DE1805031A1

DE1805031A1 - Zahnraederwechselgetriebe fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1805031A1
Application number: DE19681805031
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. P Antrag
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Renault SAS
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Renault SAS
Priority date: 1967-11-14
Filing date: 1968-10-25
Publication date: 1969-06-26
Also published as: FR1562829A; US3545295A; GB1179838A

Description

Zahnräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft ein Zahnräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, bei dem eine der Gangstufen - im allgemeinen der Rückwärtsgang - nicht synchronisiert ist und zur Betätigung der Synchronisierkupplungen sowie des beweglichen Organes für die Einschaltung der nicht synchronisierten Gangstaufe parallel verlaufende und in Richtung ihrer Längsachse bewegbare Stangen vorgesehen sind.

Es ist bekannt, daß bei Zahnräderwechselgetrieben der vorgenannten Bauart beim Stillstand des Fahrzeuges ein starkes knackendes Geräusch auftritt, wenn die Zahnräder der nicht synchronisierten Gangstufe in Eingriff gebracht werden. Dies hängt damit zusammen, daß der bewegliche Eingangsteil des Getriebes unter der Einwirkung der Trägheit oder infolge eines streuenden Antriebsmomentes noch rotiert, während die Ausgangswelle feststeht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Zahnräderwechselgetriebe der erwähnten Bauart hinsichtlich der Beseitigung der geschilderten Nachteile zu verbessern.

Die Aufgabe wird nach einem Hauptkennzeichen der Erfindung dadurch gelöst, daß die Stange für die Einschaltung der nicht synchronisierten Qangstufe mit der Stange einer der Synchronisierkupplungen über seitliche Verbindungsmittel verbunden ist, die selbsttätig ausschaltbar sind und zu Beginn einer Bewegung der Stange für die Einschaltung der

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nicht synchronisierten Gangstufe aus der Ruhestellung heraus eine Verschiebung der mit der Synchronisierkupplung verbundenen Stange hervorgerufen, die der Einschaltung der nicht synchronisierten Gangstufe vorausgeht und eine sdche Amplitude hat, daß nur die Synchronisierkupplung ohne Einschaltung des Zahnrades für die entsprechende Gangstufe wirksam wird.

In weiterer Ausbildung der Erfindung bestehen die Verbindungs mittel aus einer Kugel, die in einer Ausnehmung in der Stange für die nicht synchronisierte Gangstufe quer zur Längsachse beweglich gelagert ist und gegenüber dieser Stange für das Eingreifen in eine Vertiefung der benachbarten Stange übersteht.

Nach der Erfindung ist ferner ein Verriegelungselement vorgesehen, das bei einer Betätigung einer der beiden benachbarten Stangen eine Verriegelung der anderen Stange bewirkt, wobei die Vertiefung für die Aufnahme eines Teiles des Verriegelungselementes in der Stange zur Betätigung der Synchronisierkupplung in der Längsrichtung eine wirksame Länge d hat, die größer ist als der Weg a für die Einschaltung der Synchronisierkupplung.

Bei einem Zahnräderwechselgetriebe, bei dem die nicht synchronisierte Gangstufe der Rückwärtsgang ist, enthält die Stange für die Einschaltung des Rückwärtsganges gemäß der weiteren Erfindung eine elastische Rastvorrichtung für die Totpunkt- und die Einschaltstellung, die mit größerer Kraft auf die Stange einwirkt als die seitlichen Verbindungsmittel der beiden benachbarten Stangen.

Nach der Erfindung ist außerdem vorgesehen, daß die seitlichen Verbindungsmittel nach dem Einschalten der Synchronisier kupplung während der Fortsetzung der Verschiebung der Stange für die nicht synchronisierte Gangstufe in die Einschaltete1-

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lung selbsttätig die Rückführung der Stange für die Betätigung der Synchronisierkupplung in die Totpunktstellung bewirken .

Bei Verwendung von Verbindungsmitteln in Form einer Kugel ^!j kann die Stange für die Einschaltung der Synchronisierkupplung erfindungsgemäß hinter der Vertiefung für die Kugel mit einer Schrägfläche für die Zurückbewegung der Stange für die Einschaltung der Synchrcnisierkupplung unter der Einwirkung der Kugel ausgestattet sein. Für das Abbremsen der beweglichen 'Teile des Getriebes wird vorzugsweise die Synchronisierkupplung für das Schiebezahnrad der größten Gangstufe benutzt.

Die Synchronisierkupplungen verbinden während der normalen Arbeitsweise des Getriebes den antreibenden Teil mit dem an-

^y zutreibenden Teil des Getriebes. Wenn aber der anzutreibende Teil beim Stillstand des Fahrzeuges feststeht, bewirkt die nach der Erfindung vorgesehene Einschaltung der Synchronisierkupplung, daß der bewegliche Teil des Getriebes abgebremst wird. Die Einschaltung der nicht synchronisierten Gangstufe kann dadurch reibungslos und somit geräuschfrei erfolgen.

Mit Rücksicht auf die unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten der beweglichen Teile der Synchronisierkupplungen als Folge der jeweiligen Untersetzungen und der verschiedenen Abmessungen dieser Teile hat die Synchronisierkupplung der größten Kombination (vierte Gangstufe bei einem Vierganggetriebe) im allgemeinen die größte Wirksamkeit. Es können für die Verwirklichung der Erfindung aber auch andere Synchronisierkupplungen benutzt werden.

'60 Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auf der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 eine schematische Darstellung der im Zusammenhang mit der Erfindung interessierenden Teile eines Getriebes in einem Längsschnitt,

Fig. 2 ebenfalls in einer schematischen Darstellung drei Stangen für die Betätigung der Schaltklauen mit den Vorrichtungen zur Verriegelung und zur Hastung, wobei die seitlichen Verbindungsmittel während der Totpunkt stellung dargestellt sind,

Fig. 3 die gleichen Stangen wie in Fig. 2, jedoch zu Beginn d©r Einschaltung des Rückwärtsganges,

Fig. 4- ebenfalls die gleichen Slangen wie in Fig. 2 nach Beendigung der Einschaltbewegung für den Rückwärtsgang und

Fig. 5 eine graphische Darstellung der verschiedenen Wege der Stangen für die vierte Gangstufe und für den Rückwärtsgang.

Für das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel wurde ein Zahnräderwechselgetriebe mit vier Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang zugrundegelegt. Von dem Zahnräderwechselgetriebe ist nur ein Teil des Gehäuses 1, in dem die Eingangswelle 2, die Ausgangswelle 3, welche beim Stillstand des Fahrzeuges unbeweglich ist, und eine Zwischenwelle 4 für den Rückwärtsgang gelagert sind, schematisch dargestellt. Von den auf der Eingangswelle 3 befindlichen Zahnrädern sind nur das Zahnrad 5 für die vierte Gangstufe und das Zahnrad 6 für den Rückwärtsgang wiedergegeben, die beide mit der Eingangswelle 2 drehfest verbunden sind.

Das Zahnrad 5 kann über ein frei drehbar auf der Welle 3 gelagertes Zahnrad 7 mit einer Synchronisierkupplung 8 und über diese mit einem Schieberad 9 für die vierte und dritte

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Gangstufe verbunden werden. Das Schieberad 9 ist auf einer Muffe 9a mit einem Keilwellenprofil axial verschiebbar gelagert, während die Muffe 9a ihrerseits auf der Welle 3 ebenfalls mit Hilfe einer Keilwellenverbindung gelagert ist. Das Schieberad 9 steht über eine Stange 10 mit der Synchronisierkupplung 8 in Verbindung! eine Kupplung des Schieberades 9 mit dem Zahnrad 7 ist erst dann möglich, wenn das Schieberad 9 durch die Einwirkung der Synchronisierkupplung 8 die gleiche Drehzahl wie das antreibende Zahnrad 7 erreicht hat.

Das Zahnrad 6 für den Rückwärtsgang kann mit Hilfe eines SchiebeZahnrades 12 auf der Zwischenwelle 4- mit dem auf der Ausgangswelle 3 befestigten Zahnrad 11 getrieblich verbunden werden.

In Fig. 1 sind dargestellt:
a der Schaltweg für die Betätigung der Synchronisierkupplung

b der Weg bis zum Eingreifen des Schieberades 9, c der Weg bis zum Eingreifen des Zahnrades 12.

Daraus ergibt sich, daß b > a und c > a ist und daß auch b> c> a ist.

Die nicht dargestellten Schiebeeekaräder für die zweite und die erste Gangstufe, das Schieberad 9 für die vierte und die dritte Gangstufe und das Schiebezahnrad 12 für den Rückwärtsgang, werden in an sich bekannterWeise durch Schaltklauen 13, 14- und 15 betätigt, die im Sinne eim? längsverschiebung mit drei parallelen Stangen 16, 17 und 18 verbunden sind. Die Richtungen, in denen die drei Stangen verschiebbar sind, sind durch Pfeile f¹, f², f³, f⁴ und f⁵ in Fig. 1 angegeben und entsprechen den Verschiebebewegungen der ersten, zweiten, dritten und vierten Gangstufe sowie des Rückwärtsganges. Die drei Stangen sind in geeigneten Führungen in einem Teil 20 des Gehäuses des Getriebes längsverschiebbar gelagert. In

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dem Teil 20 befinden sich Vorrichtungen zur Verriegelung und zur Sicherstellung der jeweiligen Einstellung (Bastvorrichtung) der Stangen.

Die Vorrichtung zur Verriegelung verhindert die Betätigung von zwei der drei Stangen, wenn die dritte Stange verschoben worden ist, d.h. eine Schaltstellung für eine bestimmte Gangstufe einnimmt. Diese Vorrichtung besteht in an sich bekannter Weise aus Sperrelementen 21 und 22 (Fig. 2), die in dem Teil 20 des Gehäuses l/weicher Reibung gelagert sind, und einer Nadel 23, die als Zwischenglied zwischen den beiden Sperrelementen 21 und 22 wirkt und in einer quer verlaufenden Bohrung in der Stange 17 frei beweglich gelagert ist. Die Sperrelemente 21, 22 können in Vertiefungen 24, 25, 26 und 27, die in den Stangen 16, 17 und 18 enthalten sind, eingreifen.

Die Sperrelemente 21, 22 und die Nadel 23 sind in bezug auf die Abmessungen der Stangen 16 bis 18 derart ausgebildet, daß nur eine einzige Stange von den drei Stangen 16 bis 18 jeweils verschiebbar ist.

Die Vorrichtung zur Bastung der Stange 16 für die erste und zweite Gangstufe enthält in an sich bekannter Weise eine Kugel 28, die in einer Bohrung 29 des Gehäuses 1 gelagert ist und unter der Einwirkung der Kraft einer Feder 30 steht. Die Kugel 28 legt sich bei den verschiedenen Stellungen der Stange 16 in eine von drei Vertiefungen 31, 32 oder 33. Die Vertiefung 31 entspricht der Totpunktstellung, während die Vertiefung7^2 und 33 den Stellungen der ersten und zweiten Gangstufe entsprechen.

Für die beiden anderai Stangen 17 und 18 ist die Eastvorrichtung in der gleichen Weise mit Hilfe von Kugeln 34 und 35 ausgebildet. Zur Vereinfachung der zeichnerischen Darstellung sind die Lagerungen für die Kugeln 34 und 35 nicht

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wiedergegeben. Die Kugel 3^ dringt bei Einstellung der dritten Gangstufe in eine Vertiefung 36 und bei Einstellung der zweiten Gangstufe im eine Vertiefung 37 ein. An der Stange 17 ist keine Vertiefung für eine Totpunktstellung vorhanden. Die Kugel 35 dringt bei der Totpunktstellung der Stange 18 in eine Vertiefung 38 und bei der Einschaltstellung für den Rückwärtsgang in eine Vertiefung 39 ein.

Die bisher beschriebene Ausbildung des Zahnräderwechselgetriebes entspricht den an sich bekannten Bauarten. Die nach der Erfindung vorgesehene weitere Ausgestaltung wird anschließend beschrieben.

Die Vertiefung 26 in der Stange I7 zur Einstellung der dritten und der vierten Gangstufe ist in bezug auf die Darstellung in der Zeichnung nach rechts um ein Stück 40 derart verlängert, daß es möglich ist, die Stange I7 um eine Länge d nach links zu verschieben, wenn der Rückwärtsgang eingestellt ist (Fig. 3).

Die Länge d ist kleiner als die Wege b und c der Schieberäder 9 und 12 für die vierte Gangstufe und den Rückwärtsgang, aber größer als der Weg a der Synchronisierkupplung für die vierte Gangstufe. Es ergibt sich somit:

^ >■ c ""> d -^ a, wenn gemäß dem angenommenen Beispiel b">c ist (Fig. 5).

In einem Ansatz 41 an der Stange 18 ist in einer Bohrung 42 eine Kugel 43 gelagert, die durch die Kraft einer Feder 44 gegen die Stange I7 gedrückt wird. Wenn die beiden Stangen 17 und 18 in der Totpunktstellung stehen, greift die Kugel 4; in eine Vertiefung 45 der Stange 17 ein. Die Tiefe e dieser Vertiefung 45 ist kleiner als die Tiefe f-der Vertiefung 38, und die Vertiefungen sind derart geformt, daß die Rastung durch die Kugel 35 stärker ist als die Rastung durch die

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Kugel 43. ■"

Die Stange I7 enthält weiterhin eine asymmetrische Vertiefung 46 mit einer Schrägfläche 47, deren Bedeutung nachfolgend nocl· erläutert wird. In diese asymmetrische Vertiefung 46 greift die Kugel 43 während der Einstellung des Rückwärtsganges ein

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende:

Es wird angenommen, daß das Fahrzeug, in dem sich das Zahn-. räderwechselgetriebe befindet, steht, so daß die Ausgangswell« 3 feststeht. Für die Einschaltung des Rückwärtsganges ist die Stange 18 nach links zu verschieben, wodurch die Kugel 35 aus der Vertiefung 38 herausgedrückt wird und das Sperrelement 22 die Nadel 23 und das Sperrelement 21 nach oben gedrückt werden, was eine Verriegelung der Stange 16 zur Folge hat, während die Stange I7 infolge der Verlängerung 40 der Vertiefung 26 noch nicht verriegelt ist»

Die Stange I7 wird vielmehr unter diesen Bedingungen durch die Kugel 43 ebenfalls nach links bewegt bis das Sperrelement am Ende der Verlängerung 40 der Vertiefung 26 anliegt (Fig.3)

Die gleichzeitige Verschiebung der Stangen 18 und 17 um den Betrag d ist so gewählt, daß sie großer ist als die Bewegung a, die notwendig ist, um die Synchronisierkupplung 8 der vierten Gangstufe einzuschalten, aber kleiner ist als die Wege b und c für das Eingreifen des Schieberades 9 der vierten Gangstufe und des SchiebeZahnrades 12 des Rückwärtsganges Die Einschaltung der Synchronisierkupplung 8 an der Stelle A gemäß Fig. 5, in der die Linie IM den Totpunkt und die Linien mn sowie pq Linien der Verschiebung der Stangen 17 darstellen, bewirkt infolge der Verbindung der Synchronieierkupplung mit der stehenden Welle 3 ein Festsetzen der beweglichen Teile 2, 5, 6. In diesem Zustand kann also der Rückwärtsgang an der Stelle C geräuschlos eingeschaltet werden.

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. Nach Abschluß der Bewegung d der Stange 17 bildet das Sperrelement 22 einen festen Anschlag, so daß bei der weiteren Bewegung der Stange 18 Oi-* Kugel 43 aus der Vertieftmg 45 herausgedrückt und auf die Schrägfläche 47 der Vertiefung 46 gelangt, wodurch die Rückbewegung der Stange 17 in die Totpunktstellung verursacht wird.

Wenn der Rückwärtsgang eingestellt ist, wird die Rastung der Stange 18 durch die Kugel 35 in Verbindung mit der Vertiefung 39 bewirkt (Fig. 4).

Es ist zu bemerken, daß die Schrägfläche 7 für eine gute Funktionsweise der Einrichtung nicht unbedingt notwendig ist. Während der Einstellung des Rückwärtsganges, der im allgemeinen nur eine begrenzte Zeit benutzt wird, kann die Synchronisierkupplung 8 der vierten Gangstufe nicht benutzt werden, so daß die Zurückführung in die Totpunktstellung nich erforderlich ist,

Für die Einstellung der dritten oder der vierten Gangstufe wird die Stange 17 nach rechts oder nach links verschoben, aber da die Rastung durch die Kugel 35 stärker ist als durch die Kugel 43 besteht nicht die Gefahr, daß die Stange 18 mitbewegt wird. Bei der Einstellung der diLtten Gangstufe wird zwangsläufig eine Bewegung der beiden anderen Stangen 16 und 17 durch die Sperrelemente 21, 22 verhindert.

Wenn man dagegen die vierte Gangstufe einstellt, wird die Sperrung der Stange 16 sofort durch das Sperrelement 21 bewirkt, während die Sperrung der Stange 18 erst wirksam wird, wenn die Stange 17 nach Beendigung der Bewegung d das Sperrelement 22 in die Vertiefung 27 drückt; der Beginn der Kupplung des Schieberades 9 mit dem Zahnrad 7 tritt aber erst bei B ein^Fig.· 5)· Mit anderen Worten, die Verriegelung der Stange 18 wird erst nach der Einschaltung der Synchronisierkupplung der vierten Gangstufe wirksam.

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Die Sicherheit ist aber gewährleistet, weil, wenn die Schalt-: klaue 15 z.B. infolge des Nachgebens des Druckes der Kugel 35 angetrieben werden sollte, die vierte Gangstaufe nicht mehr eingeschaltet werden kann, da das Sperrelement 22 wirksam geworden ist.

Für die Einstellung der ersten oder der zweiten Gangstufe ergibt sich keine Änderung gegenüber ihrer normalen Funktion; in diesem Falle wird die Verriegelung der Stangen 17 und durch die Sperrelemente 21 und 22 sofort wirksam.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann auch in anderer Weise angewendet werden.

Paten taasprüche

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Claims

- 11 Patentansprüche

1. Zahnräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, bei dem eine der Gangstufen nicht synchronisiert ist und zur- Bäätigung der Synchronisierkupplungen sowie des beweglichen Organs für die Einschaltung der nicht synchronisierten Gangstufe paralle verlaufende und in Richtung ihrer Längsachse bewegbare Stangen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (18) für die Einschaltung der nicht synchronisierten Gangstufe mit der Stange (17) einer der Synchronisierkupplungen über seitliche Verbindungsmittel (43, 4S) verbunden ist, die selbsttätig ausschaltbar sind und zu Beginn einer Bewegung der Stange (18) für die Einschaltung der nicht synchronisierten Gangstufe aus der Ruhestellung heraus eine Verschiebung der mit der Synchronisierkupplung (8) verbundenen Stange (17) hervorrufen, die der Einschaltung der nicht synchronisierten Gangstufe vorausgeht und eine solche Amplitude hat, daß nur die Synchronisierkupplung (8) ohne Einschaltung des Zahnrades für die entsprechende Gangstufe wirksam wird«

2. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel aus einer Kugel (4-3) bestehen, die in einer Ausnehmung (42) in der Stange (18) für die nicht synchronisierte Gangstufe quer zur Längsachse beweglich gelagert ist und gegenüber dieser Stange (18) für das Eingreifen in eine Vertiefung (4-5) der benachbarten Stange (17) übersteht.

3. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verriegelungselement (22) vorgesehen ist, das bei einer Betätigung einer der beiden benachbarten Stangen (17» 18) eine Verriegelung der anderen Stange bewirkt und daß die Vertiefung (26, 40) für die Aufnahme eines Teiles des Verriegelungselementes (22) in der Stange (18) zur Betätigung der Synchronisierkupplung (8) in der Längs-

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richtung eine wirksame Länge d hat, die größer ist als der Weg a für die Einschaltung der Synchronisierkupplung (8)»

4. Zahnräderwechselgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die nicht synchronisierte Gangstufe der Rückwärtsgang ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (18) für die Einschaltung des Rückwärtsganges eine elastische Rastvorrichtung (35) für die Totpunkt- und die Einschaltstellung enthält und daß die seitlichen Verbindungsmittel (43, 45) der Stangen (17, 18) mit geringerer Kraft einwirken als die Rastvorrichtung (35).

5· Zahnräderwechselgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Verbindungsmittel nach dem Einschalten der Synchronisierkupplung (8) während der Fortsetzung der Verschiebung der Stange (18) für die nicht synchronisierte Gangstufe in die Einschaltstellung selbsttätig die Rückführung der Stange (17) für die Betätigung der Synchronisierkupplung (8) in die Totpunktstellung bewirken.

6. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 2 mit Verbindungsmitteln in Form einer Kugel, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stange (17) für die Einschaltung der Synchronisierkupplung (8) hinter der Vertiefung (45) für die Kugel (43) eine Schrägfläche (47) für die Zurückbewegung der Stange (17) unter der Einwirkung der Kugel (43) enthalten ist.

7· Zahnräderwechselgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für das Festsetzen der beweglichen Teile des Getriebes 4ie Synchronisierkupplung (8) für das Schiebezahnrad der größten Gangstufe benutzt wird.

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