DE2708999C2 - Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen mit einer Sperrvorrichtung für den Rückwärtsgang - Google Patents
Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen mit einer Sperrvorrichtung für den RückwärtsgangInfo
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Description
Ein Wechselgetriebe mit Sperrvorrichtung für den Rückwärtsgang nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1
ist aus der DE-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 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 angeordneu.il 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
so 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.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einwandfreies Schalten des Rückwärtsganges auch bei zunächst noch drehender Abtriebswelle zu ermöglichen.
Vorgelegewelle ständig im Eingriff, so daß das Schaltrad 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-
f>5 gesetzt drehender Abtriebswelle das Schalten des
Rückwärtsganges einwandfrei verhindert Erst bei im wesentlichen stillstehender Abtriebswelle kann der
Rückwärtsgang geschaltet werden, wodurch in vorteil-
Rafter 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
F i g. 1 ein erstes Beispiel mit zum Kuppeln verschiebbarem Schaltrad,
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 Fig. 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 !ediglich
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 S 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 11 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, vorgespinnte 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 mittel» einer Schahgabel 21 in Richtung des Kupplungsringes S 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 Schraubendruckfedem
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 11, die gegen jeweils einen
an die Führungsfläche 22 sich anschließenden, im wesentlichen der Kontur einer Kugel 11 angepaßten
Halbkreis-Bogen 23 anschlagen. An den Halbkreis-Bogen
23 schließt sich eine weitere, rr*ir kurze axiale
Führungsfläche 24 an. Wie aus der Fi? 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 Führungsbahn 25 einen spitzen Winkel
einschließende Sperrfläche 27, die in dis kurze, axiale
Führungsfläche 24 übergeht
Hat nun die Antriebswelle 2 zu Beginn der Schaltung des Rückwärtsganges eine dem Pfeil »tx<
in Fig.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 de a mit
der Abtriebswelle 2 gemäß der Pfeilrichtung »tx< 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 isf bei Vorwärtsfahrt ein versehentliches
Schalten des Rückwärtsganges mit Sicherheit vermieden. Rollt dagegen der Personenkraftwagen
noch mäßig schnell vorwärts bei gelöster Trennkupplung, 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 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 Kupplungsring
34 zur Erzielung einer drehfesten Verbindung des Schaltrade.s 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 zusammen. Der Mitnehmer 37 ist über eine Hülse 38 im
Zahnrad 48 kann beispielsweise einem Schnellgang des Wechselgetriebes zugeordnet sein. Die Schiebemuffe 47
wirkt Ober 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
in 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
ι-, seinerseits über einem Außenkonus mit einem am Innenumfang des Gehäusehalses 53 ähnlich dem
Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 angeordneten Mitneh-
Gehä'jsehsls 36 gleitbewegüch sslsseri ursd kann mer 56 zusammen. Der Mitn^hmT 56 >«» fihpr
ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. I mit
Kugeln 39 als Sperrorgane zusammenwirken. Auch ist dieser Mitnehmer 37 im unbelasteten Zustand über
mehrere gleichmäßig verteilt angeordnete Schraubendruckfedern 40 mit den Kugeln 39 gegen in Umfangsrichtung
verlaufende Führungsflächen 41 in Durchbrechungen 42 der Hülse 38 gedruckt, 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
einzige vorgespannte Schraubendruckfeder 57 gegen _>i) 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 be-JD
grenzt 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 (6)
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,
44) 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 koaxisl ausgebildeten Hals (8,
36,53) fest angeordnet ist und von Führungsflächen begrenzte Durchbrechungen (10,42) aufweist für auf
dem Gehäusehals abrollende Kugeln (11, 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 verlaufend«; Sperrfläche aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß jet·* 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 Schraubendruckfedern
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 Innenkonus 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 üaer 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.
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US2253578A (en) * | 1939-04-20 | 1941-08-26 | Carl D Peterson | Synchronizing clutch |
US2389490A (en) * | 1944-03-07 | 1945-11-20 | Higgins Ind Inc | Transmission device |
US2942712A (en) * | 1957-01-17 | 1960-06-28 | Daimler Benz Ag | Selectively engageable change-speed transmission |
DE2018399C3 (de) * | 1970-04-17 | 1975-01-23 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart | Einrichtung zum Einspuren eines Rückwärtsgang-Zahnrades bei einem insbesondere für Kraftfahrzeuge bestimmten Wechselgetriebe |
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- 1978-03-01 US US05/882,333 patent/US4225024A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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