DE19951787A1 - Rückwärtsganganordnung für ein Getriebe - Google Patents

Abstract

Ein manuelles Schaltgetriebe (10) für die Verwendung bei Motorfahrzeugen hat eine Eingangswelle (20), eine Ausgangswelle (22) und mehrere ständig in Eingriff stehende Zahnradsätze (24 bis 32), die selektiv eingedrückt werden können, damit dadurch die entsprechenden Vorwärtsgänge eingelegt werden. Außerdem ist eine Rückwärtsganganordnung (14) vorgesehen, mit der der Rückwärtsgang eingelegt wird. Die Rückwärtsganganordnung (14) hat eine nicht drehbar gelagerte Zwischenwelle (104) in dem Gehäuse (18) des Getriebes (10). Ein Zwischenzahnrad (110) ist drehbar an der Zwischenwelle (104) gelagert. Das Zwischenzahnrad (110) ist linear verschiebbar, wodurch es in Eingriff mit einem Rückwärtseingangszahnrad (112) und einem Rückwärtsausgangszahnrad (114) bringbar ist. Die Zähne (118) des Rückwärtszwischenzahnrades (110) haben jeweils zwei einander sich schneidende Flankenradien (130, 132), die sich an der Zahnmittellinie (134) schneiden und zwischen denen ein Winkel eingeschlossen wird. Die Zähne (120, 132) des Eingangszahnrades (112) und des Ausgangszahnrades (114) sind ähnlich ausgebildet und haben jeweils zwei Flankenradien (136, 138; 144, 146), die einen Winkel einschließen. Das Rückwärtsausgangszahnrad (114) hat vorzugsweise wechselweise zurückversetzte Zahnköpfe, wodurch ein einzelner Zahn (118) des Zwischenzahnrades (110) das endgültige Einrücken steuern kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrganggetriebe für Motorfahrzeuge. Genauer betrifft die Erfindung eine Rückwärtsganganordnung für Mehrganggetriebe von Motor­ fahrzeugen. Im einzelnen, aber ohne eine Beschränkung auf das konkrete Aus­ führungsbeispiel und/oder die genaue Anwendung, die zum Zweck der Illustration gezeigt und beschrieben ist, betrifft die Erfindung eine Rückwärtsganganordnung für ein manuelles Schaltgetriebe mit einem Schiebezwischenrad für den Rück­ wärtsgang. Die Rückwärtsganganordnung hat eine verbesserte Zahnkopfform, um den Kraftaufwand beim Schalten zu reduzieren.

Es ist bekannt, daß der Gangwechsel in manuellen Schaltgetrieben durch Ein­ rücken eines der Zahnradsätze bewirkt wird, wodurch die Ausgangswelle in einem vorbestimmten Drehzahlverhältnis relativ zu der Eingangswelle angetrieben wird. Die meisten Schaltgetriebe haben mehrere synchronisierte Zahnradsätze für die Vorwärtsgänge. Für den Rückwärtsgang werden traditionell Schieberadgetriebe verwendet. In letzter Zeit haben manuelle Schaltgetriebe häufig auch eine Syn­ chronisationsanordnung für den Rückwärtsgang, damit die unerwünschten Schleifgeräusche verhindert werden, die häufig bei konventionellen Schieberad­ anordnungen auftreten. Ein Beispiel einer Getriebeanordnung mit einem synchro­ nisierten Rückwärtsgang ist in US-A-5 722 291 gezeigt.

Die bekannten Rückwärtsganganordnungen erfüllen generell die ihnen zuge­ dachten Funktionen. Alle diese bekannten Rückwärtsganganordnungen bringen allerdings Nachteile mit sich. Wenn z. B. eine Rückwärtsganganordnung ein Zwi­ schenzahnrad für den Rückwärtsgang verschiebt, um schließlich die Zähne des Zwischenzahnrades mit der Eingangswelle und der Ausgangswelle in Eingriff zu bringen, muß sich das Zwischenzahnrad zuerst in die korrekte Orientierung schalten, damit seine Zähne sowohl in die Zahnabstände des Eingangszahnrades als auch in die des Ausgangszahnrades passen. Bei bekannten Anordnungen mit einem Schiebezwischenrad mit einer spitzen Geradverzahnung für den Rück­ wärtsgang tritt ein Überkreuzen der Mittellinien der Zähne des Zwischenzahnra­ des mit denen der Zahnspitzen der Ausgangswelle auf. Dieses Überkreuzen führt zu einem Sperren und zu einem gesteigerten Kraftaufwand beim Schalten. Außer­ dem sind synchronisierte Rückwärtsganganordnungen mit gesteigerten Kosten verbunden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltanordnung mit einem Schiebezwischen­ rad für den Rückwärtsgang zum Verwenden in einem manuellen Mehrgangschalt­ getriebe anzugeben.

Die Aufgabe wird durch eine Rückwärtsganganordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Zwischenradanordnung nach der Erfindung hat eine verbesserte Zahnkopfform, wodurch der Effekt des Überkreuzens der Zahn­ mitten der Zähne des Zwischenzahnrades mit denen der Ausgangsmuffe, was bei bekannten Anordnungen zu einem Sperren führt, ausgeschlossen wird. Durch das Ausschließen der Sperr- oder Überkreuzungsbedingungen läßt sich der Kraftauf­ wand oder der Schalthebelwiderstand beim Schalten in den Rückwärtsgang für den Anwender auf ein Minimum reduzieren, ohne daß eine komplexe Synchroni­ sieranordnung notwendig wird. Es wird dadurch, daß der Kraftaufwand beim Schalten in den Rückwärtsgang nahezu gleich dem beim Schalten in einen Vor­ wärtsgang wird, ein reduzierter Kraftaufwand beim Schalten erhalten.

Weitere Merkmale und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegen­ stand der Unteransprüche. Sie werden an Hand der nachfolgenden Beschreibung zusammen mit den zugehörigen Figuren deutlich. Im folgenden wird ein Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung an Hand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Mehrganggetriebes mit einer Rückwärts­ ganganordnung als ein Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht von Fig. 1, die die Komponenten der Rückwärtsganganordnung im Detail zeigt,

Fig. 3 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Zwischenzahnrades von Fig. 1,

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht eines Zahnes des Zwischenzahnrades für den Rückwärtsgang in Richtung des Pfeils 4 in Fig. 2,

Fig. 5 eine Seitenansicht einer ersten Schaltmuffe für den Rückwärtsgang,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der ersten Schaltmuffe von Fig. 5,

Fig. 7 eine Draufsicht auf die Schaltmuffe von Fig. 5,

Fig. 8 den Schnitt 8-8 aus Fig. 7,

Fig. 9 eine vergrößerte Ansicht eines Zahnes der Schaltmuffe,

Fig. 10 eine vergrößerte Darstellung der Eingangswelle von Fig. 1 und 2, und

Fig. 11 eine vergrößerte Darstellung eines Zahnes des Rückwärtseingangs­ zahnrades in Richtung des Pfeils A in Fig. 10.

Fig. 1 zeigt ein Mehrganggetriebe 10 der transaxle Variante, das besonders für die Verwendung bei einem Motorfahrzeug mit Vorderradantrieb vorgesehen ist. Generell hat das Getriebe 10 einen Mehrganggetriebezug 12, eine Rückwärts­ ganganordnung 14 und einen Kraftübertragungsmechanismus 16, die in einem Getriebegehäuse 18 befestigt sind. Der Getriebezug 12 hat eine Eingangswelle 20, die von der Ausgangswelle (nicht gezeigt) des Motors des Motorfahrzeugs angetrieben wird. Die Eingangswelle 20 ist mit der nicht gezeigten Ausgangswelle des Motors durch Einrücken einer manuell betätigbaren Kupplung (nicht gezeigt) verbindbar. Der Getriebezug 12 hat außerdem eine Ausgangswelle 22 und eine Reihe ständig in Eingriff stehender Zahnradsätze bzw. -paare 24, 26, 28, 30 und 32. Jeder Zahnradsatz 24 bis 32 läßt sich selektiv zum Koppeln der Ausgangs­ welle 22 an die Eingangswelle 20 einrücken, wodurch fünf verschiedene Vor­ wärtsübersetzungsverhältnisse (d. h. fünf Vorwärtsgänge) ausgebildet werden. Ähnlich läßt sich die Rückwärtsganganordnung 14 selektiv zum Koppeln der Aus­ gangswelle 20 an die Eingangswelle 20 einrücken, wodurch ein Rückwärtsüber­ setzungsverhältnis (d. h. ein Rückwärtsgang) ausgebildet wird.

Der Kraftübertragungsmechanismus 16 wird von der Ausgangswelle 22 drehan­ getrieben und hat eine Differentialanordnung 34, die ein Drehmoment mittels zweier Kegelräder 36 auf zwei Vorderradantriebswellen (nicht gezeigt) übertragen kann. Ein Antriebszahnrad 38 ist an dem Gehäuse 40 der Differentialanordnung 34 gelagert und steht ständig in Eingriff mit einem Ausgangszahnrad 42 an der Ausgangswelle 22. Auf bekannte Weise bewirkt ein Drehantreiben des Gehäuses 40 ein Drehantreiben der Kegelräder 36, wobei ein Unterschied der Drehzahl zwi­ schen beiden möglich ist. Wie zu sehen ist, sind die Eingangswelle 20, die Aus­ gangswelle 22, die Rückwärtsganganordnung 14 und die Differentialanordnung 34 jeweils mittels geeigneter Lager drehbar in dem Gehäuse 18 gelagert.

Wie weiterhin in Fig. 1 gezeigt, hat das erste Zahnradpaar 24 ein erstes Ein­ gangszahnrad 44 an der Eingangswelle 20 und ein erstes Ausgangszahnrad 46, das drehbar an der Ausgangswelle 22 gelagert ist. Das erste Eingangszahnrad 44 steht ständig mit dem ersten Ausgangszahnrad 46 in Eingriff, wodurch ein erster Kraftübertragungspfad von der Eingangswelle 20 zu der Ausgangswelle 22 be­ stimmt wird, der das erste Übersetzungsverhältnis zwischen diesen beiden oder den ersten Vorwärtsgang bildet. Das zweite Zahnradpaar 26 hat ein zweites Ein­ gangszahnrad 48 an der Eingangswelle 20 und ein zweites Ausgangszahnrad 50, das drehbar an der Ausgangswelle 22 gelagert ist. Das zweite Eingangszahnrad 48 steht ständig mit dem zweiten Ausgangszahnrad 50 in Eingriff, wodurch ein zweiter Kraftübertragungspfad von der Eingangswelle 20 zu der Ausgangswelle 22 bestimmt wird, der das zweite Übersetzungsverhältnis zwischen den beiden bestimmt. Das dritte Zahnradpaar 28 hat ein drittes Eingangszahnrad 52, das drehbar an der Eingangswelle 20 gelagert ist und ständig in Eingriff mit einem dritten Ausgangszahnrad 54 steht, das an der Ausgangswelle 22 befestigt ist. Da­ durch wird ein dritter Kraftübertragungspfad von der Eingangswelle 20 zu der Ausgangswelle 22 und somit ein drittes Übersetzungsverhältnis zwischen diesen beiden bestimmt. Das vierte Zahnradpaar 30 hat ein viertes Eingangszahnrad 56, das drehbar an der Eingangswelle 20 gelagert ist und ständig mit einem vierten Ausgangszahnrad 58 in Eingriff steht, das an der Ausgangswelle 22 befestigt ist, wodurch ein vierter Kraftübertragungspfad mit einem vierten Übersetzungsverhält­ nis zwischen der Eingangswelle 20 und der Ausgangswelle 22 gebildet wird. Das fünfte Zahnradpaar 32 hat ein fünftes Eingangszahnrad 60, das drehbar auf der Eingangswelle 20 gelagert ist und ständig mit einem fünften Ausgangszahnrad 62 in Eingriff steht, das an der Ausgangswelle 22 befestigt ist. Dadurch wird ein fünfter Kraftübertragungspfad und das fünfte Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle 20 und der Ausgangswelle 22 gebildet.

Wie vorstehend erläutert, ist der Getriebezug 12 so angeordnet, daß selektiv ein Antriebsdrehmoment von der Eingangswelle 20 über einen von fünf verschiede­ nen Kraftübertragungspfaden auf die Ausgangswelle 22 übertragen werden kann, wodurch fünf verschiedene Vorwärtsgänge gebildet werden. Hierzu ist jeder Zahnradsatz des Getriebezuges 12 einer selektiv einrückbaren Synchronisations­ kupplung zugeordnet. Im einzelnen ist eine erste Synchronisationskupplung 64 betätigbar zwischen dem ersten Zahnradsatz 24 und dem zweiten Zahnradsatz 26 angeordnet. Die erste Synchronisationskupplung 64 hat eine erste Nabe 66, die an der Ausgangswelle 22 befestigt ist, eine erste Schaltmuffe 68 und zwei Syn­ chronisatoren 70a und 70b des Doppelkonustyps. Die erste Synchronisations­ kupplung 64 gehört zu der doppelt wirkenden Variante. Dabei ist die erste Schaltmuffe 68 so gelagert, daß sie sich gemeinsam mit der ersten Nabe 66 dreht und bidirektional axial auf dieser verschoben werden kann. Dadurch läßt sich se­ lektiv der erste Zahnradsatz 24 oder der zweite Zahnradsatz 26 jeweils mit der Ausgangswelle 22 einrücken, wodurch entweder der erste oder der zweite Vor­ wärtsgang eingelegt wird. Im einzelnen betätigt eine axial vorwärts gerichtete Be­ wegung der ersten Schaltmuffe 68 aus ihrer gezeigten Neutralstellung den Syn­ chronisator 70a, der wiederum eine Drehzahlangleichung zwischen dem ersten Zahnradsatz 24 und der Ausgangswelle 22 bewirkt. Nach dem Angleichen der Drehzahl rückt die erste Schaltmuffe in die Kupplungszähne 72 auf dem ersten Ausgangszahnrad 46 ein, wodurch der erste Kraftübertragungspfad eingerückt und der erste Vorwärtsgang eingelegt wird. In ähnlicher Weise betätigt ein axial rückwärtiges Bewegen der ersten Schaltmuffe 68 den Synchronisator 70b, wo­ durch eine Drehzahlangleichung zwischen dem zweiten Zahnradsatz 26 und der Ausgangswelle 22 bewirkt wird. Nach dem Angleichen der Drehzahl rückt die er­ ste Schaltmuffe 68 in die Kupplungszähne 74 auf dem zweiten Ausgangszahnrad 50 ein, wodurch der zweite Kraftübertragungspfad eingerückt und der zweite Vor­ wärtsgang eingelegt wird.

Eine zweite Synchronisationskupplung 76 ist zwischen dem dritten Zahnradsatz 28 und dem vierten Zahnradsatz 30 angeordnet. Die zweite Synchronisations­ kupplung 76 hat eine zweite Nabe 78, die an der Eingangswelle 20 befestigt ist, eine zweite Schaltmuffe 80 und zwei Synchronisatoren 82a und 82b des Ko­ nustyps. Die zweite Synchronisationskupplung 76 ist ebenfalls eine doppelt wir­ kende Anordnung. Dabei ist die zweite Schaltmuffe 80 so auf der zweiten Nabe 78 gelagert, daß sie sich gemeinsam mit der zweiten Nabe 78 dreht und auf die­ ser bidirektional in Axialrichtung verschoben werden kann. Dadurch lassen sich der dritte Zahnradsatz 28 oder der vierte Zahnradsatz 30 jeweils selektiv mit der Eingangswelle 20 einkuppeln, wodurch entweder der dritte oder der vierte Vor­ wärtsgang eingelegt wird. Im einzelnen bewirkt das axial Vorwärtsbewegen der zweiten Schaltmuffe 80 aus ihrer gezeigten Neutralstellung die Drehzahlanglei­ chung zwischen dem dritten Zahnradsatz 28 und der Eingangswelle 20, wodurch sich letztlich ein Einrücken der zweiten Schaltmuffe 80 in die Kupplungszähne 84 auf einem Kupplungsring 86 ergibt, der auf dem dritten Eingangszahnrad 52 befe­ stigt ist. Dadurch greift der dritte Kraftübertragungspfad ein, und der dritte Vor­ wärtsgang wird eingerückt. Ein Zurückbewegen in Axialrichtung der zweiten Schaltmuffe 80 bewirkt ein Angleichen der Drehzahl zwischen dem vierten Zahn­ radsatz 30 und der Eingangswelle 20 und letztlich ein Einrücken der zweiten Schaltmuffe 80 in die Kupplungszähne 88 eines Kupplungsringes 90, der auf dem vierten Eingangszahnrad 56 befestigt ist. Dadurch wird der vierte Kraftübertra­ gungspfad eingerückt, und der vierte Vorwärtsgang wird eingelegt.

Eine dritte Synchronisationskupplung 92 des doppelt wirkenden Typs ist neben dem fünften Zahnradsatz 32 angeordnet und hat eine dritte Nabe 94, die auf der Eingangsweile 20 befestigt ist, einen Synchronisator 96 und eine dritte Schalt­ muffe 98. Die dritte Schaltmuffe 98 ist so gelagert, daß sie zusammen mit der dritten Nabe 94 drehbar und zu dieser axial verschiebbar ist, wodurch selektiv der fünfte Zahnradsatz 32 mit der Eingangswelle 20 eingerückt werden kann, wodurch der fünfte Vorwärtsgang eingelegt wird. Im einzelnen bewirkt ein axiales Bewegen der dritten Schaltmuffe 98 aus ihrer gezeigten Neutralstellung nach vorne ein An­ gleichen der Drehzahl zwischen dem fünften Zahnradsatz 32 und der Eingangs­ welle 20. Als Ergebnis rückt die dritte Schaltmuffe 98 in die Kupplungszähne 100 auf einem Kupplungsring 102 ein, der an dem fünften Eingangszahnrad 60 befe­ stigt ist, wodurch der fünfte Kraftübertragungspfad einrückt und der fünfte Vor­ wärtsgang eingelegt wird. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, ist jede der Schaltmuffen 68, 80 und 98 in einer mittleren oder nicht eingerückten Stellung angeordnet, wo­ durch ein Neutralzustand ausgebildet ist, in dem kein Antriebsdrehmoment von der Eingangswelle 20 auf die Ausgangswelle 22 durch einen der Zahnradsätze übertragen wird. Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau können die Synchro­ nisatoren jeden derzeit für manuelle Schaltgetriebe bekannten Aufbau haben. Außerdem sind alle alternativen Anordnungen möglich, die eine dazu vergleich­ bare Wirkung haben.

Die in Fig. 1 und 2 gezeigte Rückwärtsganganordnung 14 zum Bereitstellen eines Rückwärtsganges hat eine Zwischenwelle 104, die fest an dem Gehäuse 18 gela­ gert ist, und einen Rückwärtszahnradsatz 108. Der Rückwärtszahnradsatz 108 hat ein Zwischenzahnrad 110, das drehbar auf der Zwischenwelle 104 gelagert ist. Das Zwischenzahnrad 110 ist linear zwischen einer ersten Stellung oder aus­ gerückten Stellung (in Fig. 1 und 2 mit durchgezogenen Linien gezeigt) und einer zweiten Stellung oder eingerückten Stellung (in Fig. 1 und 2 mit gestrichelten Li­ nien gezeigt) verschiebbar. Obwohl es in der Fig. 1 und 2 zum Zwecke der besse­ ren Klarheit anders dargestellt ist, ist dem Fachmann der Aufbau und die Wirkung eines Schiebezwischenzahnrades bekannt. In diesem Zusammenhang ist dem Fachmann geläufig, daß das Umkehrzwischenzahnrad 110 zwischen der ersten und der zweiten Stellung auf bekannte Weise verschiebbar ist. In der eingerück­ ten Stellung steht das Zwischenzahnrad 110 mit einem Rückwärtseingangszahn­ rad 112 in Eingriff, das an der Eingangswelle 20 ausgebildet ist. Wenn sich die erste Schaltmuffe 68 in ihrer Neutralstellung befindet, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, steht das Zwischenzahnrad 110 dann außerdem mit einem Rückwärtsausgangs­ zahnrad 114 in Eingriff, das von der ersten Schaltmuffe 68 getragen wird. Folglich treibt das Rückwärtseingangszahnrad 112 der Eingangswelle 20 das Zwischen­ zahnrad 110 an, wenn dieses in seine eingerückte Position verschoben worden ist. Das Zwischenzahnrad 110 treibt dann wiederum das Rückwärtsausgangs­ zahnrad 114 und somit über die erste Nabe 66 die Ausgangswelle 22 in Rück­ wärtsrichtung an.

An Hand der Fig. 1 und 2 und zusätzlich an Hand der Fig. 2 bis 11 wird das Zwi­ schenzahnrad 110 näher erläutert. Das Zwischenzahnrad 110 hat mehrere Zähne 118, die mit mehreren Zähnen 120 an dem Eingangszahnrad 112 und mit mehre­ ren Zähnen 122 an dem Rückwärtsausgangszahnrad 114 in Eingriff stehen. Da das Schalten in den Rückwärtsgang üblicherweise das Rückwärtszwischenzahn­ rad 110 verschiebt, um letztlich das Einrücken der Zähne 118 des Zwischenzahn­ rades 110 mit den Eingangszähnen 120 und mit den Ausgangszähnen 122 zu bewirken, muß das Zwischenzahnrad 110 zunächst in eine geeignete Stellung gebracht werden, damit seine Zähne 118 in die Zwischenräume sowohl zwischen den Eingangszähnen 120 als auch zwischen den Ausgangszähnen 122 passen. Bei dem Ausführungsbeispiel wird dieses Einstellen der Orientierung mittels einer verbesserten Zahnkopfform erreicht, wie im folgenden näher erläutert wird.

Im einzelnen zeigt Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht eines der Zähne 118 des Rückwärtszwischenzahnrades 110. Bei dem beispielhaft dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel hat das Rückwärtszwischenzahnrad 110 neunundzwanzig Zähne 118. Das Rückwärtszwischenzahnrad 110 kann aber abhängig von der jeweiligen Anwendung auch eine andere Anzahl Zähne 118 haben. Die einzelnen Zähne 118 des Rückwärtszwischenzahnrades 110 sind im wesentlichen identisch.

Jeder Zahn 118 des Rückwärtszwischenzahnrades 110 hat zwei sich schnei­ dende Flankenradien 130 und 132. Die beiden Flankenradien 130 und 132 schneiden einander an der Zahnmittellinie 134. Bei dem Ausführungsbeispiel be­ trägt der Radius der Krümmung des jeweiligen Flankenradius 130 und 132 etwa 11,7 mm bis 12,3 mm. Weiterhin schließen die Flankenradien 130 und 132 bei dem Ausführungsbeispiel einen Winkel von etwa 110° ein. Die Flankenradien 130 und 132 und der eingeschlossene Winkel werden mit bekannten Herstellungs­ verfahren für Geradverzahnungen hergestellt.

An Hand der Fig. 10 und 11 werden nun die Zahnflanken der Zähne 120 des Rückwärtseingangszahnrades 112 beschrieben. Das Rückwärtseingangszahnrad 112 hat zwölf im wesentlichen identische Zähne 120. Der jeweilige Zahn 120 des Rückwärtseingangszahnrades 112 hat zwei Flankenradien 136 und 138, die ein­ ander bei der Zahnmittellinie 140 schneiden. Der von den Flankenradien 136 und 138 eingeschlossene Winkel ist im wesentlichen gleich dem von den Flankenra­ dien 130 und 132 der Zähne 118 des Zwischenzahnrades 110 eingeschlossenen Winkels. Bei dem Ausführungsbeispiel ist der von den Flankenradien 136 und 138 eingeschlossene Winkel der Zähne 120 des Eingangszahnrades 112 etwa 114°.

An Hand der Fig. 5 bis 9 werden im folgenden die Zahnflanken des Rück­ wärtsausgangszahnrades 114 beschrieben. Wie in Fig. 5 zu sehen ist, ist das Rückwärtsausgangszahnrad 114 einstückig mit der Schaltmuffe 68 ausgebildet. Bei dem Ausführungsbeispiel hat das Rückwärtsausgangszahnrad 114 einund­ vierzig Zähne 122. Die Zähne 122 des Rückwärtsausgangszahnrades 114 haben im wesentlichen gleiche Zahnflanken.

Fig. 9 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Zahnes 122 des Rückwärtsausgangs­ zahnrades 114. Der jeweilige Zahn 122 hat zwei Flankenradien 144 und 146, die einander bei der Zahnmittellinie 148 schneiden. Der Radius der Krümmung der Flankenradien 144 und 146 ist ein Ergebnis der Bearbeitung, die für das Erzeu­ gen des vorgegebenen Mittellinienradius und des eingeschlossenen Winkels verwendet wird. Vorzugsweise ist der von den Flankenradien 144 und 146 einge­ schlossene Winkel kleiner als der eingeschlossene Winkel des Zwischenzahnra­ des 110. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der eingeschlossene Winkel der Zähne 122 des Ausgangszahnrades 114 etwa 90°.

Das gezeigte Rückwärtsausgangszahnrad 114 hat vorzugsweise eine Zahnkopf­ versatzanordnung, die es einem einzelnen Zahn 118 des Zwischenzahnrades 110 ermöglicht, das endgültige Einrücken zu steuern. Wie im einzelnen in Fig. 5 und 6 gezeigt, wechseln die Zähne 122 des Rückwärtsausgangszahnrades 114 zwi­ schen Zähnen 122a mit einer ersten Länge und Zähnen 122b mit einer zweiten kürzeren Länge ab. In diesem Zusammenhang ist zu sehen, daß die Zahnköpfe der Zähne 122b mit der kürzeren Länge gegen die Zahnköpfe der benachbarten Zähne 122a mit der größeren Länge zurückversetzt sind. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel haben die längeren Zähne 122a eine Länge von etwa 10 mm. Die kürzeren Zähne 122b haben eine Länge von etwa 9 mm. Die Längenun­ terschiede ergeben ein Zurückversetzen eines jeden zweiten Zahnes um etwa 1 mm. Da das Rückwärtsausgangszahnrad 114 bei dem Ausführungsbeispiel eine ungerade Anzahl Zähne 122 hat, haben zwei benachbarte Zähne 122 gleiche Längen.

Wenn bei dem Getriebe 10 nach der Erfindung der Rückwärtsgang durch Ver­ schieben des Zwischenzahnrades 110 zu dem Rückwärtseingangszahnrad 112 und dem Rückwärtsausgangszahnrad 114 hin (d. h. die gestrichelten Linien in Fig. 2) eingelegt wird, ist der verfügbare Mittellinienradius der Zahnflanke reduziert, der zum Überkreuzen mit demselben des Zielzahnes zur Verfügung steht. Ein scharfer (kleiner) Mittellinienradius der Zähne 120 des Rückwärtseingangszahn­ rades 112 ist aus dem gleichen Grund ähnlich abgeschrägt wie bei den Zähnen 118 des Zwischenzahnrades 110. Der geringfügig größere eingeschlossene Win­ kel bei dem Eingangszahnrad 112 dient zum Verlangsamen der Axialverschie­ bung des Zwischenzahnrades 110 beim Ausrichten zu dem Rückwärtsausgangs­ zahnrad 114. Die Versatzanordnung der Flanken des Rückwärtsausgangszahn­ rades 114 der ersten Schaltmuffe 68 ermöglicht es einem einzelnen Zahn 118 des Zwischenzahnrades 110, das endgültige Einrücken zu steuern. Die Anordnung der Zähne 122 auf dem Umfang der Schaltmuffe ermöglicht es dem Zwischen­ zahnrad 110, zwei Zähne 122 beim Positionieren und in Eingriff Verschieben zu berühren. Die abwechselnde Zahnlänge der Zähne 122 des Rückwärtsausgangs­ zahnrades 114 reduziert die Führung zunächst auf die Hälfte. Anschließend ergibt sich dann die vollständige Führung der alternierenden Zähne. Somit wird ein Zahnwechsel in Drehrichtung vorwärts, rückwärts und wieder vorwärts verhindert. Das ermöglicht ein weiches Verschieben, wobei ein einzelner Zahn 118 des Zwi­ schenzahnrades 110 den Eingriff der Schaltmuffe 68 steuert. Dadurch läßt sich der Rückwärtsgang mit einem minimalen Kraftaufwand schalten und die Tendenz zum Sperren (d. h. das Überkreuzen der Zahnmittellinien) weitgehend reduzieren.

Vorstehend ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die hierin beschriebene Rückwärtsganganordnung läßt sich einfach auch für an­ dere Mehrganggetriebezüge verwenden, die sowohl für Vorderradantrieb als auch für Hinterradantrieb bei Fahrzeuganwendungen eingesetzt werden können.

Claims (11)

1. Getriebe mit einem Gehäuse (18), einer drehbar in dem Gehäuse (18) gela­ gerten ersten Welle (20), die ein erstes Zahnrad (112) trägt, einer drehbar in dem Gehäuse (18) gelagerten zweiten Welle (22), die ein zweites Zahnrad (114) trägt, einer in dem Gehäuse (18) gelagerten dritten Welle (104), und mit einem drehbar auf der dritten Welle (104) gelagerten dritten Zahnrad (110), das linear zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung verschiebbar ist, in der es das erste Zahnrad (112) selektiv mit dem zweiten Zahnrad (114) koppelt, und das mehrere Zähne (118) hat, die jeweils zwei einander schneidende Flankenradien (130, 132) haben.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Zahn­ rad (112) mehrere Zähne (120) mit jeweils zwei einander schneidenden Flankenradien (136, 138) hat.

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Zahnrad (114) mehrere Zähne (122) mit jeweils zwei einander schneidenden Flankenradien (144, 146) hat.

4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Flan­ kenradien (144, 146) der Zähne (122) des zweiten Zahnrades (114) einen zweiten Winkel einschließen, und daß die beiden Flankenradien (130, 132) der Zähne (118) des dritten Zahnrades (110) einen dritten Winkel ein­ schließen, der größer ist als der zweite Winkel.

5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Flan­ kenradien (136, 138) der Zähne (120) des ersten Zahnrades (112) einen er­ sten Winkel einschließen, der größer ist als der zweite Winkel.

6. Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Winkel in etwa gleich dem ersten Winkel ist.

7. Getriebe nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß einander benachbarte Zähne (122a, 122b) des zweiten Zahnrades (114) abwechselnd eine erste bzw. eine zweite Länge haben, wodurch jeder zweite Zahn (122b) des zweiten Zahnrades (114) einen in Axialrichtung ge­ gen die Zahnköpfe benachbarter Zähne (122a) zurückversetzten Zahnkopf hat.

8. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Welle eine Eingangswelle (20), das erste Zahnrad ein Rückwärtseingangszahnrad (112), die zweite Welle eine Ausgangswelle (22), das zweite Zahnrad ein Rückwärtsausgangszahnrad (114), die dritte Welle eine Zwischenwelle (104) und das dritte Zahnrad ein Zwischenzahn­ rad (110) ist.

9. Getriebe nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch mindestens einen Vor­ wärtszahnradsatz (24, 26), der ein erstes Vorwärtseingangszahnrad (44, 48) hat, das an der Eingangswelle (20) befestigt ist und mit einem ersten Vor­ wärtsausgangszahnrad (46, 50) in Eingriff steht, das drehbar an der Aus­ gangswelle (22) gelagert ist, durch eine von der Ausgangswelle (22) ange­ triebene Synchronisationskupplung (64), die selektiv an das erste Vor­ wärtsausgangszahnrad (46, 50) koppelt, um einen Vorwärtsgang einzule­ gen, und die eine Nabe (66) und eine Schaltmuffe (68) hat, die so an der Nabe (66) gelagert ist, daß sie sich gemeinsam mit ihr dreht und gegen diese axial verschiebbar ist, und durch ein von der Schaltmuffe (68) getra­ genes Rückwärtsausgangszahnrad (114).

10. Getriebe nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen weiteren Vorwärts­ zahnradsatz (28, 30, 32) mit einem drehbar auf der Eingangswelle (20) ge­ lagerten zweiten Vorwärtseingangszahnrad (52, 56, 60), das mit einem an der Ausgangswelle (22) befestigten zweiten Vorwärtsausgangszahnrad (54, 58, 62) in Eingriff steht, und durch eine weitere Synchronisationskupplung (76, 92) zum selektiven Kuppeln des zweiten Vorwärtseingangszahnrades (52, 56, 60) an die Eingangswelle (20), um einen weiteren Vorwärtsgang einzulegen.

11. Getriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Synchronisationskupplung (64, 76) in zwei verschiedene Richtungen betä­ tigbar ist, wodurch zwei verschiedene Vorwärtsgänge eingelegt werden kön­ nen.