DE4106946A1 - Bremsvorrichtung fuer ein rueckwaertsgangrad - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für ein Rück­ wärtsgangrad eines Zahnräderwechselgetriebes, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei ein auf einer festen Achse drehbar gelagertes Schieberad mit einem Hauptwellenrad und einem Vor­ gelegewellenrad in Eingriff bringbar ist und wobei es beim Verschieben durch einen Bremskonus gegenüber der festen Achse abbremsbar ist.

Bei einer bekannten Bremsvorrichtung dieser Art ist der mit der festen Achse verbundene Gegenkonus mit einem Nabenteil verbunden, welches das Schieberad trägt und mit dem es ge­ meinsam verschoben werden kann. Der Nabenteil ist mit Längs­ nuten und an diesen anschließend mit Sperrkanten versehen, welche mit Sperrstiften zusammenwirken, die in Bohrungen der Achse festgelegt sind. Beim Verschieben des Schieberades kommt der Bremskonus mit dem Gegenkonus zur Anlage, das Na­ benteil wird gegenüber dem Schieberad verdreht, und die Sperrkanten liegen an den Sperrstiften an. Ein weiteres Ver­ drehen des Schieberades ist erst möglich, wenn die Drehzahl des Schieberades so weit abgebremst ist, daß die Sperrkanten an den Sperrstiften anliegen und damit den Weg entlang der Längsnuten freigeben (DE-P 29 16 626).

Bei einer solchen Bremsvorrichtung ist die Schaltgeschwindig­ keit des Rückwärtsganges in hohem Maße abhängig von den Gleitverhältnissen zwischen den Sperrkanten und den Sperr­ stiften, die wiederum stark beeinflußt werden von der Tempe­ ratur und der Qualität des Öls. Im ungünstigen Fall kann es zu Schaltblockierungen kommen, d. h. daß dann der Rückwärts­ gang nur mit starker Verzögerung eingelegt werden kann.

Eine weitere bekannte Bremseinrichtung für ein Rückwärts­ gangrad weist einen in axialer Richtung federbelasteten, zum Schaltrad koaxial an gehäusefesten Teilen angeordneten Reibring auf, welcher mit einem bis in eine Sperrstellung ge­ genüber dem Gehäuse begrenzt verdrehbaren Mitnehmer zusammen­ wirkt, wobei letzterer Sperrorgane zum Verhindern des Durch­ schaltens aufweist (DE-P 27 08 999). Eine solche Bremsein­ richtung setzt voraus, daß das Rückwärtsgangschaltrad unmit­ telbar benachbart einer Gehäusewand angeordnet sein muß. Das bringt für manche Getriebekonstruktionen konstruktive Zwänge und damit meist Verteuerungen mit sich bzw. ist bei einigen Anwendungsfällen nicht anwendbar.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Bremseinrich­ tung für ein Rückwärtsgangrad eines Zahnräderwechselgetriebes zu schaffen, die unabhängig von benachbarten Bauteilen zusam­ men mit dem Rückwärtsgangrad auf dessen feststehender Achse anordenbar ist und welche auch bei starker differierenden Be­ triebsbedingungen und Ölqualitäten ein schnelles Schalten des Rückwärtsganges zuläßt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Rückwärtsgangrad und ein fest mit ihm verbundener Bremskonus drehbar und begrenzt axial verschiebbar auf einer Hülse gela­ gert sind, die Hülse auf der Achse unverdrehbar und axial verschiebbar angeordnet ist, die Hülse einen unverdrehbar an­ geordneten, dem Bremskonus entsprechenden Bremskegel trägt, welcher in Richtung vom Rückwärtsgangrad von einem Anschlag der Hülse weg gegen die Kraft einer Feder axial verschiebbar ist, wobei die Hülse an ihrer Innenseite eine oder mehrere Nuten aufweist, welche entgegen der Schaltrichtung des Rück­ wärtsgangrades in einer Schrägfläche auslaufen und in jeder Nut eine von einer Druckfeder nach außen gedrückte, in einer Bohrung der Achse geführte Kugel eingreift, und der Bremsko­ nus sowie der Bremskegel bei Verschieben des Rückwärtsgangra­ des in Reibschluß gelangen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson­ dere darin, daß die Bremseinrichtung zusammen mit dem Rück­ wärtsgangrad als Sektion vormontiert in das Getriebe einge­ setzt werden kann, wobei lediglich die das Rückwärtsgangrad tragende Achse konstruktiv darauf vorzubereiten ist, und daß die Einstellung des Bremsmomentes in einfacher Weise durch die Bemessung der Federkräfte an der Feder zwischen Hülse und Bremskegel bzw. unter den Kugeln in der Bohrung der Achse und/oder dem Anlaufwinkel der Schrägfläche an den Nuten der Hülse konstruktiv bestimmt werden kann. Damit wird es mög­ lich, Getriebe unterschiedlicher Art auch nachträglich rela­ tiv einfach mit einer Rückwärtsgangbremse auszurüsten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teiles eines Schaltgetriebes mit einem gebremsten Rückwärtsgangrad;

Fig. 2 eine Bremseinrichtung und ein Rückwärts­ gangrad im Schnitt.

In einem Zahnräderwechselgetriebe befinden sich eine An­ triebswelle 1, eine Abtriebswelle 2 und eine Achse 3 für ein Rückwärtsgangrad 4. Auf der Antriebswelle 1 sind in üblicher Weise nicht dargestellte Gangräder gelagert, die mit nicht dargestellten Schalträdern auf der Antriebswelle in Eingriff stehen und wechselweise durch Schaltkupplungen mit ihren Wel­ len gekuppelt werden können. Zwischen einem angetriebenen Zahnrad 5 und einem getriebenen Zahnrad 6 kann das Rückwärts­ gangrad 4 eingeschoben werden, um eine Drehrichtungsumkehr der Abtriebswelle 2 zu erreichen. Das Rückwärtsgangzahnrad 4 ist mit einer Bremseinrichtung 7 verbunden.

In Fig. 2 ist die Bremseinrichtung 7 zusammen mit dem Rück­ wärtsgangrad 4 detailliert dargestellt. Das Rückwärtsgangrad 4 ist auf einer Hülse 8 drehbar und begrenzt durch einen An­ schlagring 9 sowie einen Absatz 10 auf der Hülse 8 verschieb­ bar gelagert. Es weist in üblicher Art eine umlaufende Nut 11 für den Eingriff einer Schaltgabel sowie einen Bremskonus 12 auf. Die Hülse 8 ist auf der Achse 3 verschiebbar, aber un­ verdrehbar angeordnet. Die Achse 3 ist mit dem nicht darge­ stellten Getriebegehäuse drehstarr verbunden.

Gleichfalls auf der Hülse 8 begrenzt verschiebbar zwischen dem Absatz 10 und einem Anschlagring 13 ist ein Bremskegel 14 unverdrehbar angeordnet. Die Verschiebbarkeit des Bremskegels 14 wird durch eine Verzahnung 15 auf einem Bund 16 der Hülse 8 sowie eine Gegenverzahnung 17 innerhalb einer Verlängerung 18 des Bremskegels 14 ermöglicht. Ein Kragen 19 stabilisiert die Führung des Bremskegels 14 auf der Hülse 8. Der Bund 16 der Hülse 8 und die auf ihm befindliche Verzahnung 15 sind Anlage für den Anschlagring 13 am Ende der Verlängerung 18 des Bremskegels 14. Zwischen dem Bund 16 der Hülse 8 und dem Kragen 19 des Bremskegels 14 befindet sich eine druckaus­ übende Feder 20. Die Hülse 8 sowie die Achse 3 sind durch eine Keilverzahnung 21 verschiebbar verbunden. Die Hülse 8 weist zusätzlich zur Achse 3 hin gerichtet zwei Nuten 22 auf, die entgegen der Richtung der Schaltbewegung des Rückwärts­ gangrades 4 mit je einer Schrägfläche 23 auslaufen. In die Nuten 22 greift jeweils eine Kugel 24 ein, die von einer Druckfeder 25 beaufschlagt ist. Die Kugeln 24 sind von Füh­ rungsteilen 26 in einer radialen Bohrung 27 der Achse 3 ge­ führt. Die Führungsteile 26 nehmen auch die Druckfeder 25 führend auf.

Bei eingelegten Vorwärtsgängen und im Leerlauf liegt das Rückwärtsgangrad 4 am Anschlagring 9 an und ist außer Ein­ griff mit den Zahnrädern 5 und 6. Die Feder 20 hält dabei den Bremskegel 14 mit Vorspannung und in Anschlag des An­ schlagringes 13 an dem Bund 16 der Hülse 8 in einem geringen Abstand vom Bremskonus 12.

Die Kugeln 24 in den Nuten 22 haben jetzt einen Abstand von den Schrägflächen 23, welcher dem Schaltweg des Rückwärts­ gangrades 4 bis zum Beginn des Eingriffs mit dem angetriebe­ nen Zahnrad 5 entspricht.

Beim Einlegen des Rückwärtsganges steht das Fahrzeug im all­ gemeinen still, d. h. das getriebene Zahnrad 6 steht eben­ falls still. Das angetriebene Zahnrad 5 mit Antriebswelle 1, Kupplungsscheibe und Losrädern drehen sich jedoch infolge der Massenträgheit weiter, auch wenn zum Schalten des Getriebes der Motor durch die Hauptkupplung abgekuppelt ist. In diesem Zustand wird das Rückwärtsgangrad 4 mittels der in der Nut 11 eingreifenden Schaltgabel in Richtung auf Zahnrad 5 zuge­ schoben und der Bremskegel 14 sowie die Hülse 8 kraftlos mit­ genommen, bis die Sperrschräge 23 an den Kugeln 24 anliegt. Die Zähne des Rückwärtsgangrades 4 haben zu dem Zeitpunkt be­ reits in die Zähne des Zahnrades 5 eingegriffen. Dabei wird das relativ leichte Rückwärtsgangrad 4 sehr leicht mitgenom­ men und von den relativ großen Massen von Antriebswelle, Kupplungsscheibe und Losrädern beschleunigt. Erst von dem Punkt an, wenn die Sperrschräge 23 an den Kugeln 24 an­ liegt, kann sich die Feder 20 an der Hülse 8 abstützen und so ein Bremsmoment aufgebaut werden. Mit zunehmendem Schaltweg des Rückwärtsgangrades 4 verstärkt sich die Flächenpressung zwischen dem rotierenden Bremskonus 12 und dem stillstehenden Bremskegel 14 infolge der zunehmenden Kraft der dabei zu überwindenden Feder 20. Dabei werden das Rückwärtsgangrad 4 sowie das mit ihm in Eingriff befindliche angetriebene Zahn­ rad 5 sowie die auslaufenden Teile (Antriebswelle 1, Kupp­ lungsscheibe und Losräder) abgebremst.

Ist gegen die Kraft der Feder 20 das Ende des Schiebeweges des Bremskegels 14 gegenüber der Hülse 8 erreicht, genügt ein nochmals geringer Kraftanstieg, um den durch die Druckfeder 25 und die Kugeln 24 an der Sperrschrägen 23 erzeugten Wider­ stand zu überwinden. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das Rückwärtsgangrad 4 kurz vor dem Einspuren in die Zähne des stehenden Zahnrades 6. Mit dem Überwinden des Widerstandes an der Sperrschrägen 23 geht das Bremsmoment sofort gegen Null, so daß das Einspuren des Rückwärtsgangrades 4 in das Zahnrad 6 ungebremst erfolgen kann. Der Rückwärtsgang kann so ge­ räuschlos und schnell eingelegt werden.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Bremsvorrichtung in konstruktiv einfacher Weise an unter­ schiedlichste Massen- und Schaltkraftverhältnisse angepaßt werden kann durch die ausgewählte Bemessung der Feder 20 bzw. der Druckfeder 25.

Claims (1)

1. Bremsvorrichtung für ein Rückwärtsgangrad eines Zahnräder­ wechselgetriebes, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem das auf einer festen Achse drehbar und verschiebbar gelager­ te Rückwärtsgangrad mit einem angetriebenen Zahnrad und einem getriebenen Zahnrad in Eingriff bringbar ist und wobei es beim Verschieben durch einen Bremskonus gegenüber der festen Achse abbremsbar ist, gekennzeichnet dadurch, daß das Rückwärtsgangrad (4) und ein fest mit ihm verbundener Bremskonus (12) drehbar und begrenzt axial verschiebbar auf einer Hülse (8) gelagert sind, die Hülse (8) auf der Achse (3) unverdrehbar und axial verschieb­ bar angeordnet ist, die Hülse (8) einen unverdrehbar angeord­ neten dem Bremskonus (12) entsprechenden Bremskegel (14) trägt, welcher in Richtung vom Rückwärtsgangrad (4) von einem Anschlagring (9) weg gegen die Kraft einer Feder (20) axial verschiebbar ist, wobei die Hülse (8) an ihrer Innenseite eine oder mehrere Nuten (22) aufweist, welche entgegen der Schaltrichtung des Rückwärtsgangrades (4) in einer Schräg­ fläche (23) auslaufen und in jeder Nut (22) eine von einer Druckfeder (25) radial nach außen gedrückte in einer Bohrung (27) der Achse (3) geführte Kugel (24) eingreift, und der Bremskonus (12) sowie der Bremskegel (14) nach Verschieben des Rückwärtsgangrades (4) in Reibschluß sind.