DE4320224A1 - Stufenwechselgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Stufenwechselgetriebe gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Ein gattungsbildendes Stufenwechselgetriebe ist bekannt aus der DE-OS 23 19 396. Dort wird vorgeschlagen, zur Vermeidung von Schaltgeräuschen beim Einlegen des Rückwärtsganges die bei geöff­ neter Trennkupplung nachlaufende Antriebswelle des Stufenwechsel­ getriebes durch Vorsynchronisieren eines Vorwärtsganges abzubrem­ sen. Zu diesem Zweck offenbart diese Schrift eine einem Vorwärts­ gang zugeordnete Schaltgabel, die durch einen beim Vorwählen des Rückwärtsganges verschiebbaren Nocken zur Anpressung des dem Vor­ wärtsgang zugeordneten Synchronringes verschoben wird. Dieser Nocken ist dabei so ausgebildet, daß nach Überschreitung eines bestimmten Verschiebeweges der dem vorsynchronisierten Gang zuge­ ordneten Schaltgabel vor dem endgültigen Einrücken des Rück­ wärtsganges die Schaltgabel wieder freigegeben wird. Nachteilig bei diesem gattungsgemäßen Stufenwechselgetriebe ist der Umstand, daß die Schaltgabel des vorsynchronisierten Ganges nicht aktiv zurückverstellt wird. Dadurch besteht die Gefahr, daß die dem vorsynchronisierten Gang zugeordneten Getriebeteile aufgrund von Verklemmungen auch dann noch miteinander in Berührung geraten können, wenn die Vorsynchronisierung schon abgeschlossen ist.

Dieser zuvor genannte Nachteil wird bei einem Stufenwechselge­ triebe gemäß der US-PS 41 81 036 durch eine federbelastete Rast­ kugel vermieden, die eine die Schaltgabel verstellende Schalt­ stange nach Abschluß der Vorsynchronisation in ihre Neutralstel­ lung verstellt. Diese Rückverstellung ist allerdings störanfäl­ lig, weil im Laufe der Betriebsdauer eines Stufenwechselgetriebes Reibungseinflüsse gewissen Schwankungen unterliegen und zu dem die die Rastkugel beaufschlagende Feder ermüden kann.

Eine sichere Rückverstellung der Schaltgabel des vorsynchroni­ sierten Ganges wird in der DE-36 13 921-C2 beschrieben. Dort er­ folgt die Rückstellung allerdings nicht während der Einrückbewe­ gung des Rückwärtsganges, sondern erst gelegentlich der Ausrück­ bewegung. Somit haften Stufenwechselgetriebe dieser Bauart die gleichen Nachteile an wie denjenigen gemäß DE-OS 23 19 396.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, gattungsgemäße Stufenwechselgetriebe so weiterzubilden, daß die vorgenannten Nachteile vermieden werden können.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige Wei­ terbildungen der Erfindung.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zusehen, daß die für das Einlegen des Rückwärtsganges notwendige Bewegung des Schaltfingers gleichzeitig für eine zwangsweise Rückverstellung der dem vorsynchronisierten Vorwärtsgang zugeordneten Schaltgabel genutzt wird. Durch diese über im wesentlichen deformationssteife Bauelemente bewirkte Zwangsverstellung erfolgt unabhängig von Reibungseinflüssen in jedem Falle eine Rückverstellung der Schaltgabel. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zuse­ hen, daß insbesondere bei Stufenwechselgetrieben gemäß den An­ sprüchen 2 bis 8 in großem Umfang bereits vorhandene Baugruppen von in Serie befindlichen Stufenwechselgetrieben genutzt werden können. Außerdem ist der Raumbedarf für die zum Rückstellmecha­ nismus gehörenden Bauteile so gering, daß ohne Platzprobleme eine Nachrüstung an bereits in Serie befindlichen Stufenwechselgetrie­ ben möglich ist. Darüber hinaus ermöglicht die geringe Anzahl der zusätzlich einzubauenden Teile eine problemlose Integration der Nachrüstung in bereits bestehende Fertigungsprozesse.

Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 in Ausschnitten ein erfindungsgemäßes Stufen­ wechselgetriebe, bei dem der Rückwärtsgang noch nicht eingelegt ist,

Fig. 2 eine Seitenansicht des in Fig. 1 mit Y bezeich­ neten Bereiches,

Fig. 3 die Rückseite des in Fig. 1 mit Y bezeichneten Bereiches,

Fig. 4 eine Ansicht in Pfeilrichtung X gemäß Fig. 3,

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 1 mit Z bezeichneten Bereiches,

Fig. 6 ein erfindungsgemäßes Stufenwechselgetriebe nach erfolgter Vorsynchronisierung, aber vor dem end­ gültigen Einlegen des Rückwärtsganges,

Fig. 7 ein erfindungsgemäßes Stufenwechselgetriebe mit eingelegtem Rückwärtsgang, und

Fig. 8 eine mit Fig. 5 vergleichbare Darstellung, al­ lerdings bei einem vorsynchronisierten Vorwärts­ gang.

Man erkennt in Fig. 1 ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Stufen­ wechselgetriebe, das im wesentlichen eine Antriebswelle 2, eine Abtriebswelle 3, eine hier nur durch eine Rotationsachse darge­ stellte Zwischenwelle 4, ein darauf angeordnetes Rücklaufrad 4a, eine insgesamt mit 5 bezeichnete Betätigungseinrichtung sowie ei­ nen insgesamt mit 6 bezeichneten Verstellmechanismus zur Ver­ schiebung einer Schiebemuffe 7 umfaßt. Auf der Antriebswelle 2 sind den Gangstufen 1 bis 4 zugeordnete Zahnräder 8 bis 11 ange­ ordnet, die in ständigem Eingriff mit den Zahnrädern 12 und 13 sowie hier nicht weiter dargestellten Zahnrädern auf der Ab­ triebswelle 3 stehen. Auf dem in der Zeichnung linken Wellenende ist ein dem fünften Gang des Stufenwechselgetriebe 1 zugeordnetes Zahnrad 14 drehbar gelagert, daß über die Schiebemuffe 7 mittels der Verzahnung 15 drehmomentenübertragend mit der Antriebswelle 2 verbindbar ist und in ständigem Eingriff mit einem an der An­ triebswelle 3 befestigten Zahnrad 16 steht. Die Schiebemuffe 7 und das Zahnrad 14 des fünften Ganges werden in der Fig. 1 zwei­ mal dargestellt, um das Zusammenspiel der Betätigungseinrichtung 5 mit dem Rücklaufrad 4 einerseits und der Schiebemuffe 7 ande­ rerseits übersichtlicher erläutern zu können.

Die wesentlichen Betätigungselemente der Betätigungseinrichtung 5 sind eine Rückwärtsgang-Schaltschiene 17, eine Vorwärtsgang- Schaltschiene 18 (fünfter Gang), sowie ein hier nur in Umrissen angedeuteter Schaltbock 19, dessen Aufbau in Fig. 2 näher er­ sichtlich ist, und bei dem in dieser Ansicht ein Rückholhebel 20, sowie untere Enden 21 und 22 eines im wesentlichen C-förmig ge­ stalteten Schaltfingers 23 (siehe Fig. 2) erkennbar sind. Die Rückwärtsgang-Schaltschiene 17 beaufschlagt eine Schaltgabel 24, die um einen Lagerzapfen 25 schwenkbar ist und mit einem Schalt­ maul 26 das Rücklaufrad 4a umgreift. Im Bereich der Anlenkung der Schaltgabel 24 ist auf der Rückwärtsgang-Schaltschiene 17 ein Mitnehmer 27 befestigt, durch den ein auf der Vorwärtsgang- Schaltschiene 18 befestigtes Rastmittel 28 beaufschlagbar ist. Dieses Rastmittel 28 weist im wesentlichen eine federbelastete Rastkugel 29 auf, die sich in der hier gezeigten Stellung hinter einer Einlaufschräge 30 in einer Rastmulde 31 des Mitnehmers 27 befindet. Auf der Unterseite des Mitnehmers 27 befindet sich ne­ ben der Rastmulde 31 noch eine ebene Gleitfläche 32, durch die die Rastkugel 29 ebenfalls beaufschlagbar ist. Mit einer Schraube 33 ist der Mitnehmer 27 an der Rückwärtsgang-Schaltschiene befe­ stigt.

In Fig. 2 ist in einer Seitenansicht der hier insgesamt mit 19 bezeichnete Schaltbock zu sehen, der im wesentlichen ein gehäuse­ fest montierbares Plattenteil 34 aufweist, an dem der Rückholhe­ bel 20 über einen Zapfen 35 angelenkt ist. Gegenüber dem Platten­ teil 34 ist der Schaltfinger 23 zusammen mit Sperrnasen 36 und 37 gemäß einem hier mit 38 bezeichneten Doppelpfeil verschiebbar. Um eine mit 39 bezeichnete Rotationsachse ist der Schaltfinger 23 verschwenkbar und kann mit seinem Ende 21 den unteren Hebelarm 40 des Rückholhebels 20 beaufschlagen. Ein oberer Hebelarm 41 des Rückholhebels 20 ist bei dessen entsprechender Verschwenkung in der Lage, die Vorwärtsgang-Schaltschiene 18 zu beaufschlagen.

Fig. 3 zeigt den Schaltbock 19 in einer Draufsicht, welche in der Zusammenschau mit der Fig. 4 die Gestaltung der Sperrnasen 36 und 37 deutlicher erkennen lassen. Von besonderer Bedeutung sind noch eine Sperrnase 42, die mit einer Ausnehmung 43 versehen ist, sowie eine Drehfeder 44, die für eine dauernde Anlage des Rückholhebels 20 an der Vorwärtsgang-Schaltschiene 18 sorgt.

Aus der vergrößerten Darstellung der Einzelheit Z (Fig. 1) wird in Fig. 5 deutlich, daß durch die Schaltmuffe 7 ein mit 45 be­ zeichneter Synchronring zur Beaufschlagung einer mit 46 bezeich­ neten Reibfläche des Zahnrades 14 bewegt werden kann.

In den Fig. 6 und 7 ist ausschnittsweise das Stufenwechselge­ triebe 1 gemäß Fig. 1 dargestellt. Gleiche Bauteile weisen hier die gleiche Bezifferung auf. Dies gilt auch für Fig. 8. Die dort dargestellten Einzelheiten entsprechen denjenigen der Fig. 5.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Stufenwechselgetriebe 1 befindet sich das Rücklaufrad 4a in ausgerückter Stellung, der Rückwärts­ gang ist also nicht eingelegt. In der Zeichnung wird diese Posi­ tion mit P1 bezeichnet. Für das Einlegen des Rückwärtsganges ist das Rücklaufrad 4a von der Position P1 über die Position P2 hin­ weg in die Position P3 zu bewegen. Dies geschieht mittels einer Verstellung der Schaltgabel 24, die von dem in die Rückwärtsgang- Schaltschiene 17 eingreifenden Schaltfingerende 22 ausgelöst wird. Der Schaltfinger 23 seinerseits steht mit einer hier nicht dargestellten, allgemein bekannten Wählhebeleinrichtung in Ver­ bindung. Durch eine Verdrehung des Schaltfingers 23 um die Ro­ tationsachse 39 (siehe Fig. 2) wird die Rüchwärtsgang-Schalt­ schiene 17 nach links bewegt, so daß die um den Zapfen 25 ge­ schwenkte Schaltgabel 24 eine Verstellung des Rücklaufrades 4a in Richtung der Positionen P2 und P3 herbeiführt. Bei dieser Ver­ schiebebewegung der Rückwärtsgang-Schaltschiene 17 beaufschlagt der Mitnehmer 27 die Rastkugel 28 und bewegt so die Vorwärtsgang- Schaltschiene 18 ebenfalls mit nach links. Dies hat zur Folge, daß der Verstellmechanismus 6 die Schiebemuffe 7 in Einrückrich­ tung beaufschlagt. Gleichzeitig wird von der Vorwärtsgang-Schalt­ schiene 18 aber auch der Rückholhebel 20 gegen den Uhrzeigersinn verstellt. Diese Bewegung zum Zwecke der Vorsynchronisation ist beendet, wenn sich das Rücklaufrad 4a in der Position P2 befindet (siehe Fig. 6). In dieser Position P2 ist der Rückwärtsgang im­ mer noch nicht eingelegt. Die Schiebemuffe 7 befindet sich dann aber in der in Fig. 8 dargestellten Position. Daraus ist zu er­ kennen, daß bei einem in Position P2 befindlichen Rücklaufrad 4a das Zahnrad 14 von dem Synchronring 45 reibend beaufschlagt wird, so daß über die drehfest mit der Antriebswelle 2 verbundene Schiebemuffe 7 ein Nachlaufen der Antriebswelle 2 unterbunden werden kann. Es ist in Fig. 8 aber auch ersichtlich, daß bei ei­ ner Stellung des Rücklaufrades 4a in Position P2 keine form­ schlüssige Verbindung im Vorwärtsgang vorliegt. Die Bewegung der Vorwärtsgang-Schaltschiene 18 zum Zwecke der Vorsynchronisation wird möglich, weil durch die an der Sperrnase 42 vorgesehene Aus­ nehmung 43 (siehe Fig. 3) eine begrenzte Verstellung beim Einle­ gen des Rückwärtsganges zugelassen wird. Wenn sich das Rücklauf­ rad 4a in Position P2 befindet, liegt das Schaltfingerende 21 in der Ausnehmung 43 an der Sperrnase 42 an und berührt zugleich den unteren Hebelarm 40 des Rückholhebels 20 (siehe Fig. 6).

Eine fortlaufende Verschiebung der Rückwärtsgang-Schaltschiene 17 zur Verstellung des Rückwärtsrades 4a in die Position P3 geht einher mit der Rückverstellung der Vorwärtsgang-Schaltschiene 18 in deren Neutralstellung. Die für die Vollendung der Rückwärts­ gang-Einlegebewegung ohnehin erforderliche Verdrehung des Schalt­ fingers 23 führt zu einer zwangsweisen Rückverdrehung des Rück­ holhebels 20 in die in Fig. 7 dargestellte Stellung. Im Unter­ schied zu dem eingangs genannten Stand der Technik erfolgt hier also die Rückverstellung der Vorwärtsgang-Schaltschiene 18 nicht etwa allein nur federbetätigt, sondern aktiv durch die vom Bedie­ ner des Fahrzeugs vorgenommene Wählhebelbetätigung während der Rückwärtsgang-Einlegebewegung. Bei der zuvor beschriebenen Rück­ verstellung der Vorwärtsgang-Schaltschiene 18 wird die Rastkugel 29 aus der Rastmulde 31 herausbewegt und gleitet unter die ebene Fläche 32. Bei dem in Fig. 7 dargestellten Getriebezustand ist das in Position P3 befindliche Rücklaufrad 4a mit der Antriebs­ welle 2 verbunden. Durch die Rückverstellung der Vorwärtsgang- Schaltschiene 18 wird der Synchronring 45 wieder freigegeben, so daß für den in Fig. 7 dargestellten Schaltzustand bei dem Stu­ fenwechselgetriebe 1 die Schaltmuffe 7 wieder die in Fig. 5 dar­ gestellte Position einnimmt.

Beim Herausnehmen des Rückwärtsganges erfolgt eine Verstellung der Rückwärtsgang-Schaltschiene 18 nach rechts, so daß die Rast­ kugel 29 wieder in die Rastmulde 31 gebracht wird.

Die Einlaufschräge 30 am Mitnehmer 27 gewährleistet ein sicheres Einlegen des fünften Ganges für eine normale Vorwärtsgangschal­ tung.

Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ist zu bemerken, daß bis auf den Mitnehmer 27 und das Rastmittel 28 sowie den Rückholhebel 20 ausschließlich Bauelemente verwendet werden, die sich schon im Serieneinsatz befinden. Es wird somit deutlich, daß mit geringem konstruktiven Anpassungsaufwand die erfindungsgemäße Ausgestaltung von Stufenwechselgetrieben nachgerüstet werden kann.

Claims (9)

1. Stufenwechselgetriebe (1) für ein Fahrzeug mit

• - wenigstens einer Antriebswelle (2) und wenigstens einer Ab­ triebswelle (3), auf denen miteinander kämmende Gangzahnrä­ der (8 bis 14) angeordnet sind,
• - wenigstens einer Zwischenwelle (4), auf der ein Rücklaufrad (4a) angeordnet ist, das zur Schaltung eines Rückwärtsganges mit wenigstens einem der Gangzahnräder (8 bis 11) der An­ triebswelle (2) in Eingriff bringbar ist,
• - einer Betätigungseinrichtung (5) zum Einlegen verschiedener Gangstufen, die einen Schaltfinger (23) aufweist, der von wenigstens einer sich mitbewegenden Sperrklinke (Sperrnasen 36, 37, 42) umgeben ist, und durch den den Gangstufen zuge­ ordnete Schaltgabeln (24) zumindest mittelbar beaufschlagbar sind, wobei während der Einrückbewegung des Rücklaufrades (4a) ein Synchronring (45) eines Vorwärtsganges im Sinne ei­ ner Vorsynchronisierung angedrückt und anschließend wieder freigegeben wird,

dadurch gekennzeichnet, daß in der Betätigungseinrichtung (5) ein Rückstellmechanismus vorgesehen ist, der von dem Schaltfinger (23) zumindest mit­ telbar antreibbar ist und während der Einrückbewegung des Rücklaufrades (4a) zumindest mittelbar die dem vorsynchro­ nisierten Vorwärtsgang zugeordnete Schaltgabel zurückstellt.

2. Stufenwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Schaltfinger (23) Schaltschienen (17, 18) beweg­ bar sind, durch die die Schaltgabeln verstellbar sind.

3. Stufenwechselgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstellmechanismus im wesentlichen einen auf einem feststehenden Plattenteil (34) angelenkten, zweiarmigen Rück­ holhebel (20) aufweist, dessen einer Hebelarm (40) durch den relativ zum Plattenteil (34) verdreh- und verschiebbaren Schaltfinger (23) beaufschlagbar ist, und dessen anderer He­ belarm (41) in der Weise ausgebildet ist, daß durch ihn die in einer Vorsynchronisationsstellung befindliche Schaltschiene (18) in eine Neutralstellung verstellbar ist.

4. Stufenwechselgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Rückwärtsgang zugeordneten Schaltschiene (17) ein Mitnehmer (27) angeordnet ist, durch den ein Rastmittel (28) beaufschlagbar ist, das auf der dem vorsynchronisierten Rückwärtsgang zugeordneten Schaltschiene (18) angeordnet ist.

5. Stufenwechselgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (27) im wesentlichen einen quaderförmigen Grundkörper aufweist, an dessen dem Rastmittel (28) zugewand­ ter Unterseite eine Einlaufschräge (30) vorgesehen ist.

6. Stufenwechselgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rastmittel (28) eine in einer Hülse geführte, federbe­ lastete Rastkugel (29) ist.

7. Stufenwechselgetriebe nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Unterseite des Mitnehmers (27) eine zur Aufnahme der Rastkugel (29) ausgebildeter Rastmulde (31) auf­ weist.

8. Stufenwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärtsgang der höchste Getriebegang ist.