DE3217432A1

DE3217432A1 - Kraftfahrzeugmotor mit einem synchrongetriebe

Info

Publication number: DE3217432A1
Application number: DE19823217432
Authority: DE
Inventors: Hermann 6900 Heidelberg Leitz
Original assignee: BorgWarner Stieber GmbH
Current assignee: BorgWarner Stieber GmbH
Priority date: 1982-05-08
Filing date: 1982-05-08
Publication date: 1983-11-10

Description

Kraftfahrzeugmotor mit einem Synchrongetriebe
Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugmotor mit einem Synchrongetriebe mit mehreren Gängen.
Es ist bekannt, bei Kraftfahrzeugantrieben Freiläufe zu verwenden, die eine Trennung zwischen Schaltgetriebe und Motor ermöglichen, sobald keine bzw. negative Drehmomente übertragen werden. Durch diese Maßnahme wird das Schalten erleichtert, die Schaltstöße kleiner und vor allem Kraftstoff gespart, wenn das Fahrzeug im Gefälle abrollt oder in der Ebene ausrollt. Beim Gaswegnehmen rollt das Fahrzeug ohne Motorbremsung. Um jedoch die Bremswirkung des leerlaufenden Motors beispielsweise bei starken Gefälle ausnutzen zu können und auch für die Rückwärtsfahrt ist bei diesen Ausführungsformen eine Sperrvorrichtung erforderlich. Solche Sperrvorrichtungen werden üblicherweise als Klauenkupplung ausgebildet. Diese formschlüssige und von Hand geschaltete Kupplung überbrückt im Bedarfsfall den Freilauf. Besonders bei Zweitaktmotoren sind Freiläufe für diesen Zweck eingesetzt worden. Die bekannten Ausführungen sind konstruktiv aufwendig und benötigen beträchtlichen Platz für die Unterbringung des Freilaufs und der zugehörigen Sperrvorrichtung.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, mit möglichst geringem konstruktiven Aufwand und Platzbedarf eine ungewollte Motorbremsung bei fehlendem bzw. negativem Drehmoment zu vermeiden, so daß beim Gaswegnehmen Kraftstoff gespart wird.
Die Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einem Kraftfahrzeugmotor der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zwischen den Führungsmuffen der Synchronisiervorrichtung en und/oder zwischenwenigstens einem Gangzahnrad für einen oder mehrere der Gänge zwei und höher und der zugehörigen Haupt- oder Nebenwelle ein bzw.
mehrere Freiläufe angeordnet sind. Bei dieser Anordnung des bzw. der Freiläufe entfällt die besondere Anordnung eines platzbeanspruchenden Freilaufs zwischen dem Getriebe und dem Motor, sowie die bisher übliche Sperrvorrichtung für den Rückwärtsgang. Durch die im Getriebe selbst vorgesehene Anordnung des Freilaufs bzw. bei Bedarf mehrerer Freiläufe erfolgt keine grundsätzliche Abschaltung zwischen dem Motor und dem Fahrzeug bei allen Gängen, sondern nur bei höheren Gängen. Wenigstens bei Fahrten, in denen der erste Gang eingelegt ist, wird die Bremsung durch den Motor in bisher bekanntem Umfang voll wirksam. Da dieses der Gang ist, der bei weitem bei Abfahrtsfahrten gebraucht wird, kommt die Motorbremse im Gefälle voll zur Geltung.
In der einfachsten Ausführungsform der Erfindung wird der Freilauf zwischen dem Zahnrad des größten Ganges und der zugehörigen Welle eingesetzt. Das Getriebe ist ansonsten üblicher Bauweise. In diesem Fall wird der Freilauf nur wirksam, wenn das Fahrzeug im höchsten Gang gefahren wird.
Beim Gaswegnehmen rollt das Fahrzeug ungehindert weiter.
Hierdurch kann eine beträchtliche Einsparung an Kraftstoff erzielt werden. In gleicher Weise, wie beim höchsten Gang, können auch die darunter liegenden Gänge bei Bedarf mit einem Freilauf versehen werden. Der Freilauf ist dabei wie oben geschildert zwischen dem Zahnrad des betreffenden Ganges und der zugehörigen Welle eingesetzt. Zumindest der erste Gang bleibt jedoch ohne Freilauf, so daß über diesen Gang die Bremswirkung des Motors ausgenutzt werden kann. Sofern gewünscht, kann natürlich auch beispielsweise bei einem Vier-Gang-Getriebe der zweite Gang ohne Freilauf sein, so daß lediglich beim dritten und beim vierten Gang der Motor entkuppelt wird bei fehlendem oder negativem Drehmoment.
Die bevorzugte Ausführungsform sieht jedoch vor, daß der Freilauf in der Synchronisiervorrichtung eingesetzt wird, und zwar unterhalb der Führungsmuffe auf der Schalträderwelle. Auch hier bleibt in jedem Fall der erste Gang ohne Freilauf. Je nach Ausbildung des Getriebes kann der Freilauf bei einem Gang oder bei zwei Gängen zur Anwendung kommen. Da bei den überwiegenden Kraftfahrzeug-Getrieben eine zweiseitige Anordnung der Synchronisiervorrichtung gegeben ist, ist in der Regel nur ein Freilauf für zwei Gänge erforderlich. Bei einem Vier-Gang-Getriebe wird dann beispielsweise der erste und der zweite Gang in üblicher Bauweise ausgeführt, während bei der Synchronisiervorrichtung für den dritten und den vierten Gang zwischen der Führungsmuffe der Synchronisiervorrichtung und der Schalträderwelle ein Freilauf eingesetzt wird. Der dritte und der vierte Gang geben dann, bei entsprechender Fahrweise, den Motor frei.
Auch eine Kombination der beiden grundsätzlichen Anordnungen des Freilaufs ist möglich, in dem ein Freilauf bei einer Synchronisiervorrichtung eingesetzt wird und der andere Freilauf direkt bei einem Zahnrad eines höheren Ganges.
Es ist günstig, wenn der Freilauf von zwei Rollenlagern seitlich gefaßt ist. Dadurch wird eine sichere Führung des Freilaufs sowie der Führungsmuffe der Synchronvorrichtung bzw.
des Zahnrads erreicht. Dabei haben die Rollenlager die gleichen Innen- und Außendurchmesser wie der Freilauf, wodurch die Fertigung der Teile und deren Montage erleichtert wird.
Der Freilauf selbst kann mit einem Innen- und einem Außenring versehen sein und mit diesen Ringen auf die zugehörige Welle und in die Synchronisiervorrichtung bzw. in das Zahnrad eingefügt werden. Es ist auch möglich, den Freilauf lediglich mit einem Innenring zu versehen und auf der zugehörigen Welle zu befestigen, während der Außenring beispielsweise vom Zahnrad selbst gebildet wird. Schließlich ist es möglich, daß die Welle selbst den Innenring darstellt und die Führungsmuffe der Synchronisiervorrichtung bzw. das Zahnrad den Außenring des Freilaufs darstellen.
Anhand von zwei Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigen: Fig. 1 einen Freilauf in einer Synchronisiervorrichtung Fig. 2 einen Freilauf in einem -Zahnrad des Getriebes und Fig. 3 und Fig. 4 Freiläufe bei geteilten Zahnrädern.
In den Figuren wurde auf eine Darstellung des gesamten Kraftfahrzeuggetriebes verzichtet, da dieses, abgesehen von der Anordnung der Freiläufe nach der Erfindung, üblicher Bauart ist. So ist in der Fig. 1 fdglich lediglich ein Auszug aus einem solchen Getriebe dargestellt. Dieser Auszug beinhaltet zwei Zahnräder 1 und 2, die für den vierten und dritten Gang des Getriebes vorgesehen sind. Die Zahnräder 1 und 2 sitzen auf der Haupt- oder Schalträderwelle 3. Sie stehen mit den Zahnrädern 4 und 5 der nicht gezeigten Nebenwelle im ständigen Eingriff. Jedes der Zahnräder 1 und 2 ist mit einem Ansatz 6 und 7 versehen, der jeweils einen Konus 8 und 9 für die Synchronisiervorrichtung zur Gleichlauferziehung über Reibschluß und eine Verzahnung 10 und 11 für die Klauenkupplung zur formschlüssigen Mitnahme mit der durchgeschalteten Schaltmuffe 18 hat.
Die Synchronisiervorrichtung 12 besteht im wesentlichen aus zwei Synchronringen 13 und 14 mit den Verzahnungen 15 und 16, einer Führungsmuffe 17, der Schaltmuffe 18 und den Druckstücken 19, die über Federbügel oder angefederte Kugeln in der Schaltmuffe vorgespannt sind.
Zwischen der Führungsmuffe 17 und der Welle 3 ist der Freilauf 20 eingefügt. Der Außenring des Freilaufs wird also durch die Führungsmuffe 17 gebildet, während die Hauptwelle 3 den Innenring darstellt. Seitlich des Freilaufs 20 sind zwei Rollenlager 21 und 22 vorgesehen. Der Freilauf 20 ist in einem Käfig 23 gehalten.
Der Freilauf 20 ist so eingesetzt, daß er bei einem bestimmungsgemäßen Betrieb des Getriebes die Welle 3 über den Freilauf 20, die Führungsmuffe 17 und damit die Synchronisiervorrichtung 12 ständig mitnimmt. Der Schaltvorgang wird in bekannter Weise durchgeführt, so daß die Welle 3 einmal mit dem Zahnrad 2 für den dritten Gang oder mit dem Zahnrad 1 für den vierten Gang verbunden werden kann. Während des normalen Antriebs des Fahrzeugs besteht zwischen der Welle 3 und der Synchronisiervorrichtung eine starre Verbindung. In dem Moment aber, in dem am Motor Gas weggenommen wird, gibt der Freilauf 20 die Synchronisiervorrichtung frei und das Fahrzeug kann weiterrollen ohne die Bremswirkung des Motors. Der Vollständigkeit halber sei bemerkt, daß die Synchronisiervorrichtung für die Gänge eins und zwei ohne einen Freilauf ausgeführt und somit bekannter Bauweise ist.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 ist auf der Nebenwelle 24 eines Kraftfahrzeugsynchrongetriebes ein erstes Zahnrad 25 in bekannter Weise unverdrehbar über eine Verzahnung 26 aufgesetzt. Dieses Zahnrad 25 kann beispielsweise für den dritten Gang vorgesehen sein. Das weitere Zahnrad 27 ist für den vierten Gang. Zwischen diesem Zahnrad 27 und der Welle 24 ist ein Freilauf 28 eingefügt. Der Außenring des Freilaufs 28 wird durch das Zahnrad 27 gebildet, während der Innenring 29 auf die Welle 24 unverdrehbar aufgesetzt ist. Auch hier kann eine Verzahnung 30 hierfür vorgesehen sein. Um den erforderlichen Abstand zwischen den Zahnrädern 25 und 27 zu erreichen, ist der Innenring 29 auf das durch den Abstand der Zahnräder gegebene Konstruktionsmaß verbreitert. Links des Freilaufs 28 ist ein Rollenlager 31 vorgesehen, ein weiteres Rollenlager 32 ist gegenüberliegend angeordnet. Zwischen dem Rollenlager 32 und dem Freilauf 28 ist eine Distanzbuchse 33 eingesetzt. Am Ende der Welle 24 ist ein Sicherungsring 34 eingefügt.
Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 3 und 4 ist die Anwendung der Freiläufe bei geteilten Zahnrädern gezeigt, bei denen das Verzahnungsstück des Zahnrads und das Schaltmuffenstück des Zahnrads einzelne Teile sind.
In der Fig. 3 ist das Zahnrad 40 auf der Welle 41 über ein Nadellager 42 gelagert. Das Zahnrad 40 hat eine Ringwulst 53, auf die der Freilauf 43 aufgesetzt ist. Neben dem Freilauf 43 befindet sich ein Rollenlager 44. Das Schaltmuffenstück 45 mit der Verzahnung 46 für die Klauenkupplung ist als vom Zahnrad 40 gesondertes Teil ausgebildet. Es hat den üblichen Konus 47 für den Synchronring 48. Die Synchronisiervorrichtung 49 besteht aus der Führungsmuffe 50, der Schaltmuffe 51, dem Synchronring 48, und den Druckstücken 52.
Nachdem über die Synchronisiervorrichtung der Kuppelvorgang beendet ist, wird das Zahnrad 40 vom Schaltmuffenstück 45 über den Freilauf 43 mitgenommen. Bei mangelndem Drehmoment gibt der Freilauf 43 das Zahnrad 40 frei.
Die Fig, 4 zeigt ein Beispiel, bei dem das Schaltmuffenstück 60 eine Ringwulst 61 hat und über Nadellager 62 auf der Welle 63 gelagert ist. Zwischen der Ringwulst 61 des Schaltmuffenstücks 60 und dem Zahnrad 64 ist der Freilauf 65 eingefügt, der seitlich von zwei Rollenlagern 66 und 67 eingefaßt ist. Die Synchronisiervorrichtung ist hier nicht näher gezeigt.

Claims

A N S P R ü C H E ================= 1. Kraftfahrzeugmotor mit einem Synchrongetriebe mit mehreren Gängen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Führungsmuffen (17) der Synchronisiervorrichtungen (12) und/oder zwischen wenigstens einem Gangzahnrad (27) für einen oder mehrere der Gänge zwei und höher und der zugehörigen Haupt- (3) oder Nebenwelle (24) ein bzw. mehrere Freiläufe angeordnet sind.
2. Kraftfahrzeugmotor mit einem Synchrongetriebe mit mehreren Gängen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem geteilten Gangzahnrad der Freilauf (43, 65) zwischen dem Verzahnungsstück des Zahnrads (40, 64) und dem Schaltmuffenstück (45, 60) angeordnet ist.
3. Kraftfahrzeugmotor mit einem Synchrongetriebe mit mehreren Gängen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Freilauf (20) von zwei Rollenlagern (21, 22) seitlich eingefaßt ist.
4. Xraftfahrzeugmotor mit einem Synchrongetriebe mit mehreren Gängen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenlager (21, 22) die gleichen Innen- und Außendurchmesser wie der Freilauf haben.
5. Kraftfahrzeugmotor mit einem Synchrongetriebe mit mehreren Gängen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Freilauf (28) mit seinem Innenring (29) auf der zugehörigen Welle (24) befestigt ist.
6. Kraftfahrzeugmotor mit einem Synchrongetriebe mit mehreren Gängen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (3) den Innenring und die Führungsmuffe (17) den Außenring des Freilaufs (20) bilden.