drehspalt positioniert sind, können die als Rollkörper ausgestalteten Sperrelemente auf der Welle und/oder auf der Flanschinnenseite abrollen. Dadurch sind Reibungsverluste des Freilaufs in der Freilaufstellung geringgehalten.All locking elements that have proven themselves in freewheels can be used. These include sprags, pawls or claw rings. However, the locking elements are preferably designed as rolling bodies. These rollers are pressed to block on an inclined plane inclined to the circumferential direction, so that the rolling elements can be clamped in the radial direction between the output shaft and the fixed flange. In particular, in this locking position, the clamping can be automatically canceled by a relative rotation in the opposite direction, that is, when driving forward, so that a locking position can be avoided when driving forward. The roller bodies are preferably spring-loaded, that is to say one spring element acts on the roller bodies, the spring element being able to automatically move the roller body into a defined starting position, which corresponds in particular to the freewheeling position. The freewheel can preferably be designed as a one-way switchable freewheel. In the freewheeling position, when the locking elements are positioned out of the rotary gap taper in a rotary gap formed between the output shaft and the flange of the freewheel, the locking elements designed as rolling bodies can roll on the shaft and / or on the inside of the flange. As a result, friction losses of the freewheel in the freewheel position are kept low.

Als Rollkörper können Kugeln, Rollen oder Hülsen verwendet werden. Als Rollenfreiläufe, Nadellagerfreiläufe oder Hülsenfreiläufe sind solche Elemente im Kfz-Bereich bekannt.Balls, rollers or sleeves can be used as rolling elements. Such elements are known in the automotive field as roller freewheels, needle bearing freewheels or sleeve freewheels.

Insbesondere ist das Betätigungskabel an einem Betätigungsende mit einem an einer Lenkerstange des Kraftfahrzeugs befestigbaren von Hand betätigbaren Schalthebel und/oder Drehgriff befestigt. Der Freilauf kann dadurch leicht von einer Hand eines Fahrers des Kraftfahrzeugs betätigt werden. Besonders bevorzugt ist das Betätigungskabel mit einem zum Schalten eines Rückwärtsgangs vorgesehenen Schalthebei oder Drehgriff verbunden, so dass bei einem Schalten des Rückwärtsgangs automatisch der Freilauf in die Freilaufstellung geschaltet wird und ein Blockieren eines gewollten Rückwärtsfahrens durch den Freilauf vermieden werden kann. Hierzu kann der Schalthebel oder Drehgriff zum Schalten des Rückwärtsganges in die eine Richtung und zum Schalten des Freilaufs in die Sperrstellung in eine entgegengesetzte Richtung bewegt werden.In particular, the actuating cable is attached to an actuating end with a manually operable shift lever and / or twist grip that can be attached to a handlebar of the motor vehicle. As a result, the freewheel can easily be actuated by one hand of a driver of the motor vehicle. The actuating cable is particularly preferably connected to a shift lever or twist grip provided for shifting a reverse gear, so that when the reverse gear is shifted the freewheel is automatically switched to the freewheel position and a blocking of a desired reversing by the freewheel can be avoided. For this purpose, the shift lever or rotary handle can be moved in one direction for switching the reverse gear and in an opposite direction for switching the freewheel into the blocking position.

Bevorzugt weist die Schaltscheibe sich axial erstreckende Arme und einen Innenring auf, die gemeinsam den Käfig von radial innen umgreifen, durchdringen oder stützen. Dazu ist es besonders vorteilhaft, wenn der Käfig mehrere, bevorzugt vier, Aufnahmeelemente für die Federn aufweist, die in Hinterschneidungen der Schaltscheibe eingreifen. So bildet die Schaltscheibe zusammen mit dem Käfig eine Einheit, die bei der Montage einfach in den am Getriebegehäuse befestigten Flansch einschiebbar ist. Die Federn sind dann an den richtigen Orten gehalten und drücken die Rollkörper im normalen Betrieb in die Freilaufstellung (Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs erlaubt, Rückwärtsrollen verhindert) und erlauben beim Schalten in den Rückwärtsgang eine Verdrehung des Käfigs gegen den Flansch, so dass die Rollkörper an die Stellen des Flansches verschoben werden, wo der Abstand Flansch-Ausgangswelle größer ist als der Rollendurchmesser. Dadurch ist eine Rückwärtsdrehung der Ausgangswelle erlaubt und das Fahrzeug kann von Hand rückwärts geschoben werden oder motorisch angetrieben rückwärtsfahren, ohne dass die Rollkörper blockieren. The switching disk preferably has axially extending arms and an inner ring, which together encompass, penetrate or support the cage from the radial inside. For this purpose, it is particularly advantageous if the cage has several, preferably four, receiving elements for the springs, which engage in undercuts in the switching disk. The switching disc forms a unit with the cage, which can be easily inserted into the flange attached to the gearbox housing during assembly. The springs are then held in the correct places and push the rolling elements into the freewheel position during normal operation (forward movement of the vehicle permitted, reverse rolling prevented) and, when shifting into reverse gear, allow the cage to rotate against the flange so that the rolling elements in place the flange where the flange-output shaft distance is greater than the roller diameter. This allows the output shaft to rotate backwards and the vehicle can be pushed backwards by hand or driven in reverse by a motor without blocking the rolling elements.

Von den Herstellkosten besonders günstig ist, wenn als Flansch oder als Basis für den Flansch ein an sich bekannter Rollenfreilauf verwendet wird. Solche Rollenfreiläufe werden als Großserienbauteile preisgünstig angeboten und haben sich in der Kraftfahrzeugbranche als technisch ausgereifte Produkte bewährt, die hohe Drehmomente aushalten. Zum Umbau auf einen erfindungsgemäßen Freilauf ist dann der Einsatz der soeben beschriebenen Bauteile Schaltscheibe und Käfig im an sich bekannten Flansch erforderlich.The manufacturing costs are particularly favorable if a roller freewheel known per se is used as the flange or as the base for the flange. Such roller freewheels are cheaply offered as large series components and have proven themselves in the automotive industry as technically mature products that can withstand high torques. To convert to a freewheel according to the invention, it is then necessary to use the switching disk and cage components just described in the flange known per se.

Die Erfindung betrifft ferner ein dreirädriges Kleinkraftfahrzeug, insbesondere eine Rikscha oder einen Threewheeler, mit einem Kraftfahrzeugmotor und einem an dem Kraftfahrzeugmotor ankoppelbaren Kraftfahrzeuggetriebe, wobei das Kraftfahrzeuggetriebe eine Getriebeausgangsanordnung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, aufweist. Durch den schaltbaren Freilauf der Getriebeausgangsanordnung kann die Ausgangswelle gegen eine Rückwärtsbewegung arretiert werden, so dass ein leichtes und kostengünstiges Anfahren eines Kraftfahrzeugs bergauf einer schiefen Ebene ermöglicht ist. Insbesondere weist das dreirädrige Kleinkraftfahrzeug eine Lenkerstange zum Lenken des Kleinkraftfahrzeugs auf, wobei vorzugsweise an der Lenkerstange ein von einer Hand des Fahrers betätigbarer Hebel oder Drehgriff vorgesehen ist, mit dessen Hilfe der Freilauf der Getriebeausgangsanordnung leicht betätigt werden kann.The invention further relates to a three-wheeled small motor vehicle, in particular a rickshaw or a three wheeler, with a motor vehicle engine and a motor vehicle transmission which can be coupled to the motor vehicle engine, the motor vehicle transmission having a transmission output arrangement which can be designed and developed as described above. Due to the switchable freewheel of the transmission output arrangement, the output shaft can be locked against a backward movement, so that a motor vehicle can be started up easily and inexpensively uphill on an inclined plane. In particular, the three-wheeled small motor vehicle has a handlebar for steering the small motor vehicle, preferably a lever or twist grip that can be actuated by a hand of the driver is provided on the handlebar, with the aid of which the freewheeling of the transmission output arrangement can be easily actuated.

Vorzugsweise ist die Ausgangswelle über ein Differenzialgetriebe mit zwei Antriebsrädern gekoppelt. Dadurch ist es möglich, durch die Arretierung der Ausgangswelle zwei Antriebsräder festzustellen, so dass es nicht erforderlich ist für jedes der zwei Antriebsräder einen separaten schaltbaren Freilauf vorzusehen.The output shaft is preferably coupled to two drive wheels via a differential gear. This makes it possible to lock two drive wheels by locking the output shaft, so that it is not necessary to provide a separate switchable freewheel for each of the two drive wheels.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:

1 schematisch den Antriebsstrang eines Dreirads mit einer erfindungsgemäßen Getriebeausgangsanordnung
2 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Getriebeausgangsanordnung
3 eine Explosionsdarstellung des Gegenstands der 2
4 einen erfindungsgemäßen Käfig
5 einen erfindungsgemäßen Käfig mit erfindungsgemäßer Schaltscheibe
6 und 7 Käfig und Schaltscheibe der 5 in unterschiedlichen Schaltstellungen
8, 9 und 10 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in unterschiedlichen Betriebszuständen und
11 einen Betätigungsgriff zum Schalten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In the following, the invention is explained by way of example with reference to the attached drawings using preferred exemplary embodiments, the features shown below being able to represent an aspect of the invention both individually and in combination. Show it:

1 schematically the drive train of a tricycle with a transmission output arrangement according to the invention
2nd a perspective view of a transmission output assembly according to the invention
3rd an exploded view of the subject of the 2nd
4th a cage according to the invention
5 a cage according to the invention with a switching disc according to the invention
6 and 7 Cage and switching disc of the 5 in different switch positions
8th , 9 and 10th a device according to the invention in different operating states and
11 an operating handle for switching a device according to the invention.

Der in 1 dargestellte Antriebsstrang eines dreirädrigen Fahrzeugs weist eine Kupplung 32, die auch eine Schwungscheibe oder ein Zweimassenschwungrad enthalten kann, die das Drehmoment eines nicht gezeigten Motors an das Getriebe 12 weiterleitet. Aus einem feststehenden, nicht gezeigten Getriebegehäuse ragt eine Ausgangswelle 14 heraus. Auf der Ausgangswelle 14 und am Getriebegehäuse befestigt ist eine erfindungsgemäße Getriebeausgangsanordnung 10 vorgesehen, die hier als schaltbarer Freilauf 16 wirkt. Zum Schalten ist das Betätigungskabel 34 vorgesehen. Die Ausgangswelle 14 gibt das Drehmoment dann an das Differential der angetriebenen Hinterachse weiter, von wo aus es zu den beiden nicht gezeigten Rädern weitergeleitet wird.The in 1 The drive train of a three-wheel vehicle shown has a clutch 32 , which may also include a flywheel or a dual mass flywheel that delivers the torque of an engine, not shown, to the transmission 12th forwards. An output shaft protrudes from a stationary gear housing, not shown 14 out. On the output shaft 14 and a transmission output arrangement according to the invention is fastened to the transmission housing 10th provided here as a switchable freewheel 16 works. The control cable is for switching 34 intended. The output shaft 14 then transmits the torque to the differential of the driven rear axle, from where it is passed on to the two wheels, not shown.

In den 2 und 3 ist eine erfindungsgemäße Getriebeausgangsanordnung 10, die als Freilauf 16 wirkt, gezeigt, in 2 zusammengebaut, in 3 in Explosionsdarstellung. Die Hauptbestandteile sind die Schaltscheibe 18, der Käfig 22 und der Flansch 24. Die Schaltscheibe 18 schließt die Vorrichtung auf der einen Seite ab, der Flansch 24 auf der anderen. Dazwischen ist der Käfig 22 gelagert oder gehalten, der seinerseits die Sperrelemente 26 und die denen zugeordneten Federn 28 hält. Die Sperrelemente 26 sind hier als Rollen ausgebildet. Die Schaltscheibe 18 weist ein Betätigungselement 20 auf und in ihrem radial inneren Bereich sich axial nach innen erstreckende Arme, die zu einem Innenring führen, der im zusammengebauten Zustand innerhalb des Flansches 24 liegt und hier einen radial kleineren Durchmesser als der Käfig 22 hat. Der Käfig 22 befindet sich also zwischen den Innenstrukturen der Schaltscheibe 12 und der mit Bereichen wechselnden Durchmessers versehenen Innenstruktur des Flansches 24, die dann zusammen mit der runden Außenstruktur der hier nicht gezeigten Ausgangswelle 14 sich verjüngende Drehspalte bildet. Der Käfig 22 weist in dieser Ausführung vier Aufnahmeelemente auf, auf denen die Federn 30 aufgesteckt sind. Auf der anderen Seite der Federn 30 befinden sich Hinterschneidungen der Schaltscheibe 18, so dass im zusammengebauten Zustand die Federn 30 die Schaltscheibe 18 in einer ganz bestimmten Stellung gegenüber dem Käfig 22 halten. Die Schaltscheibe 18, der Käfig 22 und der Flansch 24 sind gegeneinander um einen kleinen Winkel verdrehbar.In the 2nd and 3rd is a transmission output arrangement according to the invention 10th that as a freewheel 16 acts, shown, in 2nd assembled, in 3rd in exploded view. The main components are the switching disc 18th , the cage 22 and the flange 24th . The switching disc 18th the device closes on one side, the flange 24th on the other. In between is the cage 22 stored or held, which in turn the locking elements 26 and the springs associated with them 28 holds. The locking elements 26 are here as roles educated. The switching disc 18th has an actuator 20 on and in its radially inner region axially inwardly extending arms which lead to an inner ring which, when assembled, inside the flange 24th lies and here a radially smaller diameter than the cage 22 Has. The cage 22 is therefore between the inner structures of the switching disc 12th and the internal structure of the flange, which has areas of varying diameters 24th , which then together with the round outer structure of the output shaft, not shown here 14 tapering rotary gap forms. The cage 22 in this version has four receiving elements on which the springs 30th are attached. On the other side of the feathers 30th there are undercuts in the switching disc 18th so that when assembled, the springs 30th the switching disc 18th in a very specific position in relation to the cage 22 hold. The switching disc 18th , the cage 22 and the flange 24th can be rotated against each other by a small angle.

4 zeigt einen erfindungsgemäßen Käfig 22, wobei die Federn 30 auf den Aufnahmeelementen des Käfigs 22 aufgesteckt sind. Nicht gezeigt sind hier die federbelasteten Sperrelemente, für die im Käfig die rechteckigen Aussparungen vorgesehen sind. 4th shows a cage according to the invention 22 , the feathers 30th on the receiving elements of the cage 22 are attached. The spring-loaded locking elements for which the rectangular cutouts are provided in the cage are not shown here.

5 zeigt einen erfindungsgemäßen Käfig 22 mit einer erfindungsgemäßer Schaltscheibe 18 zusammengebaut, aber wieder ohne die federbelasteten Sperrelemente. Die Schaltscheibe 18 weist wiederum ein Betätigungselement 20 auf. Zu erkennen ist, dass sich der Käfig 22 gegenüber der Schaltscheibe 18 um einen gewissen Winkel verdrehen lässt und dass die Federn 30 für eine gewisse Relativstellung zwischen Schaltscheibe 18 und Käfig 22 sorgen, die aber gegen die Kraft der Federn 30 veränderbar ist. 5 shows a cage according to the invention 22 with a switching disc according to the invention 18th assembled, but again without the spring-loaded locking elements. The switching disc 18th again has an actuator 20 on. It can be seen that the cage 22 opposite the switching disc 18th can twist through a certain angle and that the springs 30th for a certain relative position between the switching disc 18th and cage 22 worry, but against the force of the springs 30th is changeable.

Die 6 und 7 zeigen den Käfig und Schaltscheibe der 5 in unterschiedlichen Schaltstellungen. 6 zeigt die Schaltscheibe 18 mit Betätigungselement 20 in der normalen Betriebsstellung mit entspannten Federn 30 gegenüber dem Käfig 22. Das Betätigungselement 20 befindet sich - nicht mittels Betätigungskabel 34 gezogen - in Normalstellung. Dies ist die normale Freilaufstellung, die bedeutet, dass eine hier nicht gezeigte Ausgangswelle 14 im Inneren von Käfig 22 und Schaltscheibe 18 sich bei Vorwärtsdrehung frei drehen kann, bei Rückwärtsdrehung aber blockiert und die Ausgangswelle 14 dann am über den Flansch 24 am Getriebegehäuse festgehalten wird. Dies verhindert das Rückwärtsrollen des Fahrzeugs, wenn es auf einer schiefen Ebene steht und der Fahrer die Bremse löst. Dies verhindert ein Rückrollen und erleichtert das Anfahren am Berg ebenso wie bisherige teurere Lösungen.The 6 and 7 show the cage and switching disc of the 5 in different switch positions. 6 shows the switching disc 18th with actuator 20 in the normal operating position with relaxed springs 30th opposite the cage 22 . The actuator 20 is located - not using the operating cable 34 pulled - in normal position. This is the normal freewheel position, which means that there is an output shaft, not shown here 14 inside of cage 22 and switching disc 18th can rotate freely when rotating forwards, but can block when rotating in reverse and the output shaft 14 then on the flange 24th is held on the gear housing. This prevents the vehicle from rolling backwards when it is on an incline and the driver releases the brakes. This prevents rolling back and facilitates starting on the mountain as well as previous more expensive solutions.

Die 7 zeigt die Schaltscheibe 18 mit Betätigungselement 20 in der Rückwärtsfahrstellung mit gespannten Federn 30 gegenüber dem Käfig 22. Das Betätigungselement 20 befindet sich in der - mittels Betätigungskabel 34 gezogenen - zweiten Stellung. Dies bedeutet, dass eine hier nicht gezeigte Ausgangswelle 14 im Inneren von Käfig 22 und Schaltscheibe 18 sich auch bei Rückwärtsdrehung frei drehen kann und nicht blockiert, so dass die Ausgangswelle 14 dann frei sich auch rückwärts drehen kann und das Fahrzeug motorbetrieben rückwärts bewegt. Erreicht wurde die dadurch, dass die Schaltscheibe 18 den Käfig 22 so verschiebt, dass die dortigen Sperrelemente sich an den Stellen des Flansches 24 befinden, wo jeweils der Abstand zur Ausgangswelle 14 größer ist als der Durchmesser der als Sperrelemente 24 dienenden Rollen. Der im Normalbetrieb beim Rückwärtsrollen bestehende Kraftschluss zwischen Ausgangswelle 14 und Flansch 24 ist hier also gerade aufgehoben, so dass ein Rückwärtsfahren möglich ist.The 7 shows the switching disc 18th with actuator 20 in the reverse position with tensioned springs 30th opposite the cage 22 . The actuator 20 is located in the - using the actuation cable 34 drawn - second position. This means that an output shaft, not shown here 14 inside of cage 22 and switching disc 18th can turn freely even when reversed and not blocked, so that the output shaft 14 then can freely turn backwards and the motor-driven vehicle moves backwards. This was achieved in that the switching disc 18th the cage 22 so that the locking elements there are at the locations of the flange 24th located where the distance to the output shaft 14 is larger than the diameter of the locking elements 24th serving roles. The frictional connection between the output shaft during normal operation when rolling backwards 14 and flange 24th is therefore just canceled here, so that it is possible to drive backwards.

Die 8, 9 und 10 zeigen eine erfindungsgemäße Getriebeausgangsanordnung 10 jeweils in Draufsicht und darunter je in einem Detailausschnitt, die erfindungsgemäß die Funktionen Freilauf, Halten beim Anfahren am Berg und Möglichkeit des Rückwärtsfahrens aufweist.The 8th , 9 and 10th show a transmission output arrangement according to the invention 10th each in plan view and below each in a detailed section, which according to the invention has the functions freewheeling, stopping when starting on a mountain and the possibility of reversing.

Die 8 zeigt den normalen Betriebszustand der Freilaufstellung im Vorwärtsgang. Das Betätigungskabel 34 ist nicht gezogen oder anderweitig betätigt. Das Betätigungselement 20 der Schaltscheibe 18 steht hier exakt oben. Die Sperrelemente 26 klemmen nicht am Flansch 24 und erlauben so eine freie Rotation der Ausgangswelle 14, die das Drehmoment des Motors zum Hinterachsdifferential leitet. Die Federn 30 sind entspannt. Der Flansch 14 schiebt die Sperrelemente 26 in einen Bereich mit größerem Spalt, die Sperrelemente 26 klemmen nicht, würden aber bei Drehrichtungsumkehr sperren (klassischer Freilauf), da sie dann vom Flansch 14 in den engeren Spalt getrieben würden und die Drehbewegung stoppen.The 8th shows the normal operating state of the freewheel position in forward gear. The operating cable 34 is not pulled or operated in any other way. The actuator 20 the switching disc 18th is exactly above here. The locking elements 26 do not clamp on the flange 24th and thus allow the output shaft to rotate freely 14 , which directs the engine torque to the rear axle differential. The feathers 30th are relaxed. The flange 14 pushes the locking elements 26 in an area with a larger gap, the locking elements 26 do not jam, but would lock if the direction of rotation were reversed (classic freewheel), as they would then come from the flange 14 would be driven into the narrower gap and stop the rotation.

Die 9 zeigt die Rückwärtsfahrstellung im Rückwärtsgang. Das Betätigungskabel 34 ist gezogen oder anderweitig betätigt. Das Betätigungselement 20 der Schaltscheibe 18 steht nicht mehr exakt oben sondern etwas nach links verdreht. Der Käfig 22 verschiebt die Sperrelemente an Stellen mit größerem Spalt. Die Sperrelemente 26 klemmen deshalb nicht am Flansch 24 und erlauben so eine freie Rotation der Ausgangswelle 14, die das Drehmoment des Motors zum Hinterachsdifferential leitet. Die Federn 30 sind gespannt. Im Detailbild der 9 ist unterhalb der linken Rolle 26 durch zwei Striche angedeutet, dass der Abstand zwischen Ausgangswelle 14 und Flansch 24 größer ist als der Durchmesser der linken Rolle 26. Sie kann sich, wie alle anderen Rollen, also frei bewegen und klemmt die Ausgangswelle 14 nicht - erlaubt also deren Rotation.The 9 shows the reverse driving position in reverse gear. The operating cable 34 is pulled or otherwise operated. The actuator 20 the switching disc 18th is no longer exactly at the top but twisted a bit to the left. The cage 22 moves the locking elements in places with a larger gap. The locking elements 26 therefore do not clamp on the flange 24th and thus allow the output shaft to rotate freely 14 , which directs the engine torque to the rear axle differential. The feathers 30th are excited. In the detail picture of the 9 is below the left scroll 26 indicated by two dashes that the distance between output shaft 14 and flange 24th is larger than the diameter of the left roll 26 . Like all other rollers, it can move freely and clamps the output shaft 14 not - so allow their rotation.

Die 10 zeigt den normalen Betriebszustand der Freilaufstellung im Vorwärtsgang. Das Betätigungskabel 34 ist nicht gezogen oder anderweitig betätigt. Das Betätigungselement 20 der Schaltscheibe 18 steht hier exakt oben. Die Sperrelemente 26 klemmen jetzt wegen der anderen Drehrichtung, die der Pfeil auf der Ausgangswelle 14 anzeigt, am Flansch 24 und verhindern so eine freie Rotation der Ausgangswelle 14, die hier beim Berganfahren ja eine Drehbewegung in Gegenrichtung von den Hinterrädern über das Differential auf die Ausgangswelle einleitet. Da die starre Verbindung von Ausgangswelle 14 und Flansch 24 aber jede Rotation unterbindet, rollt das Fahrzeug wunschgemäß nicht zurück.The 10th shows the normal operating state of the freewheel position in forward gear. The operating cable 34 is not pulled or operated in any other way. The actuator 20 the switching disc 18th is exactly above here. The locking elements 26 jam now because of the other direction of rotation that the arrow on the output shaft 14 indicates on the flange 24th and thus prevent the output shaft from rotating freely 14 , which initiates a rotational movement in the opposite direction from the rear wheels via the differential to the output shaft when starting uphill. Because the rigid connection of the output shaft 14 and flange 24th but any rotation prevents the vehicle from rolling back as desired.

Die 11 zeigt eine Ausführung eines möglichen Betätigungsgriffes zum Betätigen einer erfindungsgemäßen Getriebeausgangsanordnung per Hand, bevorzugt an einer Lenkerstange eines motorbetriebenen Dreirads. Dazu ist an einem Drehgriff 36 für die Gangwahl ein die Kupplung betätigender Handhebel 38 befestigt, der in an sich bekannter Weise so an der Lenkerstange befestigt ist und derart mit dem Drehgriff 36 zusammenwirkt, dass der Drehgriff 36 nur dann in einen anderen Gang gedreht werden kann, wenn der Fahrer den Handhebel 38 gezogen hat und damit die Kupplung öffnet. Beim Einlegen des Rückwärtsganges am Drehgriff 36 wird über das Betätigungskabel 34 die erfindungsgemäße Getriebeausgangsanordnung 10 in den Schaltzustand gebracht, der die Rückfahrsperre aufhebt, wie zum Beispiel in 9 gezeigt.The 11 shows an embodiment of a possible actuating handle for actuating a transmission output arrangement according to the invention by hand, preferably on a handlebar of a motor-driven tricycle. For this is on a twist grip 36 a hand lever actuating the clutch for gear selection 38 attached, which is fastened in a manner known per se to the handlebar and with the twist grip 36 interacts that the twist grip 36 can only be shifted into another gear when the driver uses the hand lever 38 has pulled and thus opens the clutch. When engaging reverse gear on the twist grip 36 is via the operating cable 34 the transmission output arrangement according to the invention 10th brought into the switching state that releases the reversing lock, such as in 9 shown.

BezugszeichenlisteReference list

1010th: GetriebeausgangsanordnungTransmission output arrangement
1212th: Getriebetransmission
1414: AusgangswelleOutput shaft
1616: FreilaufFreewheel
1818th: SchaltscheibeSwitching disc
2020: BetätigungselementActuator
2222: KäfigCage
2424th: Flanschflange
2626: SperrelementLocking element
2828: Federfeather
3030th: SpiralfederCoil spring
3232: Motorengine
3434: BetätigungskabelControl cable
3636: DrehgriffTwist grip
3838: HandhebelHand lever

Claims

Transmission output arrangement for driving drive wheels of a motor vehicle, in particular threewheeler, with a fixed gear housing for covering a motor vehicle transmission (12), an output shaft (14) protruding from the transmission housing for discharging a drive torque from the motor vehicle transmission (12) and a switchable freewheel (16), which is connected to the output shaft (14) and to the transmission housing, for holding the output shaft (14) on the transmission housing in a blocking position when the output shaft (14) rotates in reverse; wherein the freewheel (16) has a switching disc (18), a cage (22) for receiving locking elements (26) and a flange (24) which are arranged coaxially to one another, the switching disc (18) using the cage (22) Holds springs (30) in a freewheeling position and the switching disc (18) can move the cage (22) against the pressure of the springs (30) to move backwards into a second position in which the locking elements (26) do not block.

Transmission output arrangement after Claim 1 , characterized in that the springs (30) are spiral springs.

Transmission output arrangement after Claim 1 or Claim 2 , characterized in that an actuating cable (34) for switching the freewheel (16) is connected to the switching disc (18) for clamping the locking elements (26).

Transmission output arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the freewheel (16) has spring-loaded rolling elements as blocking elements (26), the rolling elements being clampable in a tapered gap between the output shaft (14) and the flange (14) of the freewheel (16) is.

Transmission output arrangement after Claim 3 or Claim 3 in combination with Claim 4 , characterized in that the actuating cable (34) is attached to an actuating end with a manually operable shift lever (38) and / or twist grip (36) which can be attached to a handlebar of the motor vehicle.

Transmission output arrangement according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the switching disc (18) axially extending arms and has an inner ring which together support the cage (22) from the radially inside.

Transmission output arrangement according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the cage (22) has a plurality, preferably four, receiving elements for the springs (30) which bear in undercuts of the switching disc (18).

Transmission output arrangement according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that a roller freewheel is used as the flange (24).

Small three-wheeled motor vehicle with a motor vehicle engine and a motor vehicle transmission that can be coupled to the motor vehicle engine, the motor vehicle transmission having a transmission output arrangement (10) according to one of the Claims 1 to 8th having.

Three-wheeled small motor vehicle after Claim 9 , characterized in that the output shaft (14) is coupled via a differential gear to two drive wheels.