DE2351228A1

DE2351228A1 - Gangschalteinrichtung fuer zahnraeder- wechselgetriebe, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2351228A1
Application number: DE19732351228
Authority: DE
Inventors: Michael Von Mayenburg
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1973-10-12
Filing date: 1973-10-12
Publication date: 1975-04-17

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 9851A Stuttgart 12. Oktober 1973

Gangschalteinrichtung für Zahnräder-Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine Gangschalteinrichtung für Zahnräder-Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei jedes Zahnradpaar ein Pest- und ein Losrad aufweist und das Losrad durch ein- und ausrückbare Mittel mit seiner Welle kuppelbar ist, und wobei diese Kupplungsmittel durch radial bewegbare Organe in ihre Wirkstellung bewegbar sind, und wobei düe radiale Bewegung durch Längsverschiebung einer mit entsprechenden Konusflächen versehenen Schaltstange innerhalb der Welle erzeugt wird.

Bei Zahnräder-Wechselgetrieben, insbesondere bei Kraftfahrzeug-Zahnräder-Wechselgetrieben, ist fast immer eine Synchronisiervorrichtung erforderlich, um ein einwandfreies, geräuschloses Schalten zu ermöglichen. Derartige Synchronisiervorrichtungen sind meist relativ umständlich aufgebaut und sie bedi«|gen vor allem einen erheblichen axialen Platzbedarf. Aus diesem Grund sind bereits Gangschalteinrichtungen der obigen Art bekannt geworden, die gemeinhin als Ziehkeilgetriebe bezeichnet werden. Auch diese haben aber meist einen recht umständlichen Aufbau und sie sind auch nur selten in der Lage, alle Probleme der Synchronisierung zu beherrschen. Die meisten von ihnen (wie z. B. nach DAS 1 O37 278) arbeiten mit formschlüssigem Eingriff von radial verschiebbaren Eingriffskörpern, die unter Umständen auch als Kugeln ausgebildet sein können. Auch die Verwendung von Walzen für einen formschlüssigen Eingriff ist nach DAS 1 092 315 bereits bekannt geworden. Und schließlich ist es auch bekannt, die formschlüssig eingreifenden radial beweglichen Kugeln (siehe hierzu DBP 1 O58 852)

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nur zum Ankuppeln «in·· Ring·« zu verwenden, der dann seinerseits erst über Spreizkörper und entsprechende Ringsegmente kraftschlüssig das betreffende Zahnrad mitnimmt.

Alle diese bekannten Ziehkeilgetriebe haben den Nachteil eine· erheblich komplizierten Aufbau· mit aehr vielen Teilen. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden, d. h. also, es aoll der Aufbau eines aolchen Getriebes vereinfacht werden.

Diese Aufgabe wird bei den eingangs genannten Einrichtungen gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als Kupplungsmittel gleichmäßig über den Umfang verteilte Walzenpaare in entsprechenden Taschen des einen Teils angeordnet sind, die mit dem Zylinderumfang des anderen Teila zusammenwirken, und daß die Taachen für jedes Walzenpaar zwei spiegelbildlich zueinander ansteigende Auflaufflächen für die Walzen aufweisen, did daß die beiden Walzen jedes Paares durch ein dazwischen eingreifendes gegen Federwirkung radial bewegbare* Spreizglied entgegen Federwirkung in Umfangerichtung auseinander bewegbar sind. Die Erfindung hat also den allgemeinen Gedanken bub Inhalt, die Kupplungsmittel gewissermaßen freilaufartig zu gestalten, wobei die Freilaufrollen ständig federnd im Eingriff gehalten und durch ein Spreizorgan aus dieser Eingriffest ellung in die Ausrückstellung bewegt werden können.

Die nach der Erfindung ausgebildete Schalteinrichtung hat einen einfachen Aufbau. Bs werden dabei nur wenige bewegliche Teile verwendet und es wird auch kein komplizierter technischer Umweg über Fermschluß und Kraftschluß eingeschlagen.

Bei einer Aus-fihrungsfora nach der Erfindung wird die Anordnung so getroffen, daß in der Welle sternartig angeordnete Bohrungen zur Aufnahme von zapfenartigen Spreizgliedern vor-. gesehen sind und daß jede Bohrung außen in der Mitte einer Tasche mündet. Vorzugsweise wird diese Anordnung in ungerader Anzahl getroffen, sodaß sich keine rhythmischen Anregungen

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ergeben können. In diesen Fall bildet die zylindrische Boh» rung dee Zahnrades gewissermaßen den Außenring des "Freilaufe". Theoretiach könnte die Anordnung auch ungekehrt, d. h. also die Taschen alt den Walzenpaaren in der Nabe des Zahnrades angeordnet werden. Ein weiterer Vorschlag der Erfindung geht dahin, daß die Spreizzapfen an ihrem inneren finde abgerundet und an ihren äußeren Enden konusartig ausgebildet sind. Auf. diese Weise ergibt sich ein glatteres Auflaufen der Spreiz-■apfen auf die Konuakörper der Schaltetange und außerdem ein besseres Spreizen der Walzen.

Bei einer Ausführungsform nach der Erfindung sind an jedem Walzenpaar die Federn für die Walzen selbst und für den zugeordneten Spreizzapfen zu einer gemeinsamen Feder zusammengefaßt. Eine andere Möglichkeit liegt erfindungsgemäß darin, daß alle Federn an allen Walzenpaaren zu einer gemeinsamen Feder zusammengefaßt sind. Hierfür wird dann im einzelnen vorgesehlagen, daß auf mindestens einer Seite der Walzenpaare auf dem Wellenbund oder unmittelbar daneben eine Federscheibe aufgeschoben und gegen Drehung gesichert ist und daß aus dieser Federscheibe pro Walzenpaar drei Federzungen ausgeklinkt sind, deren mittlere radial federnd auf dem Spreizzapfen aufliegt, während die beiden äußeren in Umfangeriehtung aufeinander zu-federnd außen an beiden Walzen anliegen.

Erfindungsgemäß kann die Anordnung so getroffen werden, daß für die Taschen ein entsprechender Wellenbund vorgesehen und die Radlagerung neben diesem angeordnet ist. Sine andere Möglichkeit liegt darin, daß nur an den für die Taschen vorgesehenen Stellen Segmente eines Wellenbundeβ vergesehen und die Radlagerung zwischen diesen Segmenten angeordnet, ist. Diese Ausführung eignet sich insbesondere für schmale Räder.

Einzelheiten der Erfindung zeigt das Ausführungsbeispiel der Zeichnung, und zwar zeigt

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Pig. 1 «in Getriebe (auszugsweise) im Längaachnitt, Fig. 2 «inen Schnitt nach II-II in Figur 1 und

Fig. 3 «in· Einzelheit gemäß III in Figur 2 in vergrößerter Schnittdarstellung.

Nach den Figuren 1 und 2 ist im Getriebegehäuse 10 in an sich üblicher Art und Weise die lingangswelle 11 eines Kraftfahrzeug-Wechselgetriebes gelagert, die in ihrer topfförmigen Ausnehmung die Ausgangewelle 12 aufnimmt. Weiterhin befindet sich im Getriebegehäuse 10 eine Vorgelegewelle 13« Auf diesen Wellen befinden sich miteinander kämmende Zahnradpaare l4, 151 l6 und 17 in an eich bekannter Anordnung, wobei die Losräder dieser Zahnradpaare entweder auf der Abtriebe- oder der Vorgelegewelle angeordnet sind. An das Getriebegehäuse 10 schließt sich links die Kupplungsglocke mit der Hauptkupplung und rechts der hintere Deckel mit dem Rückwärtsgang und dem Schaltmechanismus an. Diese Teile sind nicht mehr dargestellt, da sich hierauf die Erfindung nicht bezieht. In der Abtriebswelle 12 und der Vorgelegewelle 13 iet je eine längsverschiebbare Schaltstange l8 und 19 vorgesehen, die beide in*der bei Ziehkeilgetrieben üblichen Art und Weise mit Konuskörpern 20 versehen sind.

Das Ankuppeln der jeweiligen Losräder an die betreffende Welle, z. B. des Losrades 21 des Zahnradpaares 15 für den ersten Gang erfolgt durch Kupplungseittel, die nachfolgend beschrieben werden. In der Abtriebswelle 12 sind gemäß Fig. sternartige Bohrungen 22 vorgesehen, in denen Spreizzapfen 23 angeordnet sind. Diese ruhen mit ihren inneren abgerundeten Enden auf der Sehaltetange 18 und sie können durch die Konuskörper 2O derselben nach außen bewegt werden. Jede Bohrung 22 mündet außen in einer Tasche 2k der Welle 12, die an dieser Stelle einen Bund 25 aufweist. In dieser Tasche 2k ist ein Walzenpaar 26 derart angeordnet, dafi der Spreizzapfen 23 zwischen die Waisen eingreifen kann. Die Taschen 2k haben Auflaufflächen 27, die spiegelbildlich aneinander angeordnet sind und aufeinander zu ansteigen. In den äußeren Bereichen

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28 aind di· Taschen so tief, daß dia Walzen 26 keinen Kontakt mit dem zylindrischen Innenumfang 29 des Zahnrades 21 haben. Wenn hingegen die Walzen 26 auf die Auflaufflächen 27 auflaufen* ergibt sieh eine Klemmwirkung und das Zahnrad 21 ist damit fest an die Abtriebswelle 12 angekuppelt. Dies wird dann verhindert, wenn der Spreizzapfen 23 sich nach außen bewegt und mit seiner Konusspitze 30 die beiden Walzen 26 auseinanderspreizt.

Die beiden Walzen 26 werden durch Federn in ihrer Sperrstellung, d. h. also in ihrer Stellung auf den Auflaufflächen gehalten. Ferner wird auch der Spreizzapfen 23 durch Federkraft in seiner inneren Lage gehalten, was umso wichtiger ist, als er sonst durch die Fliehkraft sich nach außen selbsttätig bewegen würde. Zu diesem Zweck ist eine Ringfederscheibe 31 seitlich auf den Wellenbund 25 aufgeschoben. Sie kann auch unmittelbar neben dem Wellenbund angeordnet sein. Aus dieser Federseheibe 31 sind für jedes Walzenpaar 26 drei Federzungen ausgeklinkt. Die mittlere Federzunge 32 liegt federnd von oben auf der Spitze des Spreizzapfens 23 auf und drückt diesen nach innen. Die beiden äußeren Federzungen 33 umfassen die beiden Walzen von außen und drücken sie beide nach innen aufeinander zu, d. h. also auf die Auflaufflächen 27·

Die Wirkungsweise a*r Gangschalteinrichtung ergibt sich an sich bereits aus den Zeichnungen. In der normalen unbetätigten Stellung (siehe hierzu Figur 3 und die Stellung am Rad 21 in Figur l) werden die Spreizzapfen 23 in ihrer inneren Stellung durch Federkraft gehalten. Die Walzenpaare sind also im Eingriff und das betreffende Rad - hier also das Rad 21 - ist also an seine Welle angekuppelt. Wird nun die Schaltetange l8 durch den nicht mehr dargestellten Schaltmechanismus nach rechts bewegt, so drückt der Konuskörper 20 alle Spreizzapfen 23 nach außen. Sie dringen dabei mit ihren konischen Endstücken 30 zwischen die Walzen 26 ein und spreizen diese auseinander. Dadurch gelangen diese in den tieferen Teil 28 der Taschen 24,

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aodaß di· Klemmwirkung aufgehoben wird. Oi* Kupplung ist damit ausgerückt.

Nach de« selben Prinzip wie es vorstehend beschrieben wurde« sind natürlich auch die anderen Losräder der anderen Zahnradpaare an die betreffende Welle, z. B. bei den Zahnradpaaren l6 und 17 an die Vorgelegewelle 13 ankuppelbar. Interessant dürfte noch die Lagerung der ZahnrädeV sein. Man kann hierxu entsprechend der Darstellung an Zahnrad 21 in Figur 1 die Lagerung neben dem betreffenden Wellenbund 25 anordnen. Man kann aber auch, wie es z. B. beim Zahnrad $k des Zahnradpaares 16 dargestellt wurde, die Lagerung außerdem in diesen Wellenbund integrieren, d. h. es sind für die Kupplungsmittel nur bestimmte Segmente des Wellenbundes vorhanden und dazwischen sind dann Lagerrollen angeordnet. Und schließlich kann man beide Arten zusammen anwenden, wie es z. B. bei der Eingangewelle 11 und beim Zahnrad 35 des Zahnradpaares 17 der Fall ist.

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Aneprüch·

1.)Gangschalteinrichtung für Zahnräder-Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei jedes Zahnradpaar •in Fest- und ein Losrad aufweist und das Losrad durch ein- und ausrückbare Mittel mit seiner Welle kuppelbar ist, und wobei diese Kupplungsmittel durch radial bewegbare Organe in ihre Wirkstellung bewegbar sind, und wobei die radiale Bewegung durch Längsverschiebung einer mit entsprechenden Konusflächen versehenen Sohaltstange innerhalb der Welle erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Kupplungsmittel gleichmäßig über den Umfang verteilte Waisenpaar· in entsprechenden Taschen des einen Teils angeordnet sind, die mit dem Zylinderumfang des anderen Teils zusammenwirken, und daß die Taschen für jedes Walzenpaar zwei spiegelbildlich zueinander ansteigende Auflaufflächen für die Walzen aufweisen, und daß die beiden Waisen jedes Paares durch ein dazwischen eingreifendes, gegen Federwirkung radial bewegbares Spreizglied entgegen Federwirkung in Umfanmrichtung auseinander bewegbar sind.

2. Qangsenalteinrichtung nach Anspruch l, dadurch g«k•nnozeichnet, daß in der Well· (12) aternartig angeordnete Bohrungen (22) zur Aufnahm· von zapfenartigen Spreizgliedern

* (23) angeordnet sind und jede Bohrung außen in der Mitte einer Tasche (24) mündet.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennseichnet, daß di· Spreizsapfen (23) an ihrem inneren inde abgerundet und an ihren äußeren Bnd«n (30) konusartig ausgebildet sind.

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Schalteinrichtung iiaefe eissesa oder mehreren, der Ansprüche 1 - 3 9 dadurch gekensiseiehE&et, daß am jedesii Waisesipaar die Federn für die Halsen selbst trad für ύοη sogs-

Sprsiazapfesa su ©ixiar g©iaoisisasa@B Feder gefaßt

Sehalteinrichtung siaeSi ©Ιώθει oder Mehreren der Ansprüche i - 3» d&anrch. g©k©Hfis@ieSiiiQt_s daß alle Federn asi allen

(26) au ©in©r gsBseiBsasaen F©dsr (31) zusammenο Sehalteinsrichttang mach An.sp2*u"ch 5 5 dadurch gQlcennseichnet, daß auf nsindestens ©xaier Seite der Walzenpaars (26) auf d©m Wellenbund {25) oder unmittelbar danebsn ©ine Federscheibe (3i) aufgeaefeoboji tmd gegen Drehung gesichert ist und daß aus dieser Federseheibe (3i) p£*Q Walsenpaasr (26) drei Federzuingen (JZ^ 33) ausgeklinkt sind, deren mittlere (32) radial federnd auf deai Spreiasapfen (23) aufliegt, t^ähsrend die beiden äußeren (33) in Usafangsrichtung aufeinander äsufedemti außen asu beiden Walzen (26) anliegen.

7. Schalteinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet,' daß für die Taschen (24) ein entsprechender Vollenbund (25) vorgesehen und die Rad-

•'"I lagerung neben diesem angeordnet ißt.

8. Schalteinrichtung nach einens oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß nur an den für die Taschen (2k) vorgesehenen Stellen Segmente eines Wellenbundes vorgesehen und die Radlagerung zwischen diesen Segmenten angeordnet ist.

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