DE2506570C3 - Schaltvorrichtung für ein synchronisiertes Zahnräderwechselgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung für ein synchronisiertes Zahnräderwechselgetriebe mit mindestens einem unsynchronisierten Gang der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung.

Bei synchronisierten Schaltgetrieben für beispielsweise Kraftfahrzeuge mit einer unsynchronisierten Schaltstufe, 7.. B. dem Rückwärtsgang, lassen sich häufig harte Schaltgcräusche beim Einlegen des Rückwärtsganges nicht vermeiden. Diese mit mehr oder weniger lautem Geräusch verbundenen Schaltstöße sind auf Streumomente und eine gewisse Trägheit der beweglichen Eingangsteile des Getriebes zurückzuführen, dessen Ausgangswelle durch die stillstehenden Fahrzeugräder festgehalten wird.

Zur Vermeidung dieser Schaltstöße beim Einlegen eines unsynchronisierten Ganges ist eine Schaltvorrichlung der eingangs genannten Art bekannt (DT-AS 05 031), bei der durch die Schaltbewegung zum Einlegen des Rückwärtsganges neben der diesem Rückwärtsgang zugeordneten Schaltstange gleichzeitig eine weitere Schaltstange für einen der Vorwärtsgänge verschoben und dadurch der Getriebeeingangsteil über eine Kupplung mit dem feststehenden Getriebeausgangsteil kraftschlüssig verbunden wird, bevor das Schaltrad des Rückwärtsgangs einrückt. Durch dieses kurzzeitige Einrücken der Synchronisierkupplung für pinen Vorwärlsgang werden die Getriebeeingangsteile vor dem Einrücken des Schaltrades für den Rückwärtsgang abgebremst und gegen Verdrehungen gesichert, wodurch die oben genannten .Schaltstöße vermieden werden sollen. Bei dieser Schaltvorrichtung wird die Andruckkraft der Synchronisierkupplung durch den Widerstand einer Rastvorrichtung zwischen den beiden Schaltstangen bestimmt. Dieser Widerstand der Rastverbindung und damit die Andruckkraft der Kupplung muß wesentlich kleiner sein als die zum Andrücken der Rastglieder zwischen der Schaltstange für den Rückwärtsgang und dem Gehäuse erforderliche Kraft. Die Andruckkraft dieser Synchronisierkiipplung ist somit begrenzt, was zu einem ungenügenden Abbremsen und Stillsetzen der Eingangsteile des Getriebes führen kann, so daß die geräuschvollen Schaltstöße insbesondere bei schnellem Einlegen des Rückwärtsganges häufig nicht vermieden werden können. Eine Vergrößerung des Widerstandes der Rastvorrichtung zwischen den beiden Schaltstangen hätte zur Folge, daß die Vorwärtsgange durch die mit der Synchronisierkupplung verbundene Schaltstange nicht eingelegt werden könnten, weil dann gleichzeitig auch die Schallstange für i\cn unsynchronisierten Rückwärtsgang mitgenommen würde. Aufgabe der Erfindung ist es, in jedem Fall ein synchronisiertes Einrücken zu erreichen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Haupianspriichs gelöst, wobei durch Erhöhung der Andruckkraft der Synchronisierkupplung das Stillsetzen der Getriebeeingangsteile vor Einlegen des Rückwärtsganges zuverlässig sichergestellt ist und geräuschvolle Schaltstöße vermieden werden, ohne daß die Wirkungsweise der synchronisierten Schaltstufen beeinflußt wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Unteransprueh unter Schutz gestellt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. I einen Vertikalschnitt durch einen Teil des Schaltgetriebes mit der Schaltvorrichtung,

F i g. 2 die Schaltvorrichtung im Querschnitt lungs der Schnittlinie 11-11 in Fig. 1.

Die dargestellte Schaltvorrichtung ist für ein Schaltgetriebe mit vier Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang ausgelegt. In einem Gehäuse 1 sind eine Eingangswelle 2, eine Ausgangswclle 3 und eine Zwischenwelle 4 gelagert. Die Ausgangswelle J! ist mit den Antriebsrädern des Fahrzeuges über nicht dargestellte Übertragungselemente verbunden und steht still, wenn das Fahrzeug hält.

Auf der Eingangswelle 2 sind unter anderem ein Zahnrad 5 für den vierten Gang und ein Zahnrad 6 finden Rückwärtsgang aufgezogen. Das Zahnrad 5 steht mit einem auf der Ausgangswelle 3 drehbar gelagerten Zahnrad 7 ständig im Eingriff, das an einer Stirnseite einen Reibkonus 9 einer Synchronisierkupplung 10 und an einem axialen Ansatz eine Verzahnung 8 aufweist. Der zweite Reibkonus 11 der Synchronisierkupplung 10 ist fest mit Führungsstangen 12 verbunden. Diese Stangen sind axial verschiebbar in einer Schaltmuffe 13 geführt, die auf einem Vielkeilprofil einer drehfest mit der Ausgangswelle 3 verbundenen Nabe 14 gleitet. Bei dieser Anordnung kann die Schaltmuffe 13 mit der Verzahnung 8 nur dann gekuppelt werden, wenn die beiden Organe 8 und 13 durch die Wirkung der

.Synchronisierkupplung 10 gleiche Winkelgeschwindigkeit haben. Hierzu ist der Abstand b von der Neutralstellung der .Schaltmuffe Π bis zum Beginn des Eingriffes größer als der zum Eingriff der beiden Synchronisierkonen 9,11 erforderliche Abstand a. s

Ein Zahnrad 6 für den Rückwärtsgang kann mit einem fest auf der Ausgangswelle 3 aufgezogenen Zahnrad 15 durch ein Schieberad 16 gekuppelt werden, das frei drehbar auf der Zwischenwellc 4 gelagert ist. Der Abstand zwischen seiner Neutralstellung und dem Beginn seines Eingriffes ist mit c und der gesamte Eintückweg dieses Schiebezahnrades 16 mit ^'bezeichnet.

Die Schaltmuffe 13 kann in Richtung des Zahnrades 7 oder in Richtung auf ein nicht dargestelltes Zahnrad für den dritten Gang durch eine Schaltgabel 17 bewegt werden, die fest mit einer Schaltstange 18 verbunden ist. Das Schieberad 16 für ilen Rückwärtsgang wird über cine Gabel 19 betätigt, die fest auf einer weiteren .Schaltstange 20 sitzt. Die nicht dargestellten Schaltmuffen für den ersten und zweiten Gang werden in gleicher Weise über eine .Schaltstange 21 betätigt. Die drei Schaltsiangen 18, 20, 21 sind /ucinar.-lcr parallel verschiebbar im Gehäuse 1 geführt. Rastmechanismen sichern ihre Einstellung und Verriegelungsorgane verhindern das gleichzeitige Einschalten zweier Getriebegänge.

Die Verriegelungsorgane zum Verhindern eines gleichzeitigen Einlegens zweier Gänge bestehen aus im Gehäuse I geführten Sperrkörpern 22, 23 und aus einem frei in einer Querbohrung der mittleren Schaltstange 21 verschiebbaren Stift 24. Die Sperrkörper 22, 23 greifen in entsprechende Ausnehmungen 25, 26, 27 in den Schjltsiangen ein. Die Abmessungen der Sperrkörper 22, 2] und des Vcrricgelungsstiftcs 24 sind bezogen auf die Abmessung der Schaltstangen 18, 20, 21 und ihren Abständen so gewählt, daß gleichzeitig nur eine einzige Stange bis zum Einrücken des entsprechenden Ganges verschoben werden kann. Die Ausnehmung 25 hat jedoch eine gewisse Länge, die eine Längsverschiebung der .Schaltstange 18 um einen vorbestimmten Betrag c/ ermöglicht, wenn zum Einlegen des Rückwärtsganges die Schaltstange 20 verschoben wird.

Die Rasleinrichtung für die Schaltstange 18 besteht aus einer Kugel 28 und einer Feder 29, die in einer Ausnehmung des Gehäuses 1 angeordnet sind. Die Kugel 28 greift in einen der Ausschnitte 30, 31, 32 ein, die jeweils den Schaltstellungen der .Schaltstange 18 in der Neutrallage, dem dritten Gang oder dem vierten Gang entsprechen. Die Rasteinrichtung für die Schaltstange 20 weist ebenfalls eine Kugel 3 3 und eine Feder 34 auf, die in einer entsprechenden Gehäuseausnehmung angeordnet sind. Die Kugel 33 greift in einen der Ausschnitte 35 oder 36 ein, deren Abstand dem gesamten Einrückweg.t''bzw. den Stellungen der Stange

20 in der Neutrallage oder im Rückwärtsgang entsprechen. Eine entsprechende - nicht dargestellte — Rasteinrichtung ist zur Halterung der Schaltstange

21 in einer Neutralstellung, im ersten Gang oder zweiten Gang entsprechend den Ausschnitten 37, 38 βο und 39 vorgesehen.

An der Schaltstange 18 ist eine seitliche Gabel 40 befestigt, zwischen deren Anne ein Schaltfinger 41 eingreifen kann, der fest mit einer drehbar und längsverschiebbar im Gehäuse gelagerten Wählstange 42 verbunden ist. Auch die Schaltstange 21 trägt eine seilliche Gabel 43, zwischen deren Arme der Schaltfinger 41 eingreifen kann. In einer an der Schaltstange 20 befestigten seitlichen Gabel 44 kann ein zweiter, mit der Wählstange 42 fest verbundener Schaltfinger 45 eingreifen. Ein auf der Schaltstange 18 verschiebbares Gleitstück 46 weist ebenfalls eine Gabel 47 auf, zwischen deren Arme der Schaltfinger 41 eingreifen kann. Am Gleitstück 46 befinden sich weiterhin eine mit der Schaltstange 18 zusammenwirkende Rasteinrichtung, deren Kugel 49 durch eine Feder 48 in einen von zwei Einschnitten 50, 51 in der Schaltstange 18 gedrückt wird. Das Gleitstück 46 hat außerdem einen Führungsansatz 52 zur Führung auf der benachbarten Stange 21, der ein Verdrehen des Gleitstücks um die Stange 18 verhindert. Das Gleitstück legt insgesamt eine Strecke c auf der Schaltstange zurück.

Die unterschiedlichen Verschiebewege .7, b. c. <.·'. i/und c stehen untereinander in folgender Beziehung:

,7 < d < b; il < c; c' = d + c

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende:

Bei in der Neutrallage stehendem Schalthebel nehmen die Getriebeteile der Schaltvorrichtung die in der Zeichnung dargestellte Lage ein. Dabei befinden sich die Gabeln 40, 43, 44 und 47 in einer vertikalen Ebene, der Schaltfinger 41 greift zwischen die Arme der Gabel 40 ein und der zweite Schaltfinger 45 sieht oberhalb der Gabel 44 (Fig. 2). Eine Verdrehung der Wählstange 42 in der einen oder anderen Richtung bewirkt somit eine Verschiebung der Stange 18, um den dritten oder vierten Gang einzulegen. Das mit der Stange 18 verrasteie Gleitstück 46 wird von dieser Stange mitgenommen, ohne jedoch eine Wirkung auszuüben.

Zum Einlegen des Rückwäi tsgangcs wird die Wählstange 42 aus der Stellung nach F i g 2 nach unten verschoben, so daß der zweite Schaltfinger 45 zwischen die Arme der Gabel 44 der Sehaltstange 20 und der erste Schaltfinger 41 zwischen die Arme der Gabel 47 des Gleitstücks 46 langen. In dieser Stellung werden durch eine Verdrehung der Wählstange 42 gleichzeitig die Schaltstange 20 und das Gleitstück 46 in Fig. I nach links verschoben. Durch die Rastverbindung 49, 50 zwischen dem Gleitstück 46 und der Schaltstangc 18 wird auch diese Stange nach links mitgenommen. Zur Erzielung dieser Wirkung ist die Rastverbindung zwischen dem Gleitstück 46 und der Schaltstange 18 wesentlich kräftiger als die Rastverbindung zwischen der Schaltstange 18 und dem Gehäuse 1. Es ist gerade diese Auslegungsbedingung, durch die das angestrebte Ziel erreicht wird.

Ausgehend von dem Beginn der Verschiebung der Schaltstangen 20 und 18 nach links ergeben sich folgende Vorgänge:

Die Reibkonen 9 und 11 der Synchronisierkupplung 10 werden durch die festere Rastverbindung des Gleitstücks 46 mit der Schaltstange 18 mit kräftigem Andruck eingerückt. Da der drehfest mit der Ausgangswelle 3 verbundene Konus 11 bei haltendem Fahrzeug stillsteht, wird durch das Einkuppeln auch der Konus 9 und damit der Eingangsteil des Getriebes stillgesetzt. Die Verschiebung der Schaltstange 18 endet, sobald der Sperrkörper 22 an das Ende der längeren Ausnehmung 25 anstößt, was vor dem Eingreifen der Schaltmuffe 13 in die mit dem Zahnrad 7 verbundene Verzahnung 8 erfolgt.

Nach dem Festhalten des Zahnrades 6 für den Rückwärtsgang über die Kupplung 10 kann sich das Schieberad 16 für den Rückwärtsgang in die Verzahnungen der Zahnräder 56 einschieben, ohne daß dadurch ein

unangenehmes Schaltgcräuseh entsteht. Dieser Vorgang kann vorzugsweise vor dem Stillsetzen der Schaltstangc 18 erfolgen, was jedoch nicht zwingend notwendig ist. Die Schaltstangc 20 wird dann weiter nach links geschoben, bis das Schieberad 16 mit den Zahnrädern 6 und 15 voll im Eingriff steht. Dabei wird auch das Gleitstück 46 bei festgelegter Schaltstange 18 durch die Bewegung des Schaltfingers 41 weiter verschoben, wobei die Kugel 49 von der Rastausnehmung 50 freikommt. Bei voll nach links verschobener Stange 20 befindet sich die Kugel 50 an der Zugangsrampe der Ausnehmung 51, was die Wirkung hat, daß die Schaltstaiigc 18 in ihre Nciitrulsicllung zurückgeführt wird.

Bei Zurückschicben eier Stange 20 in ihre Neulralstel·

lung wird auch das Gleitstück 46 in seine Ausgangs stellung mitgenommen, da die Scluiltslangc 18 durel· den Anschlag ihrer Ausnehmung 2^ an dem Sperr körper 22 stillgelegt ist.

Das Umschalten vom ersten auf den /weiten (Janj:

und umgekehrt erfolgt in üblicher Weise nach den ίο Einschieben des .Schaltfingers 41 zwischen die Arme ilei Gabel 43.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   I. Schaltvorrichtung für ein synchronisiertes Zahnräderwechselgetriebe mit mindestens einem unsynchronisierten Gang, bei welcher mehrere gegeneinander wechselweise verriegelbare Schaltstangen zum Betätigen der Synchronisierkupplungen und eines Schaltgliedes für den unsynchronisierten Gang im Getriebegehäuse mittels eines Schaltfingers längsverschiebbar und durch Rastverbindungen feststellbar angeordnet sind, von denen die dem unsynchronisierten Gang zugeordnete Schaltstange mit der Schalctange einer synchronisierten Schaltstufe durch eine selbsttätig über eine Kugel-Schrägflächc- Paarung ausrückende Rastvorrichtung gekoppelt ist, deren Rastkraft gegenüber derjenigen der zwischen den Schaltstangen und dem Getriebegehäuse wirkenden Rastverbindungen so bemessen ist, dall bei einer Verschiebung der Schaltstange für den unsynchronisierten Gang vor dem Einrücken des Schaltglicdes die Schaltstange der synchronisierten Schaltstufe bis zum vollen Einrücken seiner Synchronisierkupplung mitgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß an der mit der Synchronisierkiipplung (10) verbundenen Schaltstange (18) ein Gleitstück (46) angeordnet ist, welches die gegenüber der Raslverbindung (28, 29, 30) kräftigere Rastvorrichtung (48, 49, 50) enthält und eine in der !.eerlaufstelhmg mit den Gabeln (40. 43, 44) Jer Schaltstangen (18, 20, 21) fluchtende Gabel (47) aufweist, die von dem Schaltfinger (41) mitgenommen wird, wenn die an der Schaltstange (20) für den unsynchronisierten Gang befestigte Gabel (44) von einem weiteren Schaltfingcr(45) verschoben wird.
2. 2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der Schaltstange (18) längsverschiebbar angeordnete Gleitstück (46) an einer benachbarten Schaltstange (21) geführt ist.