DE3244042A1

DE3244042A1 - Zahnraederwechselgetriebe fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3244042A1
Application number: DE19823244042
Authority: DE
Inventors: Imre Dr. 7000 Stuttgart Szodfridt
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1982-11-27
Filing date: 1982-11-27
Publication date: 1984-05-30
Also published as: GB2133485A; US4558607A; FR2536813B1; IT8323901A1; GB8330203D0; GB2133485B; FR2536813A1; IT8323901A0; IT1194485B

Description

Zahnräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft ein Zahnräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Zahnräderwechselgetriebe mit synchronisiertem Rückwärtsgang ist aus DE-AS 11 86 750 bekannt. Bei diesem Getriebe sind die Antriebswelle und die Abtriebswelle koaxial zueinander im Getriebegehäuse gelagert. Ein auf einer Zwischenwelle angeordneten Umlenkrad für den Rückwärtsgang kämmt mit einem Zahnrad einer Vorlegewelle, das mit dem auf der Abtriebswelle lose gelagerten und über eine Synchronisierkupplung mit der Abtriebswelle kuppelbaren Zahnrad ständig im Eingriff steht. Beim Synchronisieren wird es in ein Zahnrad eingeschoben, das an der auf der Abtriebswelle drehfesten Schiebemuffe angebracht ist.

Bei diesen Zahnräderwechselgetrieben läuft das Losrad auf der Abtriebswelle gegenläufig zur Abtriebswelle, wodurch sich hohe relative Lagerdrehzahlen ergeben; zum Schalten müssen zusätzliche Synchronmassen beschleunigt werden. Es ergibt sich ein verhältnismäßig großer Raumbedarf und die Gesamtkonstruktion ist recht aufwendig in der Herstellung.

Eine räumlich günstigere Gestaltung läßt sich erzielen, wenn die Antriebswelle und die Abtriebswelle parallel im Gehäuse gelagert sind. Die Aufgabe der Erfindung besteht dar-

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in, für eine solche Getriebeanordnung eine Schaltungseinrichtung des Rückwärtsgangs mit geringem Bauraumbedarf zu schaffen, deren Betätigen nur geringe Massenkräfte verursacht und somit ein stoßfreies und geräuscharmes Schalten des Rückwärtsganges ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale. Ein Zwischenrad zur Bewegungsübertragung vom Losrad einer Antriebswelle zum Festrad einer Abtriebswelle steht mit dem Losrad vorzugsweise ständig in Eingriff. Das Losrad ist mit der Antriebswelle durch eine Kuppelvorrichtung verbindbar. In einer ersten Schaltphase wird das Zwischenrad mit dem Festrad auf einem kleinen Teilbereich seiner Zahnbreite zum Eingriff gebracht. Nach weiterem Einrücken der Kuppelvorrichtung steht das Zwischenrad mit dem Losrad und Festrad auf voller Breite im Eingriff. Erst danach wird die Kuppelvorrichtung vollends durchgeschaltet, um das Losrad drehmomentübertragend mit der Antriebswelle zu verbinden. Durch das leichte Anschnäblen des Zwischenrads und Festrads laufen die Rückwärtsgang-Zahnräder lastfrei synchron, so daß beim Durchschalten der Kuppelvorrichtung keine für eine Radbeschleunigung erforderliche Massenkräfte auftreten. Hierdurch ist auch bei Verwendung einer Klauenkupplung, die insbesondere für Rennzwecke bevorzugt wird, ein weitgehend ruckfreies und geräuscharmes Schalten des Rückwärtsganges gewährleistet. Das gilt vor allem dann, wenn ein lastschaltbares Doppel-Kupplungsgetriebe verwendet wird.

Nach Anspruch 4 ist die Schaltstange für den Rückwärtsgang und einen Vorwärtsgang hydraulisch betätigt. Die Endlagen der Schaltbewegungen sind durch Anschläge gesichert. Weitere die Schaltung des Rückwärtsgangs ausgestaltete konstruktive Merkmale enthalten die Ansprüche 5 bis 10.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend erläutert. Es zeigen: Fig. 1 Längsschnitt eines Zahnräderwechselgetriebes im

Bereich des synchronisierten Rückwärtsganges, Fig. 2 Schaltgestänge mit Schwenkhebel und Zwischenrad, Fig. 3 Querschnitt des Zahnräderwechselgetriebes im Bereich des Rückwärtsgangzahnradpaares.

In einem Getriebegehäuse 1, das durch einen angebeschraubten Gehäusedeckel 2 verschlossen ist, sind eine Antriebswelle 3 und parallel zu ihr eine Abtriebswelle 4 gelagert. Zum Schalten des Rückwärtsganges trägt die Antriebswelle 3 ein Losrad 5, die Abtriebswelle ein Festrad 6; das Losrad 5 und das Festrad 6 können durch ein Zwischenrad 7 miteinander zum Eingriff gebracht werden. Das Zwischenrad 7 ist auf einem Bolzen 8 Längsverschieblich, der einerseits im Gehäusedeckel 2, andererseits an einem mit dem Gehäusedeckel 2 verschraubten Lasche 9 befestigt ist. In eine Ringnut 10 des Zwischenrads 7 greift der eine Hebelarm 11' eines Schwenkhebels 11 ein, dessen anderer 11^ri an seinem freien Ende an der Anschlagfläche 12 einer Hülse 13 anliegt, die auf einer Schaltstange 14 zentriert und befestigt ist. Zur Lagerung des Schwenkhebels 11 ist ein Bolzen 15 in einer am Gehäusedeckel 2 befestigten Exzenterbuchse 16 vorgesehen.

Das Losrad 5 ist mit einer Synchronisierkupplung 17 mit der Antriebswelle 3 verbindbar, bei deren Betätigen zugleich der Schwenkhebel 11 mitgenommen wird. Beim Verschieben der Synchronisierkupplung 17 in Gegenrichtung wird das Losrad des 5-Gang-Radsatzes mit der Antriebswelle verbunden. Zwischen der Antriebswelle 3 und der Abtriebswelle 4 sind weitere vier Radpaare und zugehörige Synchronisierkupplungen geschaltet, die für die Erfindung ohne Bedeutung sind und deshalb in der Zeichnung weggelassen wurden.

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Bei nichtgeschaltetem Rückwärtsgang steht das Zwischenrad lediglich mit dem Losrad 5 in Eingriff. Wenn zum Schalten des Rückwärtsganges die mit der Antriebswelle 3 drehfeste Schaltmuffe 18 der Synchronisierkupplung 17 zum Losrad nach rechts bewegt wird, wird das Zwischenrad 7 um einen entsprechenden Betrag nach links bewegt und greift auf einem kleinen Teil seiner Zahnbreite, auf ca. 1 mm in das Festrad 6 der Abtriebswelle ein. In dieser Schaltstellung dreht also die Schaltgruppe des Rückwärtsgangs lastfrei. Je weiter die Schaltmuffe 18 nach rechts bewegt wird, um so weiter rückt das Zwischenrad zwischen das Losrad 5 und Festrad 6 ein, bis es auf voller Zahnbreite in Eingriff steht. Erst jetzt wird die Synchronisierkupplung 17 ganz geschlossen, so daß das Losrad 5 drehmomentübertragend mit der Antriebswelle 2 verbunden ist.

An der Schaltstange 14 ist eine Schaltgabel 19 befestigt, die in die Schaltmuffe 18 der Synchronisierkupplung 17 eingreift. Wird die Schaltmuffe 18 nach links bewegt, so wird das Radpaar 20, 21 des fünften Ganges geschaltet, wird sie nach rechts bewegt, so wird in der oben beschriebenen Weise der Rückwärtsgang eingelegt. Die Längsbewegungen der Schaltstange 14 erfolgen durch hydraulische Betätigung und sind, wie in Fig. 2 dargestellt, in ihren Endlagen durch Anschläge gesichert.

Beim Schalten des Rückwärtsganges liegt der eine Arm 11'' des Schwenkhebels 11 an einer ersten Anschlagfläche 12 an, die an einer auf der Schaltstange 14 zentrierten und fixierten Hülse 13 angefräst ist. An eine zweite, ringförmige Anschlagfläche 22 der Hülse 13 wird eine auf der Hülse 13 geführte Federhülse 23 durch eine Feder 24 angedrückt, die sich an einem Federteller 25 abstützt. Das andere, umgebördelte Ende 26 des Federtellers 25 ist an einer dritten Anschlag-

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fläche 2 7 gehalten, die unmittelbar an der Schaltstange angebracht ist. Sie nimmt beim Schalten des fünften Ganges den Federteller 25 unter Verspannen der Feder 24 mit, bis die Stirnfläche 28 des Federtellers 25 an der ihr zugewandten Stirnfläche 29 der Federhülse 23 anschlägt? der Schwenkhebel 11 bleibt hierbei in Ruhelage. Die Schaltbewegung des Rückwärtsganges ist dadurch begrenzt, daß die Stirnfläche 29 der Federhülse 23 an der Stirnfläche 28 des Federtellers 25 zur Anlage kommt. Der Federteller 25 ist dabei durch die Deckscheibe 30 eines Federgehäuses 31 arretiert, das in einem hohlgebohrten Auge des Gehäusedeckels 2 ausgebildet ist. Das Federgehäuse 31 nimmt die Federhülse 23, den Federteller 25 sowie die Feder 24 auf und ist an der einen Stirnseite durch die Deckscheibe 30, an der anderen Stirnseite mit einer Kappe 3 2 verschlossene Durch eine zentrale Bohrung der Kappe 32 greift die Schaltstange 14 und die Hülse 13 hindurch.

Um die Position der Schaltstange 14 bzw. den jeweils geschalteten Gang anzeigen oder in ein Steuergerät eingeben können, ist in das Federgehäuse 31 von oben ein Meßeinsatz 33 eingesetzt, der mit einem Hall-Geber 34 ausgestattet ist. Der Hall-Geber 34 wird beim Schalten des Rückwärtsganges durch einen an der Federhülse 23 befestigten Magnet 35, beim Schalten des fünften Ganges durch einen Magnet 36 des Federtellers 25 angesteuert und gibt ein entsprechendes Signal an ein Anzeigegerät oder ein Steuergerät ab.

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Claims

X Patentansprüche

1.Zahnräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, mit einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle, die parallel zueinander im Getriebegehäuse gelagert sind und mehrere im Eingriff stehende Zahnradpaare zum Schalten einer entsprechenden Anzahl von Vorwärtsgangstufen sowie ein Zahnradpaar zum Schalten des Rückwärtsganges aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Zahnradpaar (5, 6) aus einem mittels einer Kuppelvorrichtung (17) mit der Antriebswelle (3) verbindbaren Losrad (5) und einem Festrad (6) der Abtriebswelle (4) besteht und daß zwischen dem Losrad (5) der Antriebswelle (4) und dem Festrad (6) der Abtriebswelle (3) ein mit einem Schwenkhebel (11) längsverschiebbares Zwischenrad (7) vorgesehen ist, das in der einen Endschwenklage mit dem Losrad (5) ständig kämmt, bei Einleiten der Schaltbewegung des Rückwärtsganges mit dem Festrad (16) auf einem Teilbereich seiner Zahnbreite (ca. 1 mm) und beim Einrücken der Kuppelvorrichtung (17) auf voller Zahnbreite zum Eingriff gebracht ist, bevor der Kuppelvorgang beendet und das Losrad (5) drehmomentübertragend mit der Antriebswelle (3) verbunden ist.

2„ Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kuppelvorrichtung eine Synchronisierkupplung (17) ist.

3. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kuppelvorrichtung eine Klauenkupplung verwendet ist.

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4. Zahnräderwechselgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis '3, wobei mit einer hydraulisch betätigten Schaltstange durch deren Bewegen in der einen Längsrichtung der Rückwärtsgang, in der entgegengesetzten Richtung ein Vorwärtsgang schaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schalten des Rückwärtsgangs der eine Arm (11¹¹) des Schwenkhebels (11) an einer ersten Anschlagfläche (12) anliegt und daß an einer zweiten Anschlagfläche (19) eine Federhülse (23) durch eine Feder (24) in Anlage gehalten ist, die sich an einem zur Federhülse (23) koaxialen Federteller (25) abstützt, dessen anderes, nach innen gebördeltes Ende (26) an einer dritten Anschlagfläche (27) der Schaltstange (14) anliegt, so daß beim Schalten des Vorwärtsganges der Federteller (25) unter Verspannen der Feder (24) mitgenommen wird.

5. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen der Schaltstange (14) beim Schalten des Rückwärtsganges und des Vorwärtsganges durch wechselseitige Anlage der Federhülse (23) an dem Federteller (25) begrenzt sind.

6. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Schaltstange (14) eine Hülse (13) zentriert und fixiert ist, die die erste (12) und die zweite Anschlagfläche (19) enthält und auf der die Federhülse (23) und der Federteller (25) geführt sind.

7. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federhülse (23), der Federteller (25) und die Feder (24) in einem am Gehäusedeckel (2) ausgebildeten, rohrartigen geschlossen Federgehäuse (32) untergebracht sind.

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8. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der einen Stirnseite des Federgehäuses (31) die Schaltstange (14) hindurchgeführt und die Federhülse (23) durch die Feder (24) in Anlage gehalten ist, während an der anderen Stirnseite des Federgehäuses (31) der Federteller (25) durch die Feder (24) angepreßt wird.

9. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Federgehäuse (31) zur Schmierung der bewegten Teile und Dämpfung der Schaltbewegungen mit öl gefüllt und nach außen abgedichtet ist.

10. Zahnräderwechselgetriebe nach Anpruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Federgehäuse (31) elektrische Positionsgeber (34, 35, 36) für die Schaltstange (14) untergebracht sind.

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