DE4106946A1 - Brake device for reverse gear wheel - can be preassembled with gearwheel for easy insertion in gearbox - Google Patents

Brake device for reverse gear wheel - can be preassembled with gearwheel for easy insertion in gearbox

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Abstract

The brake device for a reverse gearwheel (4) which is rotatably displaceable on a fixed axis (3) uses a brake cone (12) which is fixedly connected to same. Both the reverse gearwheel (4) and the brake cone (12) are mounted rotatable and axially displaceable to a restricted amt. on a sleeve (8) which is axially displaceable but non-rotatable on the axis (3). The sleeve (8) supports a non-rotatable brake cone (14) corresponding to the first brake cone (12). The second brake cone (14) can be axially displaced in the direction of the reverse gearwheel (4) away from a stop ring (9) against the force of a spring (20). The sleeve (8) has on the inside one or more grooves (22) which extend against the shift direction of the reverse gear wheel in an inclined face (23). A ball (24) pressed radially outwards by a compression spring (25) and guided in a bore (27) of the axis (3) engages in each groove (22). The two brake cones are in friction engagement after displacing the reverse gearwheel. ADVANTAGE - Rapid shift of reverse gear is possible even with markedly differing operating conditions and oil qualities.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für ein Rück­ wärtsgangrad eines Zahnräderwechselgetriebes, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei ein auf einer festen Achse drehbar gelagertes Schieberad mit einem Hauptwellenrad und einem Vor­ gelegewellenrad in Eingriff bringbar ist und wobei es beim Verschieben durch einen Bremskonus gegenüber der festen Achse abbremsbar ist.The invention relates to a braking device for a rear forward gear of a gear change transmission, in particular for motor vehicles, one being rotatable on a fixed axis stored sliding wheel with a main shaft gear and a front lay shaft gear can be brought into engagement and where it is Moved by a brake cone in relation to the fixed axis can be braked.

Bei einer bekannten Bremsvorrichtung dieser Art ist der mit der festen Achse verbundene Gegenkonus mit einem Nabenteil verbunden, welches das Schieberad trägt und mit dem es ge­ meinsam verschoben werden kann. Der Nabenteil ist mit Längs­ nuten und an diesen anschließend mit Sperrkanten versehen, welche mit Sperrstiften zusammenwirken, die in Bohrungen der Achse festgelegt sind. Beim Verschieben des Schieberades kommt der Bremskonus mit dem Gegenkonus zur Anlage, das Na­ benteil wird gegenüber dem Schieberad verdreht, und die Sperrkanten liegen an den Sperrstiften an. Ein weiteres Ver­ drehen des Schieberades ist erst möglich, wenn die Drehzahl des Schieberades so weit abgebremst ist, daß die Sperrkanten an den Sperrstiften anliegen und damit den Weg entlang der Längsnuten freigeben (DE-P 29 16 626).In a known brake device of this type, the mating cone connected to the fixed axis with a hub part connected, which carries the sliding wheel and with which it ge can be moved together. The hub part is longitudinal grooves and then provide them with locking edges, which interact with locking pins that are in the holes of the Axis are set. When moving the sliding wheel comes the brake cone with the counter cone, the Na part is rotated relative to the sliding wheel, and the Locking edges rest on the locking pins. Another ver Turning the sliding wheel is only possible when the speed the sliding wheel is braked so far that the locking edges rest on the locking pins and thus the way along the Release longitudinal grooves (DE-P 29 16 626).

Bei einer solchen Bremsvorrichtung ist die Schaltgeschwindig­ keit des Rückwärtsganges in hohem Maße abhängig von den Gleitverhältnissen zwischen den Sperrkanten und den Sperr­ stiften, die wiederum stark beeinflußt werden von der Tempe­ ratur und der Qualität des Öls. Im ungünstigen Fall kann es zu Schaltblockierungen kommen, d. h. daß dann der Rückwärts­ gang nur mit starker Verzögerung eingelegt werden kann.With such a braking device, the switching speed is high Reverse gear highly dependent on the Sliding conditions between the locking edges and the locking donate, which in turn are strongly influenced by the tempe rature and the quality of the oil. In the worst case it can  switching blockages occur, d. H. that then the backward gear can only be inserted with a considerable delay.

Eine weitere bekannte Bremseinrichtung für ein Rückwärts­ gangrad weist einen in axialer Richtung federbelasteten, zum Schaltrad koaxial an gehäusefesten Teilen angeordneten Reibring auf, welcher mit einem bis in eine Sperrstellung ge­ genüber dem Gehäuse begrenzt verdrehbaren Mitnehmer zusammen­ wirkt, wobei letzterer Sperrorgane zum Verhindern des Durch­ schaltens aufweist (DE-P 27 08 999). Eine solche Bremsein­ richtung setzt voraus, daß das Rückwärtsgangschaltrad unmit­ telbar benachbart einer Gehäusewand angeordnet sein muß. Das bringt für manche Getriebekonstruktionen konstruktive Zwänge und damit meist Verteuerungen mit sich bzw. ist bei einigen Anwendungsfällen nicht anwendbar.Another known braking device for a reverse gear has a spring-loaded in the axial direction, for Shift wheel arranged coaxially on parts fixed to the housing Friction ring on, which ge with one in a locked position Compared to the housing rotatable driver together acts, the latter blocking organs to prevent the passage switching (DE-P 27 08 999). Such a brake direction assumes that the reverse gear selector wheel must be arranged telbar adjacent to a housing wall. The brings structural constraints for some gearbox designs and therefore usually more expensive with it or is with some Use cases not applicable.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Bremseinrich­ tung für ein Rückwärtsgangrad eines Zahnräderwechselgetriebes zu schaffen, die unabhängig von benachbarten Bauteilen zusam­ men mit dem Rückwärtsgangrad auf dessen feststehender Achse anordenbar ist und welche auch bei starker differierenden Be­ triebsbedingungen und Ölqualitäten ein schnelles Schalten des Rückwärtsganges zuläßt.The object of the invention is a Bremseinrich device for a reverse gear wheel of a gear change transmission to create that together independent of neighboring components men with the reverse gear on its fixed axis can be arranged and which also with strongly differing Be operating conditions and oil qualities a quick switching of the Reverse gear allows.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Rückwärtsgangrad und ein fest mit ihm verbundener Bremskonus drehbar und begrenzt axial verschiebbar auf einer Hülse gela­ gert sind, die Hülse auf der Achse unverdrehbar und axial verschiebbar angeordnet ist, die Hülse einen unverdrehbar an­ geordneten, dem Bremskonus entsprechenden Bremskegel trägt, welcher in Richtung vom Rückwärtsgangrad von einem Anschlag der Hülse weg gegen die Kraft einer Feder axial verschiebbar ist, wobei die Hülse an ihrer Innenseite eine oder mehrere Nuten aufweist, welche entgegen der Schaltrichtung des Rück­ wärtsgangrades in einer Schrägfläche auslaufen und in jeder Nut eine von einer Druckfeder nach außen gedrückte, in einer Bohrung der Achse geführte Kugel eingreift, und der Bremsko­ nus sowie der Bremskegel bei Verschieben des Rückwärtsgangra­ des in Reibschluß gelangen.According to the invention this object is achieved in that the Reverse gear and a brake cone firmly connected to it rotatable and axially movable on a sleeve gela gert, the sleeve on the axis is non-rotatable and axial is arranged displaceably, the sleeve non-rotatably orderly brake cone corresponding to the brake cone, which in the direction of the reverse gear from a stop the sleeve axially displaceable against the force of a spring is, the sleeve on the inside of one or more Has grooves, which counter to the switching direction of the back downward gear wheel run out in an inclined surface and in each Groove one that is pushed outwards by a compression spring in one Bore of the axis guided ball engages, and the Bremsko  nus and the brake cone when shifting the reverse gear of come into frictional engagement.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson­ dere darin, daß die Bremseinrichtung zusammen mit dem Rück­ wärtsgangrad als Sektion vormontiert in das Getriebe einge­ setzt werden kann, wobei lediglich die das Rückwärtsgangrad tragende Achse konstruktiv darauf vorzubereiten ist, und daß die Einstellung des Bremsmomentes in einfacher Weise durch die Bemessung der Federkräfte an der Feder zwischen Hülse und Bremskegel bzw. unter den Kugeln in der Bohrung der Achse und/oder dem Anlaufwinkel der Schrägfläche an den Nuten der Hülse konstruktiv bestimmt werden kann. Damit wird es mög­ lich, Getriebe unterschiedlicher Art auch nachträglich rela­ tiv einfach mit einer Rückwärtsgangbremse auszurüsten.The advantages achieved with the invention are in particular the fact that the braking device together with the back forward gear as a section pre-assembled in the gearbox can be set, whereby only the reverse gear load-bearing axis is to be prepared constructively, and that the setting of the braking torque in a simple manner the dimensioning of the spring forces on the spring between the sleeve and Brake cone or under the balls in the bore of the axle and / or the run-up angle of the inclined surface on the grooves of the Sleeve can be determined constructively. This will make it possible Lich, gears of different types also rela tiv easy to equip with a reverse gear brake.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown below a drawing described in more detail. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teiles eines Schaltgetriebes mit einem gebremsten Rückwärtsgangrad; Figure 1 is a schematic representation of part of a manual transmission with a braked reverse gear.

Fig. 2 eine Bremseinrichtung und ein Rückwärts­ gangrad im Schnitt. Fig. 2 shows a braking device and a reverse gear wheel in section.

In einem Zahnräderwechselgetriebe befinden sich eine An­ triebswelle 1, eine Abtriebswelle 2 und eine Achse 3 für ein Rückwärtsgangrad 4. Auf der Antriebswelle 1 sind in üblicher Weise nicht dargestellte Gangräder gelagert, die mit nicht dargestellten Schalträdern auf der Antriebswelle in Eingriff stehen und wechselweise durch Schaltkupplungen mit ihren Wel­ len gekuppelt werden können. Zwischen einem angetriebenen Zahnrad 5 und einem getriebenen Zahnrad 6 kann das Rückwärts­ gangrad 4 eingeschoben werden, um eine Drehrichtungsumkehr der Abtriebswelle 2 zu erreichen. Das Rückwärtsgangzahnrad 4 ist mit einer Bremseinrichtung 7 verbunden. In a gear change transmission are an on drive shaft 1 , an output shaft 2 and an axis 3 for a reverse gear 4th On the drive shaft 1 gear wheels, not shown, are mounted in the usual way, which are engaged with ratchet wheels, not shown, on the drive shaft and can be alternately coupled by clutches with their wel len. Between a driven gear 5 and a driven gear 6 , the reverse gear 4 can be inserted in order to reverse the direction of rotation of the output shaft 2 . The reverse gear 4 is connected to a braking device 7 .

In Fig. 2 ist die Bremseinrichtung 7 zusammen mit dem Rück­ wärtsgangrad 4 detailliert dargestellt. Das Rückwärtsgangrad 4 ist auf einer Hülse 8 drehbar und begrenzt durch einen An­ schlagring 9 sowie einen Absatz 10 auf der Hülse 8 verschieb­ bar gelagert. Es weist in üblicher Art eine umlaufende Nut 11 für den Eingriff einer Schaltgabel sowie einen Bremskonus 12 auf. Die Hülse 8 ist auf der Achse 3 verschiebbar, aber un­ verdrehbar angeordnet. Die Achse 3 ist mit dem nicht darge­ stellten Getriebegehäuse drehstarr verbunden.In Fig. 2, the braking device 7 is shown together with the reverse reverse gear 4 . The reverse gear 4 is rotatable on a sleeve 8 and limited by a stop ring 9 and a paragraph 10 on the sleeve 8 sliding bar. In the usual way, it has a circumferential groove 11 for the engagement of a shift fork and a brake cone 12 . The sleeve 8 is displaceable on the axis 3 , but rotatably arranged. The axis 3 is rotatably connected to the gearbox not shown Darge.

Gleichfalls auf der Hülse 8 begrenzt verschiebbar zwischen dem Absatz 10 und einem Anschlagring 13 ist ein Bremskegel 14 unverdrehbar angeordnet. Die Verschiebbarkeit des Bremskegels 14 wird durch eine Verzahnung 15 auf einem Bund 16 der Hülse 8 sowie eine Gegenverzahnung 17 innerhalb einer Verlängerung 18 des Bremskegels 14 ermöglicht. Ein Kragen 19 stabilisiert die Führung des Bremskegels 14 auf der Hülse 8. Der Bund 16 der Hülse 8 und die auf ihm befindliche Verzahnung 15 sind Anlage für den Anschlagring 13 am Ende der Verlängerung 18 des Bremskegels 14. Zwischen dem Bund 16 der Hülse 8 und dem Kragen 19 des Bremskegels 14 befindet sich eine druckaus­ übende Feder 20. Die Hülse 8 sowie die Achse 3 sind durch eine Keilverzahnung 21 verschiebbar verbunden. Die Hülse 8 weist zusätzlich zur Achse 3 hin gerichtet zwei Nuten 22 auf, die entgegen der Richtung der Schaltbewegung des Rückwärts­ gangrades 4 mit je einer Schrägfläche 23 auslaufen. In die Nuten 22 greift jeweils eine Kugel 24 ein, die von einer Druckfeder 25 beaufschlagt ist. Die Kugeln 24 sind von Füh­ rungsteilen 26 in einer radialen Bohrung 27 der Achse 3 ge­ führt. Die Führungsteile 26 nehmen auch die Druckfeder 25 führend auf.A brake cone 14 is also non-rotatably arranged on the sleeve 8 to be displaceable to a limited extent between the shoulder 10 and a stop ring 13 . The displaceability of the brake cone 14 is made possible by a toothing 15 on a collar 16 of the sleeve 8 and a counter toothing 17 within an extension 18 of the brake cone 14 . A collar 19 stabilizes the guidance of the brake cone 14 on the sleeve 8 . The collar 16 of the sleeve 8 and the teeth 15 located on it are in contact with the stop ring 13 at the end of the extension 18 of the brake cone 14 . Between the collar 16 of the sleeve 8 and the collar 19 of the brake cone 14 is a spring 20 exerting pressure. The sleeve 8 and the axis 3 are slidably connected by a spline 21 . The sleeve 8 has in addition to the axis 3 directed towards two grooves 22 which run out against the direction of the switching movement of the reverse gear 4 each with an inclined surface 23 . A ball 24 engages in the grooves 22 and is acted upon by a compression spring 25 . The balls 24 are of Füh tion parts 26 leads in a radial bore 27 of the axis 3 ge. The guide parts 26 also receive the compression spring 25 in a leading manner.

Bei eingelegten Vorwärtsgängen und im Leerlauf liegt das Rückwärtsgangrad 4 am Anschlagring 9 an und ist außer Ein­ griff mit den Zahnrädern 5 und 6. Die Feder 20 hält dabei den Bremskegel 14 mit Vorspannung und in Anschlag des An­ schlagringes 13 an dem Bund 16 der Hülse 8 in einem geringen Abstand vom Bremskonus 12.When the forward gears are engaged and idling, the reverse gear 4 rests on the stop ring 9 and is except for a handle with the gears 5 and 6 . The spring 20 holds the brake cone 14 with bias and in abutment of the impact ring 13 on the collar 16 of the sleeve 8 at a short distance from the brake cone 12th

Die Kugeln 24 in den Nuten 22 haben jetzt einen Abstand von den Schrägflächen 23, welcher dem Schaltweg des Rückwärts­ gangrades 4 bis zum Beginn des Eingriffs mit dem angetriebe­ nen Zahnrad 5 entspricht.The balls 24 in the grooves 22 are now at a distance from the inclined surfaces 23 , which corresponds to the switching path of the reverse gear 4 until the start of the engagement with the driven gear 5 .

Beim Einlegen des Rückwärtsganges steht das Fahrzeug im all­ gemeinen still, d. h. das getriebene Zahnrad 6 steht eben­ falls still. Das angetriebene Zahnrad 5 mit Antriebswelle 1, Kupplungsscheibe und Losrädern drehen sich jedoch infolge der Massenträgheit weiter, auch wenn zum Schalten des Getriebes der Motor durch die Hauptkupplung abgekuppelt ist. In diesem Zustand wird das Rückwärtsgangrad 4 mittels der in der Nut 11 eingreifenden Schaltgabel in Richtung auf Zahnrad 5 zuge­ schoben und der Bremskegel 14 sowie die Hülse 8 kraftlos mit­ genommen, bis die Sperrschräge 23 an den Kugeln 24 anliegt. Die Zähne des Rückwärtsgangrades 4 haben zu dem Zeitpunkt be­ reits in die Zähne des Zahnrades 5 eingegriffen. Dabei wird das relativ leichte Rückwärtsgangrad 4 sehr leicht mitgenom­ men und von den relativ großen Massen von Antriebswelle, Kupplungsscheibe und Losrädern beschleunigt. Erst von dem Punkt an, wenn die Sperrschräge 23 an den Kugeln 24 an­ liegt, kann sich die Feder 20 an der Hülse 8 abstützen und so ein Bremsmoment aufgebaut werden. Mit zunehmendem Schaltweg des Rückwärtsgangrades 4 verstärkt sich die Flächenpressung zwischen dem rotierenden Bremskonus 12 und dem stillstehenden Bremskegel 14 infolge der zunehmenden Kraft der dabei zu überwindenden Feder 20. Dabei werden das Rückwärtsgangrad 4 sowie das mit ihm in Eingriff befindliche angetriebene Zahn­ rad 5 sowie die auslaufenden Teile (Antriebswelle 1, Kupp­ lungsscheibe und Losräder) abgebremst.When the reverse gear is engaged, the vehicle is generally stationary, ie the driven gear 6 is stationary if necessary. The driven gear 5 with the drive shaft 1 , clutch disc and idler gears, however, continue to rotate due to the inertia, even if the motor is uncoupled by the main clutch to shift the transmission. In this state, the reverse gear 4 is pushed 5 supplied, and the brake cone 14 and the sleeve 8 made powerless with, applied by means of the engaging groove 11 in the shift fork in the direction of gear to the locking bevel 23 on the balls 24th The teeth of the reverse gear 4 have already engaged in the teeth of the gear 5 at the time. The relatively light reverse gear 4 is very easily taken along and accelerated by the relatively large masses of the drive shaft, clutch disc and idler gears. Only from the point when the locking slope 23 is on the balls 24 , the spring 20 can be supported on the sleeve 8 and a braking torque can be built up. As the switching path of the reverse gear 4 increases, the surface pressure between the rotating brake cone 12 and the stationary brake cone 14 increases due to the increasing force of the spring 20 to be overcome. The reverse gear 4 and the engaged gear wheel 5 and the outgoing parts (drive shaft 1 , clutch disc and idler gears) are braked.

Ist gegen die Kraft der Feder 20 das Ende des Schiebeweges des Bremskegels 14 gegenüber der Hülse 8 erreicht, genügt ein nochmals geringer Kraftanstieg, um den durch die Druckfeder 25 und die Kugeln 24 an der Sperrschrägen 23 erzeugten Wider­ stand zu überwinden. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das Rückwärtsgangrad 4 kurz vor dem Einspuren in die Zähne des stehenden Zahnrades 6. Mit dem Überwinden des Widerstandes an der Sperrschrägen 23 geht das Bremsmoment sofort gegen Null, so daß das Einspuren des Rückwärtsgangrades 4 in das Zahnrad 6 ungebremst erfolgen kann. Der Rückwärtsgang kann so ge­ räuschlos und schnell eingelegt werden.Is against the force of the spring 20, the end of the sliding path of the brake cone 14 relative to the sleeve 8 reached, a small increase in force is sufficient to overcome the generated by the compression spring 25 and the balls 24 on the locking slopes 23 against. At this time, the reverse gear 4 is just before meshing into the teeth of the stationary gear 6 . By overcoming the resistance at the locking bevels 23 , the braking torque immediately goes to zero, so that the engagement of the reverse gear 4 in the gear 6 can take place without braking. The reverse gear can be engaged silently and quickly.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Bremsvorrichtung in konstruktiv einfacher Weise an unter­ schiedlichste Massen- und Schaltkraftverhältnisse angepaßt werden kann durch die ausgewählte Bemessung der Feder 20 bzw. der Druckfeder 25.A particular advantage of the invention can be seen in the fact that the braking device can be adapted in a structurally simple manner to a wide variety of mass and switching force ratios by the selected dimensioning of the spring 20 or the compression spring 25 .

Claims (1)

Bremsvorrichtung für ein Rückwärtsgangrad eines Zahnräder­ wechselgetriebes, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem das auf einer festen Achse drehbar und verschiebbar gelager­ te Rückwärtsgangrad mit einem angetriebenen Zahnrad und einem getriebenen Zahnrad in Eingriff bringbar ist und wobei es beim Verschieben durch einen Bremskonus gegenüber der festen Achse abbremsbar ist, gekennzeichnet dadurch, daß das Rückwärtsgangrad (4) und ein fest mit ihm verbundener Bremskonus (12) drehbar und begrenzt axial verschiebbar auf einer Hülse (8) gelagert sind, die Hülse (8) auf der Achse (3) unverdrehbar und axial verschieb­ bar angeordnet ist, die Hülse (8) einen unverdrehbar angeord­ neten dem Bremskonus (12) entsprechenden Bremskegel (14) trägt, welcher in Richtung vom Rückwärtsgangrad (4) von einem Anschlagring (9) weg gegen die Kraft einer Feder (20) axial verschiebbar ist, wobei die Hülse (8) an ihrer Innenseite eine oder mehrere Nuten (22) aufweist, welche entgegen der Schaltrichtung des Rückwärtsgangrades (4) in einer Schräg­ fläche (23) auslaufen und in jeder Nut (22) eine von einer Druckfeder (25) radial nach außen gedrückte in einer Bohrung (27) der Achse (3) geführte Kugel (24) eingreift, und der Bremskonus (12) sowie der Bremskegel (14) nach Verschieben des Rückwärtsgangrades (4) in Reibschluß sind.Braking device for a reverse gear of a gear change gearbox, in particular for motor vehicles, in which the rotatable and slidably mounted te reverse gear can be brought into engagement with a driven gear and a driven gear and wherein it can be braked relative to the fixed axis when moved by a brake cone is characterized in that the reverse gear wheel ( 4 ) and a brake cone ( 12 ) firmly connected to it are rotatably and axially displaceably mounted on a sleeve ( 8 ) to a limited extent, the sleeve ( 8 ) on the axle ( 3 ) cannot be rotated and axially displaced bar is arranged, the sleeve ( 8 ) carries a non-rotatably angeord Neten the brake cone ( 12 ) corresponding brake cone ( 14 ) which in the direction of the reverse gear ( 4 ) from a stop ring ( 9 ) away against the force of a spring ( 20 ) axially displaceable The sleeve ( 8 ) has one or more grooves ( 22 ) on its inside st, which run against the switching direction of the reverse gear ( 4 ) in an inclined surface ( 23 ) and in each groove ( 22 ) a radially outwardly pressed by a compression spring ( 25 ) in a bore ( 27 ) of the axis ( 3 ) guided ball ( 24 ) engages, and the brake cone ( 12 ) and the brake cone ( 14 ) after moving the reverse gear ( 4 ) are in frictional engagement.
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