DE19918498A1

DE19918498A1 - Verfahren zum ratschenfreien Einlegen des Rückwärtsganges in einem Zahnräderwechselgetriebe

Info

Publication number: DE19918498A1
Application number: DE1999118498
Authority: DE
Inventors: Herbert Hoyer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 2000-10-26
Anticipated expiration: 2019-04-24
Also published as: DE19918498B4

Abstract

Das Verfahren zum ratschenfreien Einlegen des Rückwärtsganges in einem Zahnräderwechselgetriebe, bei dem die Vorwärtsgänge mit Hilfe von mit Synchronisiereinrichtungen versehenen Klauenkupplungen geschaltet werden, besteht darin, dass beim Einlegen des Rückwärtsganges zuerst der drehfest mit dem Kupplungskörper (3) verbundene Bremsring (5) über eine Rastierung (4) zusammen mit der Schiebemuffe (2) auf den Synchronkegel des Losrades (1) für den Rückwärtsgang gedrückt wird, sodass dieses mit der Welle (6) synchronisiert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum ratschenfreien Einlegen des Rückwärtsganges in einem Zahn räderwechselgetriebe, bei dem die Vorwärtsgänge mit Hilfe von mit Synchronisiereinrichtungen versehenen Klauenkupp lungen geschaltet werden, während eine Fahrkupplung die Zugkraft unterbricht.

Manuell schaltbare Zahnräderwechselgetriebe für Kraft fahrzeuge sind vielfältig bekannt. So beschreibt die DE-A-44 29 546 ein mehrgängiges Stufenwechselgetriebe mit einer Eingangswelle und einer in axialer Verlängerung der Eingangswelle angeordneten Hauptwelle, die die Ausgangswel le des Getriebes darstellt und mit einer parallel zur Ein gangswelle und zur Hauptwelle angeordneten Vorgelegewelle, wobei Eingangswelle, Hauptwelle und Vorgelegewelle Zahnrä der aufweisen, die miteinander in Eingriff stehen und da durch Übersetzungsstufen des Getriebes bilden.

Die DE-A-32 09 844 beschreibt eine Schaltkupplung für Zahnräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, wobei die in eine Schiebemuffe eingeleitete Handschaltkraft über eine definierte Kraftübertragungseinrichtung auf eine Reibein richtung übertragen wird, die infolge der Reibwirkung zu einer Drehzahlangleichung führt, wobei nach dem Erreichen der begrenzten Andrückkraft für die Reibeinrichtung die Schiebemuffe weiter verschoben werden kann und wobei die z. B. stirnseitig in radialer Richtung abgeschrägten und zusammenwirkenden Schaltzähne an der Schiebemuffe und des zu kuppelnden Zahnrades einer Welle oder einer gehäusefe sten Abstützung die noch verbliebene Drehzahldifferenz an gleichen und kurz vor dem Gleichlauf dieser Schaltzähne die formschlüssige Kupplung erfolgt. Als Reibeinrichtung sind Konus- oder auch Lamellenreibeinrichtungen vorgesehen, wo bei die Schaltkupplung für Gangschaltungen in einem Grund getriebe oder auch für Umschaltungen z. B. in einem nachge schalteten Gruppengetriebe geeignet ist und die Schaltbar keit eines Klauengetriebes verbessert ohne Überlastung der Sperrsynchronisier-Schaltkupplung.

Bei derartigen Zahnräderwechselgetrieben rotieren die Zahnräder und die Wellen, die mit dem Motor verbunden sind, wenn das Fahrzeug steht, der Motor läuft und sich das Zahn räderwechselgetriebe in Neutralstellung befindet. Dabei stehen die Zahnräder und Wellen auf der Abtriebsseite still; wird nun nach dem Auskuppeln der Rückwärtsgang ein gelegt, bevor die antriebsseitigen Zahnräder und Wellen zum Stillstand gekommen sind, so treten als unangenehm empfun dene Ratschgeräusche auf. Die Zeit bis zum Stillstand der rotierenden Massen kann bis zu 15 Sekunden betragen.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, wurde bereits in der EP-B-599 986 ein Verfahren zum Schalten eines Rückwärtsgan ges in einem Zahnräderwechselgetriebe vorgeschlagen, wobei mit Hilfe einer Steuereinrichtung die mit Synchronisierein richtungen versehenen Klauenkupplungen von Vorwärtsgänge geschaltet werden und wobei das Zahnräderwechselgetriebe mit einem die Drehzahl der Eingangswelle erfassenden Dreh zahlsensor und mit einer nicht synchronisierten Rückwärts gangstufe ausgestattet ist. Der Steuereinrichtung wird die gemessene Drehzahl der Eingangswelle ständig zugeführt, wobei zum Schalten der Rückwärtsgangstufe die Steuerein richtung die gemessene Eingangswellendrehzahl mit einer programmierbaren Höchstdrehzahl der Eingangswelle ver gleicht und zunächst eine Synchronisiereinrichtung einer der Vorwärtsgangstufen aktiviert, wenn diese Höchstdrehzahl unterhalb der gemessenen Eingangswellendrehzahl liegt, um so ein Abbremsen der Eingangswelle zu bewirken. Danach ver gleicht die Steuereinrichtung die gemessene Eingangswellen drehzahl mit einer von Null verschiedenen Restdrehzahl oder einer programmierbaren von Null verschiedenen Zieldrehzahl der Eingangswelle, bei deren Erreichen die aktivierte Syn chronisiereinrichtung gelöst und die Rückwärtsgangstufe geschaltet wird, noch bevor die Fahrzeugkupplung geschlos sen wird.

Die Rückwärtsgangstufe kann hierbei mittels einer Klauenkupplung eingelegt werden, deren Klauen rund, schräg oder spitz ausgebildet sein können. Die Aktivierung der Synchronisiereinrichtung wird um eine bestimmte Zeit ver längert, wenn die Drehzahl der Eingangswelle auf eine be stimmte Schwellendrehzahl abgefallen ist.

Bei diesem bekannten Verfahren ist das Zahnräderwech selgetriebe also mit einer Eingangswelle versehen, die über eine Fahrkupplung mit dem Antriebsmotor kuppelbar ist. Mit der Eingangswelle drehfest verbunden ist ein Eingangszahn rad, das mit einem drehfest auf einer Vorgelegewelle sit zenden Zahnrad kontinuierlich kämmt. Die Vorgelegewelle weist neben Zahnrädern für die Vorwärtsgangstufen ein Zahn rad auf, das über ein Zwischenrad mit einem Schiebe-Losrad kämmt und über den Kupplungskörper der Klauenkupplung eine Rückwärtsstufe antreibt. Die Doppelklauenkupplungen für die Losräder der Vorwärtsfahrstufen sind mit Synchronisierein richtungen versehen, während für die Rückwärtsgangstufe eine Synchronisiereinrichtung fehlt. Die Rückwärtsgangstufe wird jedoch dadurch synchronisiert, dass zunächst das Zahn räderwechselgetriebe in die Neutralstellung geschaltet wird, wobei ein Drehzahlsensor die Drehzahl der Eingangs welle erfaßt. Liegt diese unterhalb einer programmierbaren maximalen Einschaltdrehzahl, aber oberhalb der Synchron drehzahl, wird die Schaltung ausgelöst. Oberhalb der pro grammierbaren Drehzahl betätigt die Steuereinrichtung eine der Synchronisiereinrichtungen der Vorwärtsgangstufen so lange, bis die Drehzahl auf eine für die Schaltung in den Rückwärtsgang zulässige Drehzahl bzw. eine programmierbare Zieldrehzahl abgebaut ist. Daraufhin schaltet sie die be treffende Doppelklauenkupplung wieder in Richtung Neutral und danach unmittelbar das Schiebe-Losrad des Rückwärtsgan ges in Richtung auf den Kupplungskörper, der fest über eine Verzahnung mit der Hauptwelle verbunden ist.

Mit dem in dieser Veröffentlichung beschriebenen Ver fahren wird zwar ein ratschenfreies Schalten eines Rück wärtsganges in einem Zahnräderwechselgetriebe gewährlei stet, jedoch ist der Gesamtaufwand, mit dem die Synchroni sierung beim Einlegen des Rückwärtsganges erzielt wird, noch erheblich.

Eine weitere Lösung besteht darin, den Rückwärtsgang mit einer eigenen Sperrsynchronisierung zu versehen; diese Lösung ist aufgrund des erheblichen Herstellungsaufwandes teuer, wobei noch die Gefahr besteht, dass der Rückwärts gang bei einer noch relativ schnellen Vorwärtsgang einge legt werden kann. Dies erhöht die Unfallgefahr und kann außerdem zu einem Motorschaden führen.

Schließlich wurde noch versucht, durch kurzes Ansyn chronisieren eines anderen Gangrades beim Einlegen des Schalthebels in die Gasse des Rückwärtsganges das Losrad für den Rückwärtsgang zum Stillstand zu bringen. Dieser Lösung stehen aber in der Praxis die langen Toleranzketten und die schnelle Abnützung in der Synchronisierung entge gen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfah ren zum ratschenfreien Einlegen des Rückwärtsganges in ei nem Zahnräderwechselgetriebe zu schaffen, bei dem mit weni gen baulichen Mitteln alle oben genannte Nachteile besei tigt werden.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs näher ge nannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist im Unteranspruch beschrieben.

Die Erfindung sieht also vor, dass beim Einlegen des Rückwärtsganges in einem Zahnräderwechselgetriebe zuerst der drehfest mit dem Kupplungskörper verbundene Bremsring über eine Rastierung zusammen mit der Schiebemuffe auf den Synchronkegel des Losrades für den Rückwärtsgang gedrückt wird, sodass dieses mit der Welle synchronisiert wird; vor teilhaft ist es dabei, wenn als Rastierung eine in ihrer Stärke einstellbare Feder verwendet wird, um so die aufzu bringende Synchronarbeit einzustellen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei in der einzigen Figur eine teil weise aufgeschnittene Seitenansicht der wesentlichen für das Verständnis der Erfindung notwendigen Bauteile darge stellt ist.

Da manuell schaltbare Zahnräderwechselgetriebe dem Fachmann geläufig sind, beschränkt sich die Figur auf die wesentlichen Bauteile gemäß der Erfindung. So ist mit 1 das Losrad für den Rückwärtsgang bezeichnet, mit 2 die Schiebemuffe, mit 3 der Kupplungskörper, mit 4 die Ra stierung, mit 5 der Bremsring und mit 6 die Welle.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun dadurch durchgeführt, dass beim Einlegen des Rückwärtsganges zu erst der Bremsring 5, der drehfest mit dem Kupplungskör per 3 verbunden ist, über die Rastierung 4, zusammen mit der Schiebemuffe 2, auf den Synchronkegel des Losrades 1 für den Rückwärtsgang gedrückt wird und dadurch das Losrad des Rückwärtsganges mit der Welle 6 synchroni siert. Der Rückwärtsgang kann ohne Ratschen dadurch, dass die Schiebemuffe 2 mit dem Losrad 1 verbunden wird, ein gelegt werden.

Die Rastierung 4 ist vorteilhafterweise als Feder ausgebildet, deren Stärke einstellbar ist, sodass sich auch die mögliche Synchronarbeit einstellen läßt. Dadurch wird verhindert, dass der Rückwärtsgang bei zu schneller Vorwärtsfahrt eingelegt werden kann.

Bezugszeichen

1

Losrad

2

Schiebemuffe

3

Kupplungskörper

4

Rastierung

5

Bremsring

6

Welle

Claims

1. Verfahren zum ratschenfreien Einlegen des Rück wärtsganges in einem Zahnräderwechselgetriebe, bei dem die Vorwärtsgänge mit Hilfe von mit Synchronisiereinrichtungen versehenen Klauenkupplungen geschaltet werden, während eine Fahrkupplung die Zugkraft unterbricht, dadurch ge kennzeichnet, dass beim Einlegen des Rück wärtsganges, der drehfest mit dem Kupplungskörper (3) ver bundene Bremsring (5) über eine Rastierung (4) zusammen mit der Schiebemuffe (2) auf den Synchronkegel des Losrades (3) für den Rückwärtsgang gedrückt wird, sodass dieses mit der Welle (6) synchronisiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass als Rastierung eine in ihrer Stär ke einstellbare Feder (4) verwendet wird, um so die aufzu bringende Synchronarbeit einzustellen.