DE2708999B1

DE2708999B1 - Wechselgetriebe von kraftfahrzeugen mit einer sperrvorrichtung fuer den rueckwaertsgang

Info

Publication number: DE2708999B1
Application number: DE19772708999
Authority: DE
Inventors: Gyoezoe Dipl-Ing Kuzma
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1977-03-02
Filing date: 1977-03-02
Publication date: 1978-02-02
Also published as: IT1092827B; GB1586401A; FR2382628A1; US4225024A; IT7820575A0; JPS53109326A; DE2708999C2

Description

Ein Wechselgetriebe mit Sperrvorrichtung für den Rückwärtsgang nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DT-AS 2018 399 bekannt. Bei diesem Wechselgetriebe wird beim Schalten des Rückwärtsganges das auf der Zwischenwelle frei drehbar gelagerte Zahnrad zuerst in das mit der Vorgelegewelle drehfest verbundene Zahnrad eingerückt. Diesem schaltbaren Zwischenrad ist die vorstehend genannte Sperrvorrichtung zugeordnet. Weist die Vorgelegewelle beim Einspuren des Zwischenrades eine einem

J5 Vorwärtsgang entsprechende Drehrichtung auf, bringt der am eingerückten Zwischenrad wirksam werdende Reibring über einen Mitnehmer Sperrorgane in Sperrstellung. Die Sperrvorrichtung verhindert dabei ein Durchschalten des Zwischenrades bis zu dem auf der Abtriebswelle drehfest angeordneten Zahnrad. Das Zwischenrad läßt sich erst durchschalten, wenn Vorgelegewelle und Zwischenrad bis zum Stillstand abgebremst sind. Bei dem vorbeschriebenen Wechselgetriebe ist bei gelöster Trennkupplung zwischen Antriebsaggregat und Wechselgetriebe aber rollendem Kraftfahrzeug möglich, mit entsprechend drehender Abtriebswelle beim Schalten des Rückwärtsganges, das bis zum Stillstand abgebremste Zwischenrad in das mit der Abtriebswelle durch die rollenden Antriebsräder des Kraftfahrzeuges sich drehende Zahnrad einzurükken. Dies führt in nachteiliger Weise zu Schaltgeräuschen und Beschädigungen an den Zahnrädern des Rückwärtsganges.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einwandfreies Schalten des Rückwärtsganges auch bei zunächst noch drehender Abtriebswelle zu ermöglichen.

Das auf der Abtriebswelle angeordnete Schaltrad des

Rückwärtsganges ist bei für Kraftfahrzeuge üblichen Wechselgetrieben über das Zwischenrad mit der

bo Vorgelegewelle ständig im Eingriff, so daß das Schaitrad die für die Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges erforderliche Drehrichtung aufweist Mit der Erfindung ist nun bei vorwärts rollendem Kraftfahrzeug und damit zu dem Schaltrad des Rückwärtsganges sich entgegen-

t>5 gesetzt drehender Abtriebswelle das Schalten des Rückwärtsganges einwandfrei verhindert Erst bei im wesentlichen stillstehender Abtriebswelle kann der Rückwärtsgang geschaltet werden, wodurch in vorteil-

ORIQINAL INSPECTED

hafter Weise Schaltgeräusche und Beschädigungen am Wechselgetriebe vermieden sind. Bei rückwärts rollendem Kraftfahrzeug und damit in der Drehrichtung mit der des Schaltrades übereinstimmender Abtriebswelle ist ferner mit der Erfindung beim Schalten des Rückwärtsganges in vorteilhafter Weise eine weitgehende Synchronisierung von Schaltrad und Abtriebswelle erreicht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert

Die Zeichnung zeigt in

F i g. 1 ein erstes Beispiel mit zum Kuppeln verschiebbarem Schaltrad,

F i g. 2 eine Einzelheit der Einrücksperre,

F i g. 3 ein zweites Beispiel mit durch eine Schiebemuffe kuppelbarem Schaltrad und in

Fig.4 schließlich ein Beispiel mit einem einen Kupplungskörper aufweisendem Schaltrad für eine Schaltkupplung zwischen Schaltrad und dem Zahnrad eines Vorwärtsganges.

In F i g. 1 ist von einem lediglich abschnittsweise aufgezeigten Wechselgetriebe 1 für einen Personenkraftwagen die Abtriebswelle mit 2 bezeichnet. Die Abtriebswelle 2 steht mit dem zu Antriebsrädern des Personenkraftwagens führenden Antriebsstrang über einen Flansch 3 in fester Verbindung. Das Wechselgetriebe 1 ist mit einem üblichen Zahnradsatz für den Rückwärtsgang ausgerüstet, von dem in F i g. 1 lediglich ein Schaltrad 4 gezeigt ist. Das Schaltrad 4 ist auf der Abtriebswelle 2 frei drehbar gelagert und zum formschlüssigen Eingriff in einen mit der Abtriebswelle 2 drehfest verbundenen Kupplungsring 5 verschiebeweglich angeordnet Der Kupplungsring 5 ist am Außenumfang mit einer üblichen Keilverzahnung ausgebildet, der eine entsprechende Keilverzahnung in der Nabe 6 des Schaltrades 4 zugeordnet ist

Am Gehäuse 7 des Wechselgetriebes 1 ist zur Abtriebswelle 2 koaxial ein Hals 8 ausgebildet Auf dem zylindrisch gestalteten Außenumfang des Halses 8 ist eine zylindrische Hülse 9 fest angeordnet, die eine, ggf. aber mehrere Durchbrechungen 10 aufweist. Die Durchbrechungen 10 nehmen Kugeln U auf, die einerseits auf dem Hals 8 aufliegen und andererseits in Vertiefungen 12 eines auf der Hülse 9 gleitbeweglich angeordneten Mitnehmers 13 eingreifen. Der Mitnehmer 13 weist eine konische Reibfläche 14 auf und ist gegen das Gehäuse 7 über mehrere, vorgespannte Schraubendruckfedern 15 in axialer Richtung abgestützt

Zwischen dem Schaltrad 4, das an einem Innenkonus einer Ausdrehung 16 eine Reibfläche 17 aufweist, und dem Mitnehmer 13 ist ein Reibring 18 angeordnet der eine der Reibflächen 17 des Schaltrades 4 zugeordnete Reibfläche 19 und eine der Reibfläche 14 des Mitnehmers 13 zugewandte Reibfläche 20 aufweist Der Reibring 18 steht mit dem Kupplungsring 5 drehfest und verschiebebeweglich in Verbindung. Der häufig aus einer Blechscheibe geformte Reibring 18 ist durch eine im achsnahen Bereich stufenförmige Absetzung der Ausdrehung 16 des Schaltrades 4 angepaßt wodurch wenig Bauraum benötigt wird.

Wird zum Schalten des Rückwärtsganges das mit dem Zwischenrad des Zahnradsatzes ständig kämmende Schaltrad 4 mittels einer Schaltgabel 21 in Richtung des Kupplungsringes 5 verschoben, drückt das Schaltrad 4 den Reibring 18 gegen den Mitnehmer 13, wodurch die Reibflächen 17 und 19 sowie 20 und 14 in Eingriff kommen. Steht die Abtriebswelle 2 still, werden die bei gelöster Trennkupplung zwischen Antriebsaggregat und Wechselgetriebe 1 ohne Belastung sich drehenden Zahnräder des Zahnradsatzes für den Rückwärtsgang über das Schaltrad 4 am stehenden Reibring 18 abgebremst Der Mitnehmer 13 ist von den Schraubendruckfedern 15 auch in Umfangsrichtung gemäß Pfeil »a« etwas belastet. Die mit dem Mitnehmer 13 formschlüssig verbundenen Kugeln U kommen dadurch jeweils zum Anschlag gegen eine die Durchbrechung 10 begrenzende, axial gerichtete Führungsfläche 22, F i g. 2. Eine Sperrwirkung ist in diesem Fall nicht gegeben, das Schaltrad 4 kann in axialer Richtung zum formschlüssigen Eingriff mit dem Kupplungsring 5 verschoben werden. Begrenzt ist diese axiale Verschiebung wiederum durch die Kugeln U, die gegen jeweils einen an die Führungsfläche 22 sich anschließenden, im wesentlichen der Kontur einer Kugel U angepaßten Halbkreis-Bogen 23 anschlagen. An den Halbkreis-Bogen 23 schließt sich eine weitere, aber kurze axiale Führungsfläche 24 an. Wie aus der Fig.2 weiter zu erkennen ist, wird die Durchbrechung 10 schließlich von einer zur Führungsfläche 22 senkrecht in Umfangsrichtung verlaufenden Führungsfläche 25 begrenzt, die ebenfalls in einen der Kontur der Kugel 11 im wesentlichen angepaßten Bogen 26 einmündet. Aus dem Bogen 26 tritt tangential eine mit der in Umfangsrichtung weisenden Führungshahn 25 einen spitzen Winkel einschließende Sperrfläche 27, die in die kurze, axiale Führungsfläche 24 übergeht

Hat nun die Antriebswelle 2 zu Beginn der Schaltung des Rückwärtsganges eine dem Pfeil »b« in F i g. 2 gemäße Drehrichtung, die der Drehrichtung gemäß Pfeil »a« des mit den übrigen Rückwärtsgang-Zahnrädern ständig im Eingriff stehenden Schaltrades 4 entegen gesetzt ist, verhindert die Sperrvorrichtung eine drehfeste Verbindung des Schaltrades 4 über den Kupplungsring 5 mit der Abtriebswelle 2. Über den mit der Abtriebswelle 2 gemäß der Pfeilrichtung »b« drehenden Reibring 18 wird der mit diesem in Reibeingriff gebrachte Mitnehmer 13 in eine gleichsinnige Drehung auf der Hülse 9 versetzt. Diese Drehung des Mitnehmers 13 wird begrenzt durch die Kugeln 11, welche infolge einer anfänglichen axialen Verschiebung des Mitnehmers 13 beim Schalten gegen die Sperrfläche 27 anschlagen und entlang dieser in den Bogen 26 zum Endanschlag einrollen. Die Sperrvorrichtung wirkt solange, als die Antriebwelle 2 eine der Pfeilrichtung so »b« gemäße und für die Vorwärtsfahrt des Personenkraftwagens entsprechende Drehrichtung aufweist, da die am Mitnehmer 13 in axialer Richtung wirkende Schaltkraft relativ klein ist gegenüber der zwischen der Reibfläche 14 des Mitnehmers 13 und der Reibfläche 20 des Reibringes 18 in Umfangsrichtung wirkenden Reibkraft Damit ist bei Vorwärtsfahrt ein versehentliches Schalten des Rückwärtsganges mit Sicherheit vermieden. Rollt dagegen der Personenkraftwagen noch mäßig schnell vorwärts bei gelöster Trennkuppbo lung, kann der Rückwärtsgang erst bei bis zum Stillstand abgebremstem Fahrzeug eingelegt werden. Schaltgeräusche und Beschädigungen an den Zahnrädern des Rückwärtsganges sind vermieden. Bei rückwärts rollendem Personenkraftwagen und gelöster Trennkupplung b'> wirkt der Reibring 18 während des Schaltens des Rückwärtsganges weitgehend als Synchronring, wodurch das Schaltrad 4 leicht mit der Abtriebswelle 2 gekuppelt werden kann.

In F i g. 3 weist das auf der Abtriebswelle 28 lediglich frei drehbar gelagerte Schaltrad 29 eine verlängerte Nabe 30 auf mit am Außenumfang angeordneter Keilverzahnung für eine Schiebemuffe 31. Die Schiebemuffe 31 ist mit einer an einem Außenkonus angeordneten Reibfläche 32 zum Reibeingriff mit dem als Konusring gestalteten Reibring 33 versehen. Der Reibring 33 ist auf einem der Nabe 30 des Schaltrades 29 benachbarten Kupplungsring 34 der Abtriebswelle 28 drehfest und verschiebebeweglich angeordnet. Beim Verschieben der Schiebemuffe 31 in Richtung Kupp lungsring 34 zur Erzielung einer drehfesten Verbindung des Schaltrades 29 mit dem Kupplungsring 34 wirkt der Reibring 33 mit der auf einem Innenkonus vorgesehenen Reibfläche 35 des am Innenumfang des Gehäusehalses 36 beweglich angeordneten Mitnehmers 37 zusam men. Der Mitnehmer 37 ist über eine Hülse 38 im Gehäusehals 36 gleitbeweglich gelagert und kann ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 mit Kugeln 39 als Sperrorgane zusammenwirken. Auch ist dieser Mitnehmer 37 im unbelasteten Zustand über mehrere gleichmäßig verteilt angeordnete Schrauben druckfedern 40 mit den Kugeln 39 gegen in Umfangsrichtung verlaufende Führungsflächen 41 in Durchbre chungen 42 der Hülse 38 gedrückt. Jede Führungsfläche 41 schließt sich an eine axial gerichtete Führungsfläche 43 in Umfangsrichtung entsprechend der bei Vorwärtsfahrt des Personenkraftwagens an der Antriebswelle 28 vorliegenden Drehrichtung an.

In F i g. 4 ist das auf der Abtriebswelle 44 lediglich frei drehbar gelagerte Schaltrad 45 mit einem Kupplungskörper 46 ausgerüstet für eine Schiebemuffe 47 einer zwischen dem Schaltrad 45 und dem Zahnrad 48 eines Vorwärtsganges angeordneten Schaltkupplung 49. Das Zahnrad 48 kann beispielsweise einem Schnellgang des Wechselgetriebes zugeordnet sein. Die Schiebemuffe 47 wirkt über eine Reibfläche 50 mit einem ersten Konusring 51 zusammen, der über in axialen Durchbrechungen des Schaltrades 45 verschiebbar gelagerten Bolzen 52 mit einem zweiten, auf der dem Gehäusehals 53 zugewandten Seite des Schaltrades 45 angeordneten Konusring 54 verbunden ist. Beim Betätigen der Schiebemuffe 47 zur Erzielung einer drehfesten

ίο Verbindung zwischen Schaltkupplung 49 und dem Schaltrad 45 tritt der zweite Konusring 54 mit einem Innenkonus des Reibringes 55 in Reibeingriff. Der über ein Formschlußprofil mit der Abtriebswelle 44 drehfest und verschiebebeweglich verbundene Reibring 55 wirkt seinerseits über einem Außenkonus mit einem am Innenumfang des Gehäusehalses 53 ähnlich dem Ausführungsbeispiel nach Fi g. 3 angeordneten Mitnehmer 56 zusammen. Der Mitnehmer 56 ist über eine einzige vorgespannte Schraubendruckfeder 57 gegen das Gehäuse 58 des Wechselgetriebes abgestützt, wobei die Schraubendruckfeder 57 beispielsweise an einem Wälzlager 59 zentriert sein kann.

Für die Sperrvorrichtung können außer Kugeln auch andere bekannte Sperrorgange Verwendung finden. So ist beispielsweise ein mit dem Getriebehals gleitbeweglich in Verbindung stehender Mitnehmer denkbar mit von seiner Gleitfläche her ausgebildeten Ausnehmungen, die von Führungsflächen ähnlich denen der Durchbrechungen der vorbeschriebenen Hülsen begrenzt sind. In die Ausnehmungen des Mitnehmers können im Getriebehals fest verankerte Bolzen ragen. Schließlich können als Sperrorgane auch Sperrzähne in der bekannten Ausführung vorgesehen sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, mit einer Sperrvorrichtung für den Rückwärtsgang mit einem beim Schalten des Rückwärtsganges mit dessen Schaltrad reibschlüssig in Eingriff tretenden Reibring, der mit einem in axialer Richtung federbelasteten, zum Schaltrad koaxial an gehäusefesten Teilen angeordneten und bis in eine Sperrstellung gegenüber dem Gehäuse begrenzt drehbaren Mitnehmer zusammenwirkt, der Sperrorgane in eine das Durchschalten des Schaltrades verhindernde Sperrstellung verlagert, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibring (18,33,55) auf der Abtriebswelle (2,28, 4«) des Wechselgetriebes drehfest und schiebebeweglich zwischen dem auf der Abtriebswelle frei drehbar gelagerten, mit der Abtriebswelle kuppelbaren Schaltrad (4,29,45) und dem Mitnehmer (13,37, 56) angeordnet ist

2. Getriebe nach Anspruch 1, bei dem der Mitnehmer mit einer Hülse in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (13,37, 56) mit der Hülse (9, 38) gleitbeweglich in Verbindung steht, die auf einem zur Abtriebswelle (2,28,44) am Gehäuse koaxial ausgebildeten Hals (8, 36,53) fest angeordnet ist und von Führungsflächen begrenzte Durchbrechungen (10,42) aufweist für auf dem Gehäusehals abrollende Kugeln (U, 39) als Sperrorgane, wobei die Kugeln in Vertiefungen (12) des Mitnehmers eingreifen.

3. Getriebe nach Anspruch 2, bei dem jede Durchbrechung eine axial gerichtete Führungsfläche und eine zu dieser wenigstens in einem ersten Abschnitt schräg verlaufende Sperrfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Durchbrechung (10,42) eine an die axial gerichtete Führungsfläche (22, 43) in Umfangsrichtung entsprechend der bei Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges an der Abtriebswelle (2, 28, 44) vorliegenden Drehrichtung (Pfeil »b«) anschließende Führungsfläche (25,41) aufweist

4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Schaltrad beim Schalten über eine an einem Konus vorgesehene Reibfläche mit dem Reibring bzw. mit dem des Mitnehmers in Reibeingriff kommt und den Mitnehmer bei unwirksamer Sperrvorrichtung gegen den Widerstand von Schraubendruckfe dern in axialer Richtung verschiebt dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltrad (4) in eine Keilverzahnung eines auf der Abtriebswelle (2) drehfesten Kupplungsringes (5) eingreift auf dem der Reibring (18) drehfest aber axial verschieblich angeordnet ist

5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer Schiebemuffe für das Schaltrad, dadurch gekennzeichnet daß das Schaltrad (29) eine verlängerte Nabe (30) mit am Außenumfang angeordneter Keilverzahnung für die Schiebemuffe (31) aufweist die mit einer an einem Außenkonus angeordneten Reibfläche (32) zum Eingriff mit dem Reibring (33) versehen ist der auf einem der Schaltradnabe benachbarten, mit der Abtriebswelle (28) drehfesten Kupplungsring (34) drehfest aber axial verschieblich angeordnet ist und mit der auf einem Innenkomis vorgesehenen Reibfläche (35) des am Innenumfang des Gehäusehalses (36) beweglich . angeordneten Mitnehmers (37) zusammenwirkt

6. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 mit 3, bei

dem auf einer Abtriebswelle ein Zahnrad eines Vorwärtsganges und das Schaltrad des Rückwärtsganges jeweils frei drehbar angeordnet sind und dazwischen eine Schaltkupplung mit einer Schiebemuffe vorgesehen ist, wobei die Schiebemuffe mit einem Kupplungskörper am Schaltrad kuppelbar ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebemuffe (47) vor dem Kupplungseingriff über eine Reibfläche (50) mit einem ersten Konusring (51) an dem Schaltrad (45) zusammenwirkt und dieser Konusring über in axialen Durchbrechungen des Schaltrades verschiebbar gelagerte Bolzen mit einem zweiten, auf der dem Gehäusehals (53) zugewandten Seite des Schaltrades angeordneten Konusring (54) drehfest verbunden ist, wobei der zweite Konusring beim Schalten mit einem Innenkonus des Reibrings (55) in Eingriff tritt und der Reibring seinerseits über einen Außenkonus mit einem am Innenumfang des Gehäusehalses beweglich angeordneten Mitnehmer (56) zusammenwirkt.