DE3048048C2

DE3048048C2 - Schaltsperre zum Sperren eines Rückwärtsganges von Zahnradwechselgetriebe

Info

Publication number: DE3048048C2
Application number: DE3048048A
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl.-Ing. Ebner; Friedrich Ing.(Grad.) 7996 Meckenbeuren Schreiner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1980-12-19
Filing date: 1980-12-19
Publication date: 1985-06-13
Also published as: FR2496818A1; IT1139846B; FR2496818B1; GB2089912A; DE3048048A1; GB2089912B; CA1167285A; IT8125284A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltsperre zum Sperren eines Rückwärtsganges von Zahnradwechselgetrieben gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Durch das DE-GM 70 24 355 ist eine derartige Schaltsperre bekanntgeworden, bei der die axiale Verschiebung der Schiebemuffe über sich radial nach außen bewegende Sperrkörper, die sich in einem geschwindigkeitsabhängig drehenden und axial feststehenden Bauteil befinden und über einen offenen Federring in Ruhestellung gehalten werden, verhindert wird. Bei entsprechend hoher Geschwindigkeit dieses Bauteiles überwindet die Fliehkraft die Federwirkung, und die Sperrkörper gelangen in den Bewegungsbereich der Schaltmuffe zum Einlegen des Rückwärtsganges, wodurch deren Bewegung blockiert ist.

Die vorgenannte Schaltsperre ist bauaufwendig und kann nachträglich mit aufwendiger baulicher Veränderung an einem Rückwärtsgangzahnrad eingebaut werden. Sie benötigt zusätzliche Vorkehrungen wie einen an dem sich drehenden Bauteil beispielsweise über eine Mutter zu befestigenden Stützring zur radialen gleichmäßigen Abstützung der Pliehkraftgewichte.

Es ist auch durch die DE-OS 29 36 009 eine fliehkraftkraftbetätigte Schaltsperre bekanntgeworden, bei welchem zur Verhinderung des Einschaltens des Rückwärtsganges bei Überschreiten einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit in der sich hierbei drehenden Führungsmuffe Fliehgewicht-Sperrhebel derart um einen Bolzen nach außen schwenkbar vorgesehen sind, daß sie bei Überschreiten der Grenzgeschwindigkeit in eine entsprechende Ausnehmung der auf der Führungsmuffe axial verschiebbar angeordneten Schaltmuffe ein greifen und hierdurch eine axiale Verschiebung der Muffe, also einen Schaltvorgang verhindern.

Weiter ist speziell für eine Sperrsynchronisierung durch die DE-OS 29 15 965 eine Schaltsperre bekanntgeworden, bei welcher im Kupplungskörper radialvorschiebliche Druckstücke derart angeordnet sind, daß sie unter Einwirkung einer Druckfeder in eine entsprechende Ausnehmung einer Schiebemuffe eingreifen. Dabei weist der Synchronring axiale Fortsetzungen auf, welehe jeweils paarweise eines der Druckstücke umgreifen. Diese bekannte Schaltsperre ist speziell für mit Synchronkupplungen ausgestattete Schaltgetriebe konzipiert
Neben derartigen Fliehkraft betätigten Schaltsperren sind auch andere Sperrvorrichtungen für Schaltgetriebe bekanntgeworden. So ht beispielsweise in der DE-AS 11 23 217 eine Sperrvorrichtung offenbart, bei welcher über einen Sperriegel ein Verschieben des Schalträderblockes unterbunden wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von einer Schaltsperre der erstgenannten Art eine Schaltsperre zum Sperren eines Rückwärtsganges von Zahnradwechselgetrieben anzugeben, welche in einfacher Weise und ohne Zuhilfenahme vieler Einzelteile aufgebaut ist, wobei im wesentlichen kein zusätzlicher Platzbedarf auftritt. Die Schaltsperre soll ohne Fremdbetätigung (pneumatibch/hydraulisch/mechanisches Gestänge) arbeiten, dabei wartungsfrei und einfach montier- und demoniierbar sein.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einer Schaltsperre mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte konstruktive Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der Schaltsperre nach der Erfindung sind also die Sperrkörper an zwei Halbschalen angebracht, die zwischen dem Rückwärtsgangzahnrad und der Kupplungsverzahnung angeordnet sind und durch entsprechende Ausspaningen in der Kupplungsverzahnung unmittelbar auf die Schiebemuffe über eine mit der Stirnfläche und Schräge der Sperrkö^rper korrespondierende Schräge einwirken. Eine derart aufgebaute Schaltsperre benötigt nun wenige Teile, nämlich zwei Halbschalen mit entsprechend geformten Sperrkörpern. Darüber hinaus muß lediglich die Kupplungsverzahnung mit zwei Aussparungen und die Schiebemuffe mit einer Schräge ausgerüstet werden. Diese Anordnung kann dann auch jederzeit nachträglich in vorhandene Zahnradwechselgetriebe eingebaut werden.

Wenn dabei beispielsweise bei einer so aufgebauten Schaltsperre bei einer Fahrgeschwindigkeit über 10 km/h die Halbschalen entgegen der Federkraft radial nach außen wandern, wird die Schiebemuffe während ihrer Schaltbewegung mit ihrem Innendurchmesser zwar über die Ringfläche noch hinweggleiten, danach jedoch mit der an ihr vorgesehenen Innenschräge an der Schräge der Stufe der Sperrkörper anstehen, so daß eine Ausführung der Schaltbewegung verhindert wird.

Zur Bewegungsbegrenzung der Halbschalen, welche unter Einwirkung der Fliehkraft das Bestreben besitzen, sich radial nach außen zu bewesen, sind gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens an der Stirnseite des Rückwärtsgang-Zahnrades vorzugsweise drei Begrenzungsstifte derart vorgesehen, daß sie teilweise aus der Stirnfläche herausragen, wodurch die Halbschalen bei ihrer der Fliehkraft folgenden Bewegung an diesen Stiften mit den Außenflächen anstehen.
Der die Halbschalen zusammenhaltende Federring

kann unterschiedlich ausgebildet sein, und zwar können in erster Ausführung die Enden der Feder radial abgebogen sein, derart, daß bei Aufeinanderliegen der Halbschalen mit ihren Trennflächen sich die abgebogenen Federenden berühren oder einen ganz kleinen Abstand voneinander aufweisen. Die Federendi*:i können jeweils in einer anderen Ausführung radial nach innen gebogen sein, wozu in den Trennflächen entsprechend radiale Nuten vorgesehen sind, durch welche hindurch die Federenden üi das Innere des Sperringes hineingekrümmt sind. Die Enden der Feder können auch derart ausgebildet sein, daß das eine Federende in Form einer Öse ausgebildet ist, während das zweite Federende die Form eines Hakens aufweist, derart, daß bei Aufeinanderliegen der Haibschaien mit ihren Trennflächen der Haken in die Öse derart eingehakt ist, daß zwischen den Innenflächen des Hakens und der öse in tangentialer Richtung gesehen ein Abstand vorhanden ist, welcher der maximalen Aufweitung der Halbschalen während deren Sperrposition entspricht Dabei kann die erfindungsgernäße Feder einen runden, einen rechteckigen oder anderen zweckmäßigen Querschnitt aufweisen.

Weitere Merkmale der Schaltsperre nach der Erfindung werden im folgenden in Verbindung mit den in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispielen erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen axialen Teilschnitt durch die Schaltsperre in eingebautem Zustand,

F i g. 2 eine Frontansicht auf die Schaltsperre mit teilweisem Schnitt wodurch die Anordnung der Sperrl.örper verdeutlicht wird,

F i g. 3 einen radialen Schnitt durch die Schaltsperre in Höhe der Ringfeder und

F i g. 4 eine Teilansicht einer Ringfeder, deren Enden als Haken und öse ausgebildet sind.

Die Schaltsperre besteht im wesentlichen, wie aus F i g. 1 ersichtlich, aus einem durch zwei Halbschalen 24 und 25 gebildeten Sperring 20, der in dem Zwischenraum zwischen einem Rückwärtsgang-Zahnrad 22 und einer mit ihm drehfest verbundenen oder in einem Stück mit ihm gefertigten Kupplungsverzahnung 23 angeordnet ist Jede Halbschale 24 und 25 ist im Querschnitt L-förmig ausgebildet mit einem Flanschteil 21, das an der Stirnfläche des Zahnrades 22 anliegt, und einer Ringstufe 17, welche in eine an dem Zahnrad 22 vorgesehene Hinterdrehung hineinragt Die Kupplungsverzahnung 23 wert seinerseits eine Außenverzahnung 4 auf, welche mit einer Innenverzahnung 10 tiner Schiebemuffe 9 zusammenwirkt. Auf dem Umfang der Halbschalen 24 und 25 ist eine ringförmige Ausnehmung 2 vorgesehen, in welcher eine als offene Ringfeder ausgebildete Feder 18 ruht. Die Trennflächen 26 zwischen den Halbschalen 24 und 25 liegen im Stillstand bzw. je nach Auslegung der Ringfeder bei einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges bis zu 10 km/h aneinander.

Die beiden Halbschalen 24 und 25 weisen im wesentlichen mittig an ihrer der Schiebemuffe 9 zugewandten Stirnseite Sperrkörper 15 mit einer Stirnfläche 13 und einer Schräge 14 auf. Die Schiebemuffe 9 weist ihrerseits an ihrer Innenbohrung 7 eine mit der Schräge 14 korrespondierende Schräge 6 auf. Stirnfläche 13, Schräge 14, Schräge 6 und Innenbohrung 7 sind derart aufeinander abgestimmt, daß in der Sperrposition die Schiebemuffe 9 während ihrer Schaltbewegung in Schaltrichtung des Pfeiles 8 mit ihrer Innenbohrung 7 über die Stirnfläche 13 gleiten kann bis die Schräge 6 an der Schräge 14 ansteht. Zur Wegbegrenzung der Halbschalen 24, 25 sind an der Stirnseite des Zahnrades 22 drei Anschlagstifte 1 vorgesehen, derart, daß beim radial nach außen Wandern der Halbschalen 24,25 unter Einwirkung der Fliehkräfte die Halbschalen relativ konzentrisch ausgerichtet bleiben.

Nach Fig.3 sind die Enden der offenen Feder 18 gebogen und zwar derart, daß sie durch jeweils eine in sich gegenüberliegenden und in den Trennflächen der Halbschalen vorgesehenen Nut 23 bis in das Innere hindurchgeführt sind. Die nach innen eingebogenen Federenden 27 sind so ausgebildet, daß sie sich bei Aufeinanderliegen der Trennflächen 26 nur knapp berühren oder einen kleinen Abstand aufweisen, während ihre Enden soweit zurückgebogen sind, daß sie mit einer durch den Achsmittelpunkt führenden Tangenten zu dem Krümmungsradius einen Winkel« > 0° bilden.

In F i g. 4 ist eine weitere Ausbildung der Enden der Feder 18 dargestellt. Das eine Ende weist die Form einer Öse 29 auf, während das andere Ende als Haken 30 ausgebildet ist. Haken 30 und Öse 29 greifen dabei derart ineinander, daß bei Aufeinanderliegen der Trennflächen 26 der Halbschalen 24,25 eine Aufweitung für die Halbschalen 24,25 vorhanden ist.

Die Schaltsperre funktioniert im wesentlichen folgendermaßen:

Bei Stillstand des Getriebes bzw. des Fahrzeuges und auch bei nach vorwärts ausrollendem Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit unter 10 km/h befinden sich die Halbschalen 24,25 durch die Kraft der Feder 18 zusammengehalten in ihrer Ruheposition, d. hu daß ihre Trennflächen 26 satt aufeinanderliegen. Wird in diesem Zustand der Rückwärtsgang eingelegt, so wird dabei die Schiebemuffe 9 in Richtung des Pfeiles 8, also auf die Kupplungsverzahnung 23 zu. geschoben, durch welche die Sperrkörper 15 hindurchragen. Hierbei wird die Schiebemuffe 9 mit ihrer Innenbohrung 7 über die Stufe der Sperrkörper 15 hinweggleiten, wodurch die Innenverzahnung 10 der Schiebemuffe 9 zum Eingriff mit der Außenverzahnung 4 der Kupplungsverzahnung 23 gelangen. Der Rückwärtsgang ist hiermit eingelegt.

Rollt das Fahrzeug nach vorwärts mit einer Geschwindigkeit größer als 10 km/h aus, so werden die Halbschalen 24, 25 unter Einwirkung der Fliehkräfte bereits so stark radial nach außen gepreßt, daß sie die sie zusammenhaltende Kraft de· Feder 18 überwinden und sich radial nach außen bewegen, bis sie mit der Außenfläche ihrer Flanschteile 21 an den Stiften 1 anstehen und in dieser Position verharren. Versucht nun der Fahrer des Fahrzeuges den Rückwärtsgang einzulegen, so wird die Schiebemuffe in Richtung des Pfeiles 8 auf den Kupplungsverzahnung 23 geschoben. Hierbei wird die Schiebemuffe 9 mit ihrer Innenbohrung 7 über die Stirnfläche 13 der aus der Kupplungsverzahnung 23 herausragenden Sperrkörper 15 hinweggleiten, um schließlich mit ihrer Schräge 6 an den Schrägen 14 der Sperrkörper 15 anzustehen. Hierdurch wird eine Weiterführung der Schaltbewegung, also ein Eingriff in die Kupplungsverzahnung verhindert. Erst wenn der Fahrer das Fahrzeug entsprechend abgebremst hat, werden auch die auf die Halbschalen einwirkenden Fliehkräfte entsprechend verringert, wodurch die Feder die beiden Halbschalen wieder in ihre Ruheposition mit aufeinanderliegenden Trennflächen 26 zurückführen kann. Hiernach kann der Fahrer problemlos die Schaltbewegung zu Ende führen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltsperre zum Sperren eine Rückwärtsganges von Zahsirsda-eefeseigetrieben mit zur Verhinderung der axialen Verschiebung einer Schiebemuffe (9) in einem geschwindigkeitsabhängig sich drehenden und axial feststehenden Bauteil (22) angeordneten, unter Einwirkung der Fliehkraft sich radial nach außen bewegenden Sperrkörpern, die über einen offenen Federring (18) in Ruhestellung gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil das mit einer Kupplungsverzahnung (23) versehene Rückwärtsgangzahnrad (22) ist, daß die Sperrkörper eine Stirnfläche (13) und eine Schräge (14) aufweisen und an zwei Halbschalen (23, 25) angebracht sind, die zwischen c"em Rückwärtsgangzahnrad (22) und der Kupplungsverzahnung (23) angeordnet sind, welche mindestens zwei axiale Aussparungen (16) aufweist, durch die der jeweilige Sperrkörper (15) hindurchgeführt ist, und daß die Schiebemuffe (9) an ihrer zur Stirnfläche (13) parallelen Bohrung (7) eine mit der Schräge (14) korrespondierende Schräge (6) aufweist.

2. Schaltsperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Halbschale im Querschnitt etwa L-förmig ist.

3. Schaltsperre nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewegungsbegrenzung der Halbschalen (24,25) am Rückwärtsgangzahnrad Begrenzungsstifte (1) befestigt sind.