DE3522056C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rückwärtsgangsperre, die dazu dient, das Einlegen des Rückwärtsganges zu verhindern, wenn der Schalt­ hebel während des Fahrens aus einer Vorwärtsgangstellung in eine andere Vorwärtsgangstellung gebracht wird.

Insbesondere besteht diese Gefahr dann, wenn bei einem Fünfgang­ getriebe der fünfte Gang gegenüber dem Rückwärtsgang liegt.

Aus der US 39 39 724 ist eine Rückwärtsgangsperre bekannt, die direkt an einem Fußteil eines Schalthebels sitzt, über welches dieser auf ein Getriebegehäuse aufgeflanscht ist. Diese Anord­ nung setzt also voraus, daß das Getriebegehäuse direkt in den Fahrgestraum reicht bzw. unter ihm sitzt, so daß die dieser Druckschrift entnehmbaren Anregungen nur auf Spezialfälle an­ wendbar sind.

Aus der DE-OS 30 16 909 ist eine Rückwärtsgangsperre be­ kannt, die im eigentlichen Getriebegehäuse vorgesehen ist und eine Büchse zum Lagern eines gefederten Anschlagstiftes für die Rückwärtsgangsperre aufweist, welche abnehmbar ist.

Aus der GB 20 97 493-A ist eine Rückwärtsgangsperre bekannt, bei welcher ein freistehender Arm mit einem Anschlag in Eingriff kommen kann, welcher parallel zu einer Schaltstange in einem Gehäuse verschiebbar angeordnet ist. Die bekannte Anordnung ist jedoch zum einen aufgrund ihrer Konstruktion relativ empfindlich, da Momente auf den Anschlagstift wirken, welche zu hohen Lagerbelastungen und damit zu Abnutzungser­ scheinungen führen können. Darüber hinaus ist die bekannte Anordnung nur sehr schwer montier- und einstellbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rückwärts­ gangsperre aufzuzeigen, welche bei hoher Zuverlässigkeit leicht montier- und einstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Rückwärtsgangsperre nach dem Patentanspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen er­ geben sich aus den Unteransprüchen.

Die so ausgebildete Rückwärtsgangsperre weist durch ihren koaxialen Aufbau eine hohe Stabilität auf und ist leicht montier- und justierbar.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfin­ dung anhand von Abbildungen näher erläutert. Hierbei sind

Fig. 1a und 1b ein Längsschnitt durch ein Getriebe für ein vierradgetriebenes Kraftfahrzeug, bei dem die Erfindung angewendet wird,

Fig. 2 ein Horizontalschnitt eines Teils des Getriebes der Fig. 1,

Fig. 3a und 3b Schnitte einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3c eine Darstellung eines Schaltmusters,

Fig. 4 ein Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3,

Fig. 5 ein Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 3,

Fig. 6 ein Teilschnitt der Einrichtung zum Sperren des Rückwärtsgangs,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Anschlaghülse,

Fig. 8 ein Schnitt längs der Linie VIII-VIII der Fig. 5,

Fig. 9 ein Schnitt längs der Linie IX-IX der Fig. 5 und

Fig. 10a bis 10c perspektivische Ansichten zum Erläutern der Arbeitsweise der Einrichtung.

In den Fig. 1 und 2 ist ein in Längsrichtung angeordnetes Trans­ achsengetriebe für ein vierradgetriebenes Kraftfahrzeug gezeigt. Das Getriebe enthält ein Getriebegehäuse 1, ein Übertragungs­ gehäuse 2, das an dem Gehäuse 1 an dessen hinterem Ende befestigt ist, und ein Verlängerungsgehäuse 3, das an dem Gehäuse 2 befestigt ist. Das Übertragungsgehäuse 1 enthält ein Paar in Längsrichtung geteilte Schalen. Sein Innenraum ist in drei Abteile 4 bis 6 aufgeteilt. Eine Kupplung 7 ist in dem vorderen Abteil 4, ein Hilfsgetriebe 20 und ein vorderes Differential 30 sind in dem mittleren Abteil 5 ange­ ordnet. Ein Hauptgetriebe 40 ist in dem Abteil 6 und dem Gehäuse 2 vorgesehen. Eine Übertragungsvorrichtung 60 ist in dem Gehäuse 2 angeordnet. Im Betrieb ist eine Kurbelwelle 8 eines (nicht dargestellten) Motors in Wirkverbindung mit einem Ende einer Eingangswelle 9 über die Kupplung 7. Das Hilfs­ getriebe 20 ist zwischen der Eingangswelle 9 und einer Haupt­ antriebswelle 10 des Hauptgetriebes 40 angeordnet.

Das Hilfsgetriebe 20 enthält ein Hochdrehzahlzahnrad 21 auf der Eingangswelle 9, ein Niedrigdrehzahlzahnrad 22, das drehbar auf der Hauptantriebswelle 10 in Ausrichtung mit der Welle 9 angebracht ist, Vorgelegezahnräder 24 und 24 a (Fig. 2), die drehbar an einer Vorgelegewelle 23 angebracht und in Ein­ griff mit den beiden Zahnrädern 21 und 22 sind, und eine Synchronisiereinrichtung 25 zwischen dem Hochdrehzahlzahnrad 21 und dem Niedrigdrehzahlzahnrad 22 auf der Hauptantriebswelle 10. Wenn die Synchronisier­ einrichtung 25 in Eingriff mit dem Hochdrehzahlzahnrad 21 ist, siehe Fig. 1, ist die Welle 9 direkt mit der Welle 10 gekuppelt, um einen Antriebsbereich höherer Drehzahl zu erhalten. Wenn die Synchronisiereinrichtung in Eingriff mit dem Niedrigdrehzahlzahnrad 22 ist, ist das Zahnrad 21 mit der Welle 10 über Zahnräder 24, 24 a und 22 verbunden, um einen Antriebs­ bereich niedrigerer Drehzahl zu erhalten. Das Hauptgetriebe 40 ist ein Fünfganggetriebe mit Overdrive, in dem eine Ausgangs­ welle 11 unter der Antriebswelle 10 parallel dazu angeordnet ist. Erste Zahnräder 41 und 42, zweite Zahnräder 43 und 44, dritte Zahnräder 45 und 46 und vierte Zahnräder 47 und 48 sind an beiden Wellen 10 und 11 vorgesehen. Das erste und das zweite Abtriebszahnrad 42 und 44 sind drehbar auf der Ausgangswelle 11 angebracht. Eine Synchronisiereinrichtung 49 ist zwischen den Abtriebszahnrädern vorgesehen. Das dritte und das vierte Antriebszahnrad 45 und 47 sind drehbar auf der Hauptantriebs­ welle 10 angebracht und eine Synchronisiereinrichtung 50 ist zwischen den Antriebszahnrädern vorgesehen. Für den Antrieb im Rückwärtsgang ist ein Leerlaufzahnrad 54 verschiebbar auf einer Welle 53 angebracht, siehe Fig. 2, und so ausgebildet, daß es mit dem Antriebszahnrad 51 auf der Antriebswelle 10 und mit einem Abtriebszahnrad 52 auf der Hülse der Synchronisierein­ richtung 49 in Eingriff kommt. Das Hauptgetriebe 40 hat zusätz­ lich Zahnräder 55 und 56 für den fünften Gang zwischen der Hauptantriebswelle 10 und der Ausgangswelle 11. Eine Synchronisiereinrichtung 57 ist zwischen dem drehbaren Antriebs­ zahnrad 55 und der Welle 10 angeordnet. Ein Antriebsritzel 31 ist am vorderen Ende der Welle 11 gebildet und greift in ein Kegelzahnrad 32 eines vorderen Differentials 30 ein. Eine Differentialgetriebevorrichtung 33 des vorderen Differentials 30 ist mit den Vorderrädern gekuppelt.

In der Übertragungsvorrichtung 60 ist ein Übertragungsantriebs­ zahnrad 61, das fest an der Ausgangswelle 11 angebracht ist, in Eingriff mit einem Abtriebszahnrad 62, das drehbar auf einer Hinterantriebswelle 12 angebracht ist. Eine Übertragungs­ kupplung 63 in Form einer Synchronisiereinrichtung ist zwischen dem Zahnrad 62 und der Welle 12 angeordnet.

Gemäß Fig. 3 bis 5 ist ein Gangschalthebel 70 schwenkbar an seinem unteren Ende gehalten und in Wirkverbindung mit einem hinteren Endteil eines Schaltstabs 73 über ein Kardangelenk 72, einen Stab 73 a und ein Gelenk 71, das an dem Schalthebel 70 vorgesehen ist. Ein Schaltarm 74 ist an dem vorderen Ende des Schaltstabs 73 befestigt. In dem Getriebegehäuse 1 sind eine 1-2-Schaltschiene 75, eine 3-4-Schaltschiebe 76 und eine 5-Rückwärts-Schaltschiene 77 parallel zueinander und verschiebbar in Wänden 1 a und 1 b gehalten. Ein hinterer Teil jeder Schaltschiene ragt von der Wand 1 b nach hinten in das Über­ tragungsgehäuse 2. Eingriffsarme 75 a bis 77 a sind an hinteren Enden der Schaltschienen 75 bis 77 vorgesehen, damit das untere Ende des Schaltarms 73 wahlweise in Eingriff mit einer der Eingriffsgabeln 75 b bis 77 b, die in den Armen gebildet sind, kommt.

In der Wand 1 a sind Verriegelungsstifte 78 verschiebbar zwischen den Schaltschienen 75 bis 77 vorgesehen. Jeder der Verriegelungs­ stifte greift in eine der Kerben 78 a ein, die in den Schalt­ schienen an deren einem Ende gebildet sind, um Bewegungen von zwei oder drei Schienen gleichzeitig zu verhindern. Gemäß Fig. 4 sind des weiteren federbelastete Sperrkugeln 79 vorgesehen, um die Schaltschienen 75 bis 77 zu positionieren. Gabeln 80, 81 und 82 sind an den Schaltschienen 75 bis 77 durch Stifte 83 befestigt und sind in Eingriff mit Hülsen der Synchronisier­ einrichtungen 49, 50 und 57. Ein Rückwärtsgangschaltarm 84 ist verschiebbar an der Schaltschiene 77 angebracht und durch eine federbelastete Sperrkugel 85 b positioniert. Ein Verriegelungs­ stift 85 a ist verschiebbar im Rückwärtsgangschaltarm 84 vorge­ sehen, um in Eingriff mit einer Kerbe 85 c der Schaltschiene 77 oder 76 in Abhängigkeit vom Betrieb zu kommen. Ein Spreng­ ring 86 ist an der Schaltschiene an der linken Seite des Rück­ wärtsgangschaltarmes 84 befestigt. Der Rückwärtsgangschaltarm 84 steht in Wirkverbindung mit dem Leerlaufzahnrad 54 über einen Umkehr­ hebel 87. Des weiteren ist ein Schaltarm 88 für eine Einrichtung 90 zum Sperren des Rückwärtsgangs an dem Schaltstab 73 befestigt.

Gemäß Fig. 5 bis 9 enthält die Rückwärtsgangsperre 90 ein zylindrisches Haltegehäuse 91, das in einem Aufnahmeteil 2 a sitzt, welches am Übertragungsgehäuse 2 angebracht ist. Das Haltegehäuse 91 ist durch Schrauben 98 befestigt. Im Halte­ gehäuse 91 sitzt axial verschiebbar ein Schaltstück 93. Dieses wird nach links (in Fig. 5) durch eine Druckfeder 94 gespannt, die zwischen dem Schaltstück 93 und einem Deckel 92 vorgesehen ist. Die Achse des Schaltstücks 93 steht recht­ winkelig zur axialen Bewegungsrichtung des Stabs 73. Eine zylindrische Anschlaghülse 95 ist längsverschiebbar und dreh­ bar im Raum zwischen der Innenwand des Haltegehäuses 91 und einem Teil 93 c mit verringertem Durchmesser des Schaltstücks 93 vorgesehen. Die Anschlaghülse 95 wird durch eine Torsions- Druckfeder 96 nach links (Fig. 5) gegen eine Schulter 91 a und in Uhrzeigerrichtung (in Fig. 9) gespannt, um eine An­ schlagfläche 95 a am hinteren Ende der Anschlaghülse 95 mit einer Endwand bzw. einem Rand in einer ringsektorförmigen Öffnung 92 a des Deckels 92 in Eingriff zu bringen, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist. Das Haltegehäuse 91 weist eine Öff­ nung 91 b an einem unteren Teil auf. Im Schaltstück 93 ist fluchtend mit der Öffnung 91 b eine Nute 93 a ausgebildet. Die Anschlaghülse 95 weist eine Aussparung 95 b an ihrem Umfang über einen Winkelbereich auf, welcher der Hälfte des Winkel­ bereiches der Nut 93 a entspricht. Wie in Fig. 7 gezeigt, ist eine Seite 25 c der Anschlaghülse 95 in Ausrichtung mit einer Innenseite 93 b der Nut 93 a, bevor das Schaltstück 93 verscho­ ben wird. Wenn das Schaltstück 93 verschoben wird, so kommt die Innenseite 93 b in Flucht mit einer Seite bzw. Fläche 95 b der Anschlaghülse 95. Wie in Fig. 6 gezeigt, ist eine feder­ belastete Kugelsperreinrichtung 97 vorgesehen, um das Schalt­ stück 93 in der in Fig. 5 gezeigten Stellung zu halten.

Das Ende des Arms 88 ragt durch die Öffnung 91 b des Haltege­ häuses 91 in die Nut 93 a.

Wenn im Betrieb der Schalthebel 70 in der linken Stellung b (Fig. 5) geschaltet wird, dreht sich der Schaltarm 74 entgegen der Uhrzeigerrichtung, so daß das untere Ende des Arms in Ein­ griff mit der Gabel 75 b der 1-2-Schaltschiene 75 kommt. Wenn demgemäß der Schalthebel 70 vorwärts oder rückwärts bewegt wird, so bewegt sich die Gabel 80 in axialer Richtung, um die Hülse der Synchronisiereinrichtung 49 zu verschieben, so daß dann das erste Zahnrad 42 oder das zweite Zahnrad 44 mit der Ausgangswelle 11 in Eingriff gebracht wird. Wenn der Schalt­ hebel 70 in die Mittelstellung a geschaltet wird, so greift der Schaltarm 74 in die Gabel 76 b der 3-4-Schaltschiene 76 ein. Die Synchronisiereinrichtung 50 wird somit durch die Gabel 81 betätigt, um den dritten bzw. vierten Gang zu wählen.

Wenn der Schalthebel 70 in die rechte Stellung c geschaltet wird, kommt der Schaltarm 74 in Eingriff mit der Gabel 77 b der Schaltschiene 77. Wenn der Schalthebel 70 nach vorn in die Stellung des fünften Gangs geschaltet wird, wird die Schalt­ schiene 77 nach vorn bewegt, um die Gabel 82 zum Betätigen der Synchronisiereinrichtung 57 zu bewegen, was bewirkt, daß das Zahnrad 55 in Eingriff mit der Welle 10 kommt, um den fünften Gang zu wählen. Wenn andererseits der Schalthebel 70 nach hinten geschaltet wird, greift der Sprengring 86 auf der Schaltschiene 77 in den Schaltarm 84 ein, um diesen nach hinten zu bewegen, was bewirkt, daß der Hebel 87 für den Eingriff des Leerlauf­ zahnrades 54 in die Zahnräder 51 und 52 bewegt wird. Somit wird der Rückwärtsgang gewählt.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise der Rückwärtsgangsperre 90 unter Bezug auf die Fig. 10a bis 10c beschrieben.

Wenn der Schalthebel 70 in die rechte Stellung c geschaltet wird, so kommt die rechte Seite des Arms 88 in Eingriff mit der Seite 93 b des Schaltstücks 93 und mit der Seite 95 c der Anschlaghülse 95. Beide Seiten bzw. Flächen werden nach rechts gedrückt, so daß das Schaltstück 93 und die Anschlag­ hülse 95 gegen die Federn 94 und 96 bewegt werden. Gleich­ zeitig läßt die Kugelsperreinrichtung 97 das Schaltstück 93 los. Wenn der Schalthebel 70 in die Stellung des fünften Gangs geschaltet wird (siehe Fig. 10b), so gleitet eine Sei­ tenfläche 88 a des Arms 88 an einer Anschlagfläche 95 e der Anschlaghülse 95 vorbei. Der Arm 88 steht dann über der Aus­ sparung 95 b, so daß die Anschlaghülse 95 nach links, d. h. in die Mittelstellung a, durch die Feder 96 bewegt wird, wie dies in Fig. 10b gezeigt ist. Wenn der Schalthebel 70 in die Leerlaufstellung geschaltet wird, um das Zahnrad 54 für den vierten Gang einzurücken, so stößt die Seitenfläche 88 a des Arms 88 die Anschlaghülse 95 in Gegenuhrzeigerrichtung (nach Fig. 8), um diese in dieselbe Richtung zu verdrehen, wobei die Torsions-Druckfeder 96 tordiert und damit gespannt wird. Wenn der Arm 88 die Leerlaufstellung erreicht (siehe Fig. 10a), so stößt der Vorsprung 95 a an einem Ende 92 b in der Öffnung 92 a an (siehe Fig. 9), so daß eine weitere Drehung der Anschlaghülse 95 verhindert wird. Die Drehung des Arms 88 in die Rückwärtsgangstellung R (siehe Fig. 10c) wird somit gesperrt, so daß eine Fehlschaltung des Schalt­ hebels in die Rückwärtsgangstellung verhindert wird.

Wenn der Schalthebel 70 in die Mittelstellung a geschaltet wird, löst sich der Arm 88 von der Kante 95 e der Anschlag­ hülse 95, was dazu führt, daß diese in ihre ursprüngliche Stellung (Fig. 10a) zurückkehrt. Wenn nun der Schalthebel 90 in die Rückwärtsgangstellung R geschaltet wird, so bewegt sich der Arm 88 innerhalb der Nut 93 a (siehe Fig. 10c).

Claims (4)

1. Rückwärtsgangsperre mit koaxial zueinander angeordneten Bauteilen, bei der eine Rückwärtsgangstellung und bestimmte Vorwärtsgangstellungen für einen Getriebeschalthebel (70) an gegenüberliegenden Seiten der Leerlaufstellung angeord­ net sind,

• - mit einem zylindrischen Haltegehäuse (91), das an einem Getriebegehäuse (2) angeschraubt ist,
• - mit einem im Haltegehäuse (91) längsbeweglichen Schalt­ stück (93),
• - mit einer Anschlaghülse (95), die längs- und drehbeweg­ lich auf einem Ende des Schaltstücks (93) sitzt,

wobei das Schaltstück (93) und die Anschlaghülse (95) Ein­ griffsteile (93 b, 95 c) aufweisen, die in Leerlaufstellung in Eingriff mit einem Ende eines Schaltarmes (88) kommen und die Anschlaghülse (95) eine Aussparung (95 b) aufweist, die eine Anschlagfläche (95 e) hat, die mit einem Ende des Armes (88) in Eingriff kommt,

• - mit einer Druckfeder (94), die zwischen dem Schaltstück (93) und einem im Haltegehäuse (91) befestigten Deckel (92) vorgesehen ist,
• - mit einer Torsions-Druckfeder, die zwischen der An­ schlaghülse (95) und dem Deckel (92) vorgesehen ist und die Anschlaghülse (95) in derselben Richtung wie die Druckfeder (94) in Längsrichtung und zusätzlich in Umfangsrichtung vorspannt, und
• - mit Sperreinrichtungen (95 a, 92 b) zum Sperren der An­ schlaghülse (95) gegen ein Drehen aus der Leerlauf­ stellung in die Rückwärtsgangstellung, die einen Vor­ sprung (95 a) am einen Ende der Anschlaghülse (95) und einen Rand (92 b) einer Öffnung (92 a) im Deckel (92) umfaßt, wobei der Rand an den Vorsprung (95 a) anschlägt und wobei die Aussparung (95 b) der Anschlaghülse (95) so ausgebildet ist, daß beim Schalten in die bestimmten Vorwärtsgangstellungen ein Ende des Armes (88) mit der Aussparung (95 b) korrespondiert, so daß die Anschlag­ hülse (95) axial durch die Torsions-Druckfeder (96) bewegt wird und die Anschlagfläche (95 e) in Eingriff kommt, wodurch die Bewegung des Armes (88) aus der Leerlauf­ stellung in die Rückwärtsgangstellung verhindert wird.

2. Rückwärtsgangsperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Rückwärtsgangsperre rechtwinkelig zur Verschieberichtung des Armes (88) angeordnet ist.

3. Rückwärtsgangsperre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltstück (93) über eine federbelastete Kugel­ sperreinrichtung (92) positionierbar ist.