DE4241594C1 - Schaltvorrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Bei einer bekannten Schaltvorrichtung der eingangs genannten Art (DE 29 36 009 A1) sind der verlagerbare Anschlag und die diesen betätigende drehzahlabhängige Stelleinrichtung der Schaltsperre am Schaltmuffenträger angeordnet, wobei dieser An­ schlag zahnartig ausgebildet ist, während die die Schaltschiebe­ muffe in der einen Richtung der Drehachse der Getriebewelle ge­ genüber der Getriebewelle festlegende Anschlagfläche an der Schaltschiebemuffe selbst ausgebildet ist. Bei dieser bekannten Schaltvorrichtung muß der Schaltmuffenträger an seinem Außenum­ fang jeweils eine den verlagerbaren Anschlag und die drehzahlab­ hängige Stelleinrichtung aufnehmende Ausnehmung aufweisen, durch welche die äußere axiale Mitnahmeverzahnung - in welche die Schaltschiebemuffe mit einer korrespondierenden inneren axialen Mitnahmeverzahnung eingreift - unterbrochen wird, so daß die Schaltvorrichtung in ihrer Drehmomentübertragungsfähigkeit be­ trächtlich geschwächt ist.

Aus der DE 30 48 048 A1 ist eine fahrgeschwindigkeitsabhängige Schaltsperre für Zahnradgetriebe, insbesondere Schaltsperre zum Verhindern des Einlegens des Rückwärtsganges bei Kfz-Wechselge­ trieben bei mit zu hoher Geschwindigkeit und vorwärts ausrollen­ dem Fahrzeug bekannt, bei der das Rückwärtsgang-Zahnrad einen drehfest mit ihm verbundenen Kupplungskörper aufweist, in dessen Außenverzahnung die Innenverzahnung einer Schiebemuffe beim Ein­ legen des Rückwärtsganges eingreift. Bei dieser bekannten Schaltsperre wird angestrebt, eine fahrgeschwindigkeitsabhängige Sperre für Zahnradgetriebe anzugeben, welche in einfacher Weise und ohne Zuhilfenahme vieler Einzelteile aufgebaut ist, wobei im wesentlichen kein zusätzlicher Platzbedarf auftreten soll. Die Schaltsperre soll ohne Fremdbetätigung (pneumatisch/hydraulisch/mechanisches Gestänge) arbeiten, dabei wartungsfrei und einfach montier- und demontierbar sein. Zu die­ sem Zweck ist bei der bekannten Schaltsperre vorgesehen, daß zwischen Rückwärtsgang-Zahnrad und Kupplungskörper ein Sperring so angeordnet ist, daß der Sperring aus zwei Halbschalen be­ steht, welche durch eine die Halbschalen im wesentlichen umspan­ nende Feder zusammengehalten sind, daß eine jede der Halbschalen an ihrer dem Kupplungskörper zugewandten Seite mindestens eine Sperrnase aufweist, in welcher eine Stufe, bestehend aus einer Ringfläche und einer Schräge, vorgesehen ist, daß der Kupplungs­ körper an seinem Umfang mindestens zwei axiale Aussperrungen aufweist, wobei durch eine jede der Aussperrungen eine der Sperrnasen axial hindurchgeführt ist und daß die Schiebemuffe an ihrer mit der Ringfläche parallelen Innenbohrung eine mit der Schräge korrespondierende Schräge aufweist. Wenn bei einer be­ stimmten Fahrgeschwindigkeit die Sperringhälften entgegen der Federkraft radial nach außen wandern, wird die Schiebemuffe wäh­ rend ihrer Schaltbewegung mit ihrem Innendurchmesser zwar über die Ringfläche noch hinweggleiten, danach jedoch mit einer an ihr vorgesehenen Innenschräge an der Schräge der Stufe der Sperrnase anstehen, so daß eine Weiterführung der Schaltbewegung verhindert wird.

Aus der GB-PS 13 14 383 ist eine Schaltsperre zum Blockieren des Rückwärtsganges bekannt, bei der auf der Getriebeabtriebswelle ein ringförmiger Schaltmuffenträger konzentrisch und drehfest angeordnet ist, der eine axial verschiebbare Schaltschiebemuffe trägt und radial verlagerbare zylindrische Fliehgewichtskörper lagert, welche bei drehender Getriebeabtriebswelle eine axiale Verschiebung der Schaltschiebemuffe zum Einlegen des Rückwärts­ ganges blockieren.

Bei einer bekannten Schaltvorrichtung anderer Art (DE 40 17 957 A1) ist die Schaltschiebemuffe zusammen mit dem Losrad der Rückwärtsgang-Übersetzung auf dem der koaxialen Eingangswelle benachbarten Wellenende der Ausgangswelle ange­ ordnet, wobei der zum Schalten des direkten 5. Ganges verwen­ dete Kupplungszahnkranz bewegungsfest zur Eingangswelle ange­ ordnet ist. Bei dieser bekannten Schaltvorrichtung ist die Schaltschiebemuffe für den Rückwärtsgang durch eine Gestänge­ kinematik mit den beiden anderen Schaltschiebmuffen derart verbunden, daß bei eingelegtem Gang die diesem Gang nicht zu­ gehörigen Schaltschiebemuffen in ihrer jeweiligen Neutralstel­ lung verriegelt sind.

Dagegen besteht die der vorliegenden Erfindung zugrunde lie­ gende Aufgabe im wesentlichen darin, das Überwechseln der be­ treffenden Schaltschiebemuffe aus ihrer Stellung für den zuge­ hörigen Vorwärtsgang in ihre Stellung für den Rückwärtsgang bei nicht stillstehendem Fahrzeug zu verhindern.

Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch l gelöst.

Bei der Schaltvorrichtung nach der Erfindung kann der Anschlag der Schaltsperre beispielsweise durch ein Druckmittel-Stell­ glied betätigbar sein, dessen Arbeitsdruck von einer von der Getriebewelle angetriebenen Druckmittelpumpe geliefert oder durch ein in Abhängigkeit von der Drehzahl der Getriebewelle umsteuerbares Schaltventil zu- und abgeschaltet wird.

Die Patentansprüche 2 bis 6 haben zwei weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Schaltvorrichtung nach der Erfindung zum Gegenstand, bei denen die Anschläge der Schaltsperre durch Fliehgewichte betätigt sind.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von zwei in der Zeichnung schematisch darge­ stellten Ausführungsformen. In der Zeichnung bedeuten

Fig. 1 einen Ausschnitt eines Zahnräderwechselgetriebes, welcher einen Abschnitt einer Ausgangswelle in einem die Drehachse enthaltenden Schnitt zeigt, bei dem eine Schaltvorrichtung nach der Erfindung mit zwei durch eine Schaltschiebemuffe einschalt­ baren Losrädern und einer Schaltsperre darge­ stellt ist, wobei die obere Schnitthälfte die erste Ausführungsform und die untere Schnitt­ hälfte die zweite Ausführungsform enthält, und

Fig. 2 die Schaltschiebemuffe der Schaltvorrichtung von Fig. 1 in Seitenansicht, deren obere Hälfte die Schaltschiebemuffe in der ersten Ausführungsform und deren untere Hälfte die zweite Ausführungs­ form zeigt.

Auf einer Ausgangswelle 3 eines Zahnräderwechselgetriebes ist ein ringförmiger Schaltmuffenträger 6 konzentrisch und bewegungsfest angeordnet, der eine äußere axiale Mitnahmeverzahnung 7 aufweist, in welche eine ringförmige, zur Drehachse 16-16 der Ausgangswelle konzentrisch angeordnete Schaltschie­ bemuffe 8 mit einer korrespondierenden inneren axialen Mit­ nahmeverzahnung 9 ständig drehfest und axial verschiebbar ein­ greift. Beiderseits des Schaltmuffenträgers 6 sind auf der Ausgangswelle 3 Losräder 12 und 13 drehbar und axial unver­ schiebbar angeordnet, welche jeweils an ihrem dem Schalt­ muffenträger 6 benachbart liegenden Nabenteil einen Kupp­ lungszahnkranz 4 bzw. 5 mit einer äußeren axialen Kupplungs­ verzahnung 10 bzw. 11 aufweisen, in welche die Schaltschiebe­ muffe 8 mit ihrer inneren Mitnahmeverzahnung 9 wechselweise einfahrbar ist.

Das Losrad 13 kämmt unmittelbar mit einem auf einer zur Aus­ gangswelle 3 parallelen Vorgelegewelle konzentrisch und be­ wegungsfest angeordneten Vorgelegewellenzahnrad und bildet mit letzterem eine Zahnradstufe der Gangübersetzung eines 5. Ganges. Das Losrad 12 und ein auf der Vorgelegewelle konzentrisch und drehfest angeordnetes Vorgelegewellenzahnrad kämmen mit einem gemeinsamen Zwischenzahnrad, so daß diese Zahnradstufe zur Bildung der Gangübersetzung eines Rückwärtsganges verwendet ist. Somit dreht das Losrad 13 im gleichen Drehsinn 31 wie die Ausgangswelle 3, während das Losrad 12 des Rückwärtsganges entgegengesetzten Drehsinn zur Ausgangswelle 3 aufweist.

Das Losrad 12 des Rückwärtsganges weist auf seiner der Schalt­ schiebemuffe 8 zugekehrten Stirnseite eine zur Drehachse 16-16 konzentrische Ringnut 19 auf, an die sich radial nach außen eine ringförmige radiale Anschlagfläche 20 für wenigstens einen Anschlag 17 oder 18 einer Schaltsperre 14 oder 15 anschließt, welche an der dem Losrad 12 zugekehrten Stirnseite der Schalt­ schiebemuffe 8 vorgesehen ist und eine Stelleinrichtung 21 oder 22 zur Betätigung des Anschlages aufweist.

Bei der oberen Ausführungsform ist der Anschlag 17 einteilig mit einem Fliehgewicht 25 ausgebildet, welches nach Art eines kreisbogenförmigen Hebelteiles ausgebildet und an seinem in bezug auf den Drehsinn 31 hinten liegenden Ende an einem mit seiner Achse 30-30 parallel zur Drehachse 16-16 angeordneten Lagerbolzen 33 schwenkbar gelagert ist. Bei nichtdrehender Ausgangswelle 3 werden Anschlag 17 und Fliehgewicht 25 durch eine Feder 27 in der gezeichneten Freigangstellung 23 gehalten, in welcher diese Teile axial mit der Ringnut 19 fluchten, so daß die Schaltschiebemuffe 8 mit ihrer inneren Mitnahmeverzah­ nung 9 in die äußere Kupplungsverzahnung 10 des Losrades 12 einfahren kann, da hierbei das Hebelteil 17, 25 in die Ringnut 19 eintaucht.

Bei der unteren Ausführung sind der Anschlag 18 und ein Flieh­ gewicht 26 ebenfalls als ein einteiliges kreisbogenförmiges Element ausgebildet, das jedoch in einer radialen Führung 29 der Schaltschiebemuffe 8 zwangsgeführt und durch eine Feder 28 in der gezeichneten Freigangstellung 23 gehalten ist, in welcher das Element 18, 26 axial mit der Ringnut 19 fluchtet, so daß auch bei dieser Ausführung die Schaltschiebemuffe 8 mit ihrer inneren Mitnahmeverzahnung 9 in die äußere Kupplungsverzahnung 10 einfahren kann, da hierbei das Element 18, 26 in die Ringnut 19 eintaucht.

Wenn die Ausgangswelle 3 in Drehung versetzt ist, werden bei beiden Ausführungsformen das jeweilige Fliehgewicht 25 oder 26 aufgrund der Fliehkraft in eine Sperrstellung 24 nach außen verlagert, in welcher der zugehörige Anschlag 17 oder 18 axial mit der Anschlagfläche 20 fluchtet, so daß die Schaltschiebe­ muffe 8 gehindert ist, mit ihrer inneren Mitnahmeverzahnung 9 in die äußere Kupplungsverzahnung 10 des Losrades 12 einfahren zu können, weil hierbei der jeweilige Anschlag 17 oder 18 an der Anschlagfläche 20 zur Anlage käme und nicht in die Ringnut 19 eintauchen könnte.

Wenn bei der oberen Ausführungsform bei drehender Ausgangswelle 3 das Hebelelement 17, 25 in Anlage an der Anschlagfläche 20 gelangt, wird durch den entstehenden Reibschluß das Hebelele­ ment 17, 25 noch weiter in dem von der Freigangstellung 23 zur Sperrstellung 24 weisenden Drehsinn um die Schwenkachse 30-30 ausgelenkt, weil der Drehsinn der Anschlagfläche 20 gegensinnig zum Drehsinn 31 ist und die Schwenkachse 30-30 in bezug auf den Drehsinn 31 hinter dem Schwerpunkt 32 des Hebelelementes 17, 25 liegt, so daß das Fliehkraftmoment und das Reibkraftmoment gleich­ sinnig in bezug auf die Schwenkachse 30-30 wirken.

Claims (6)

1. Schaltvorrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges, bei der jeweils relativ zu einer Getriebewelle zwei ringförmige Kupplungszahnkränze konzentrisch sowie drehbar und axial unverschiebbar angeordnet sind und ein konzentrischer, axial zwischen den Kupplungszahnkränzen liegender ringförmiger Schaltmuffenträger unbeweglich festgelegt ist und eine äußere axiale Mitnahmeverzahnung aufweist, in die eine zur Getriebe­ welle konzentrische ringförmige Schaltschiebemuffe mit einer korrespondierenden inneren axialen Mitnahmeverzahnung ständig drehfest und axial verschiebbar eingreift, während die Schalt­ schiebemuffe mit ihrer Mitnahmeverzahnung wechselweise in je­ weils eine äußere axiale Kupplungsverzahnung der Kupplungszahn­ kränze einfahrbar ist, von denen der eine bewegungsfest an einem Losrad einer Zahnradstufe einer Rückwärtsgang-Übersetzung ange­ ordnet und der andere zum Schalten einer Vorwärtsgang-Überset­ zung verwendet ist, und mit einer in Abhängigkeit von der Dreh­ zahl der Getriebewelle arbeitenden Schaltsperre mit wenigstens einem mit der Getriebewelle rotierenden und quer zur Drehachse der Getriebewelle verlagerbaren Anschlag und einer die Schalt­ schiebemuffe in einer Richtung der Drehachse bewegungsfest ge­ genüber der Getriebewelle festlegenden Anschlagfläche, wobei der Anschlag durch eine mit der Getriebewelle rotierende drehzahlab­ hängige Stelleinrichtung bei nichtdrehender Getriebewelle in ei­ ne mit der Anschlagfläche axial nicht fluchtende Freigangstel­ lung - dagegen bei drehender Getriebewelle in eine mit der An­ schlagfläche axial fluchtende Sperrstellung betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der verlagerbare Anschlag (17 oder 18) und die Stelleinrich­ tung (21 oder 22) an der Schaltschiebemuffe (8) auf deren dem Losrad (12) zugekehrten Stirnseite angeordnet sind und das Los­ rad (12) auf seiner der Schaltschiebemuffe (8) zugekehrten Stirnseite sowohl eine zur Drehachse (16-16) der Getriebewelle (3) konzentrische und mit der Freigangstellung (23) des verla­ gerbaren Anschlages (17 oder 18) axial fluchtende Ringnut (19) als auch die sich nach außen an die Ringnut (19) anschließende und mit der Sperrstellung (24) des verlagerbaren Anschlages (17 oder 18) axial fluchtende Anschlagfläche (20) aufweist.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehzahlabhängige Stelleinrichtung (21 oder 22) ein Fliehgewicht (25 oder 26) sowie das Fliehgewicht in der Frei­ gangstellung (23) haltende federnde Mittel (27 oder 28) auf­ weist.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fliehgewicht (26) in einer zur Drehachse (16-16) der Getriebewelle (3) radial ausgerichteten Führung (29) der Schaltschiebemuffe (8) angeordnet ist.

4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fliehgewicht (25) um eine zur Drehachse (16-16) der Getriebewelle (3) parallele Schwenkachse (30-30) schwenkbar angeordnet ist.

5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (30-30) in bezug auf die Drehrichtung (31) der Schaltschiebemuffe (8) hinter dem Schwerpunkt (32) des Flieh­ gewichtes (25) liegt.

6. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (17 oder 18) und das Fliehgewicht (25 oder 26) einteilig sind.