-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugwechselgetriebe
mit synchronisiertem Rückwärtsgang.
-
Die
Synchronisiereinheiten, die in den manuellen Wechselgetrieben für Kraftfahrzeuge
verwendet werden, weisen generell eine sperrige Konstruktion auf
und benötigen
eine relativ großen
Anzahl an Teilen.
-
Eine
derartige Einheit ist zum Beispiel aus der französischen Patentschrift
FR 2 770 599 bekannt. Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehenden Nachteile
zu beseitigen, indem sie eine Rückwärtsgang-Synchronisiereinheit mit
einer vereinfachten, nicht so sperrigen Konstruktion vorschlägt, die
demgemäß nur ein
Mindestmaß an
Teilen benötigt.
-
Zu
diesem Zwecke ist das Kraftfahrzeugwechselgetriebe mit synchronisiertem
Rückwärtsgang,
das Folgendes umfasst: auf einer Zwischenwelle montiert, ein Rückwärtsgang- Zwischenzahnrad,
das mit einem von einer Primärwelle
getragenen Rückwärtsgang-Antriebszahnrad
in Eingriff ist, eine Klauenkupplungsmuffe, die axial längs der
Zwischenwelle durch eine Steuergabel bewegt werden kann, einen der
Klauenkupplungsmuffe benachbarten Synchronisierring, der durch diese
axial bewegt werden kann, und ein Übertragungszahnrad mit einem
Klauenkupplungskranz, das auf der Zwischenwelle montiert ist und
von dem Synchronisierring axial entfernt ist, der bezüglich Drehung
durch Reibung mit dem Zahnrad bei einer axialen Bewegung der Klauenkupplungsmuffe
am Zahnrad verbunden sein kann, dadurch gekennzeichnet, dass die
Klauenkupplungsmuffe und das Rückwärtsgang-Zwischenzahnrad einstückig ausgeführt sind,
wobei das Zwischenzahnrad axial verschiebbar und frei drehbar bezüglich der
Zwischenwelle montiert ist.
-
Vorteilhafterweise
umfasst die Synchronisiereinheit einen offenen elastischen Spannring
von ebener Ausbildung, der drei einspringende Abschnitte aufweist,
die jeweils zwischen zwei benachbarten vorspringenden Abschnitten
des Rings gelegen sind und in einem ringförmigen Teil des Synchronisierrings
gegenüber
der Klauenkupplungsmuffe untergebracht sind, wobei jeder vorspringende
Abschnitt des Spannring radial aus dem ringförmigen Teil des Synchronisierrings
herausragt, und ist die Klauenkupplungsmuffe ausgebildet, um bei
ihrer axialen Relativbewegung auf das Übertragungszahnrad die Seiten der
vorspringenden Abschnitte des Spannrings zu berühren, um den Spannring axial
und gleichzeitig zu bewegen und durch diesen den Synchronisierring, der
durch Reibung mit dem Übertragungszahnrad
in Eingriff gebracht wird.
-
Die
Klauenkupplungsmuffe umfasst Rampen bildende innere kegelstumpfförmige Flächenabschnitte,
die zwischen inneren Eintrittszähnen
der Klauenkupplungsmuffe und hinteren inneren Zähnen dieser Muffe, die einen kreisförmigen Durchgang
großen
Durchmessers bzw. einen kreisförmigen
Durchgang kleinen Durchmessers bilden, ausgeführt sind, wobei die Rampen
bildenden Abschnitte an die vorspringenden Abschnitten des Spannrings
angrenzend angeordnet sind, um sie zu berühren und den Ring axial zu
bewegen, wobei er bei der axialen Bewegung der Klauenkupplungsmuffe
radial komprimiert wird, und ihn durch Reibung im inneren kreisförmigen Durchgang
kleinen Durchmessers der Klauenkupplungsmuffe in Kontakt zu bringen.
-
Der
Synchronisierring hat seinen Teil zur Aufnahme der einspringenden
Abschnitte des Spannrings in der Klauenkupplungsmuffe untergebracht und
sein zentraler Durchgang ist zum Teil durch eine kegelstumpfförmige Fläche begrenzt,
die durch Reibung auf einer zugeordneten kegelstumpfförmigen Auflagefläche des Übertragungszahnrads
bei der axialen Bewegung der Klauenkupplungsmuffe in Kontakt kommen
kann, und umfasst gegenüber
der Klauenkupplungsmuffe drei äußere gezahnte
Sektoren, die mit den inneren Zähnen
der Klauenkupplungsmuffe bei der axialen Bewegung von dieser in Eingriff
kommen können,
wobei diese drei Rastsegmente umfasst, die an der radialen Stirnseite
der Klauenkupplungsmuffe herausragen und jeweils in drei Räume eintreten,
die jeweils zwischen zwei benachbarten gezahnten Sektoren des Synchronisierrings
definiert sind.
-
Nach
einer Ausführungsvariante
sind die drei einspringenden Abschnitte des Spannrings im ringförmigen Teil
des Synchronisierrings durch einen Sperrring gehalten, der in drei
radial inneren gebogenen Nuten untergebracht ist, die jeweils in
einem koaxial herausragenden gebogenen Segment einer radialen Stirnseite
des Synchronisierrings gebildet sind.
-
Nach
einer anderen Ausführungsvariante umfasst
der ringförmige
Teil des Synchronisierrings, der zur Aufnahme der einspringenden
Abschnitte des Spannrings dient, drei gebogene radiale Fenster, durch
die jeweils die drei vorspringenden Abschnitte des Spannrings vorstehen.
-
Der
Synchronisierring ist axial bezüglich
des Übertragungszahnrads
in der Richtung, die der Richtung des In-Eingriffs-Kommens mit diesem
durch Reibung entgegengesetzt ist, durch einen Sperrring gehalten,
der in einer äußeren Nut
eines mit dem Übertragungszahnrad
fest verbundenen ringförmigen
Teils montiert ist.
-
Die
Steuergabel wirkt direkt auf das Zwischenzahnrad ein, das auf einen
Ring montiert ist, der ein Lager aus einem Werkstoff mit niedrigem
Reibungskoeffizient bildet und der von der Zwischenwelle getragen
wird.
-
Die
Steuergabel ist auf einer feststehenden Achse verschiebbar montiert,
die zwei Einschnitte aufweist, in deren eine eine Einrastkugel eintritt,
die in der Gabel untergebracht ist und durch eine Schraubenfeder
elastisch auf die Achse zu zurückgeholt
wird, so dass die Gabel in einer Totpunktstellung des Zwischenzahnrads
oder einer Stellung des Halts dieses Zwischenzahnrads in Rückwärtsgang
hält.
-
Die
Erfindung betrifft ebenfalls ein Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge,
das dadurch gekennzeichnet ist, dass es die Rückwärtsgang-Synchronisiereinheit
umfasst, wie sie vorstehend definiert wird.
-
Die
Erfindung versteht sich besser und weitere Aufgaben, Merkmale, Details
und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher
aus der folgenden näheren
Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnung
erfolgt, die nur als Beispiel gegeben werden, um zwei Ausführungsformen
der Erfindung zu veranschaulichen.
-
Die 1 zeigt
schematisch die Architektur von einem Wechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges, das
die Rückwärtsgang-Synchronisiereinheit
der Erfindung umfasst.
-
Die 2 ist
eine longitudinale Darstellung im Schnitt der Rückwärtsgang-Synchronisiereinheit der
Erfindung.
-
Die 3 ist
eine Perspektivrissansicht der Synchronisiereinheit von der 1.
-
Die 4 ist
eine Perspektivrissansicht nach dem Pfeil III der Synchronisiereinheit
von der 3.
-
Die 5 zeigt
eine Perspektivrissansicht einer Ausführungsvariante des Synchronisierrings der
Synchronisiereinheit der Erfindung.
-
Die 6 zeigt
eine Ausführungsform
einer Steuergabel der Bewegung des Rückwärtsgang-Zwischenzahnrades von der Synchronisiereinheit
der Erfindung.
-
Im
manuellen Wechselgetriebe für
Kraftfahrzeuge, das in der 1 dargestellt
wird, bezeichnen die Bezugszahlen 1 und 2 jeweils
die Primärwelle und
die Sekundärwelle,
die die Zahnradpaare tragen, die unter der Steuerung des Gangwechselhebels (nicht
dargestellt) in Eingriff kommen müssen, wobei die Anzahl der
Zahnräder
von der Anzahl der möglichen
Gänge des
Fahrzeuges abhängt.
Im vorliegenden Fall ist das Wechselgetriebe ein Wechselgetriebe
mit fünf
Gängen,
wie es durch „1G" bis „5G" angegeben wird.
-
Die
Primärwelle 1 trägt ein Rückwärtsgang-Zahnrad 3 in
Eingriff mit dem Rückwärtsgang-Zwischenzahnrad 4,
das von einer Zwischenwelle 5 getragen wird.
-
Wie
es in der 2 gezeigt wird, ist die Zwischenwelle 5 im
Kupplungsgehäuse 60 frei
oder eingerastet montiert und trägt
die Rückwärtsgang-Synchronisiereinheit
der Erfindung, die im Folgenden beschrieben wird.
-
Diese
Einheit umfasst das Zwischenzahnrad 4, das verschiebbar
und drehbar bezüglich
der Zwischenwelle 5 durch einen verlängerten Ring 7 montiert
ist, der aus einem Werkstoff mit niedrigem Reibungskoeffizient ausgeführt und
koaxial auf der Welle 5 montiert ist. Der Ring 7 ist
axial feststehend bezüglich
der Welle 5 durch seine beiden Enden gehalten, von denen
das eine auf einer entsprechenden radialen Seite des Gehäuses 6 aufliegt
und das andere Ende auf einer radialen Stirnseite eines ringförmigen Teils 8 aufliegt,
das an seinem gegenüberliegendem Ende
fest mit einem Übertragungszahnrad 9 verbunden
ist, wobei der ringförmige
Teil 8 und das Zahnrad 9 vorzugsweise einstückig ausgeführt sind.
Der Ring 7 umfasst einen Bund 7a, der sich gegenüber dem ringförmigen Teil 8 befindet
und auf dessen radialer Seite 7a1 das Ende eines ringförmigen Teils 10 aufliegen
kann, das Bestandteil des Zwischenzahnrads 4 ist und vorzugsweise
einstückig
mit diesem ausgeführt
ist. Der ringförmige
Teil 10 weist eine äußere Nut 10a auf,
in die das freie Ende 11a einer Steuergabel 11 eintritt,
die noch später
beschrieben wird und die die axiale Bewegung des Zwischenzahnrades 4 steuert.
-
Die
Synchronisiereinheit umfasst darüber
hinaus eine Klauenkupplungsmuffe 12 konzentrisch zur Welle 5,
die sich gegenüber
dem ringförmigen Teil 10 befindet
und die einstückig
mit dem Zwischenzahnrad 4 ausgeführt ist.
-
Die
Klauenkupplungsmuffe 12 umfasst in ihrem Inneren einen
kreisförmigen
kannelierten Eintrittsteil und einen kreisförmigen kannelierten hinteren
Teil, wobei die Zähne 13 des
Eintrittsteils der Muffe 12 durch die Zähne 14 des kreisförmigen hinteren Teils
verlängert
sind und jeweils an die Letztgenannten über Rampen 15 angeschlossen
sind, die in Richtung der Zähne 14 an
den Zähnen 13 aufsteigend entlang
verlaufen und somit innere kegelstumpfförmige Flächenabschnitte definieren.
-
Die
Synchronisiereinheit umfasst darüber
hinaus einen Synchronisierring 16, der koaxial an der Welle 5 angeordnet
ist und der axial bezüglich
dieser bei der axialen Bewegung in derselben Richtung des Zwischenzahnrads 4 zum Übertragungszahnrad 9 bewegt
werden kann.
-
Der
Synchronisierring 16 umfasst, wie es in den 2 bis 4 dargestellt
wird, drei gebogene Segmente 17, die aus einer radialen
Seite 18 des Rings 16 zum Zwischenzahnrad 4 herausragen
und die in der Klauenkupplungsmuffe 12 untergebracht sind.
Der Ring 16 umfasst ebenfalls außerhalb der Klauenkupplungsmuffe 12,
wenn sich das Zwischenzahnrad 4 in der Totpunktstellung
befindet, wie es in der 2 dargestellt wird, drei äußere gezahnte
Sektoren 19, die winklig abstandsgleich voneinander sind.
-
Die
Klauenkupplungsmuffe 12 umfasst drei gebogene Segmente 12a,
die winklig abstandsgleich voneinander entfernt sind und die jeweils
in die drei Räume,
die zwischen den drei gezahnten Sektoren 19 definiert sind,
eintreten. Die drei Segmente 12a erlauben es, den Synchronisierring 16 bezüglich der Klauenkupplungsmuffe 12 einzurasten,
um die Zähne
der Sektoren 19 zwischen den Zähnen 13 von dieser
Muffe einzugreifen, wenn das Zwischenzahnrad 4 an das Übertragungszahnrad 9 angeschlossen
ist.
-
Der
Synchronisierring 16 umfasst letztlich einen zentralen
Teil, der durch eine kegelstumpfförmige Fläche 20 begrenzt ist,
die sich gegenüber
den drei gebogenen Segmenten 17 befindet und die durch
Reibung auf einer zugeordneten kegelstumpfförmigen Auflagefläche 8a des
ringförmigen
Teils 8 bei der axialen Bewegung der Klauenkupplungsmuffe 12 zum
Zahnrad 9 in Kontakt kommen kann. Dieses letztgenannte
Zahnrad umfasst einen Klauenkupplungskranz 21, der konzentrisch
zu diesem Zahnrad fest verbunden ist und der sich gegenüber der
Klauenkupplungsmuffe 12 und den gezahnten Sektoren 19 des
Synchronisierrings 16 befindet.
-
Die
Synchronisiereinheit umfasst letztlich einen offenen elastischen
Spannring 22 von ebener Ausbildung und mit drei gebogenen
einspringenden und abstandsgleichen Abschnitten 23, die
jeweils durch zwei Seitenbügel 24 an
jeweils zwei vorspringenden gebogenen benachbarten Abschnitten 25 verbunden
sind, wobei sich der eine von den vorspringenden Abschnitten aus
den beiden sich gegenüber
liegenden Endbügeln
des Spannrings zusammen setzt, wodurch dieser offen wird, wie es
besser aus der Darstellung der 3 ersichtlich
wird.
-
Die
drei einspringenden Abschnitte 23 des Spannrings 22 sind
jeweils in den drei gebogenen Segmenten 17 des Synchronisierrings 16 untergebracht
und werden durch einen Sicherungsbügel 26 bildenden Sperrring
in diesen gehalten, der zum Teil in drei radialen inneren gebogenen
Nuten 17a der Segmente 17 untergebracht ist. Die
drei vorspringenden Abschnitte 25 des Spannrings 22 stehen
radial nach Außen
der Räume
zwischen den gebogenen Segmenten 17 des Synchronisierrings 16 vor
und sind mit einem Spiel an der Totpunktstellung von der 2 in
den entsprechenden Übergangszonen
zwischen den Zähnen 13 und
den Rampen 15 angeordnet.
-
Der
Synchronisierring 16 ist axial zum Zwischenzahnrad 4 durch
einen Sicherungsbügel 27 bildenden
Sperrring gesperrt, der in einer Nut 8b des ringförmigen Teils 8 untergebracht
ist, wie es in der 2 dargestellt wird.
-
Der
ringförmige
Teil 8 und das Zahnrad 9 sind in Drehung bezüglich der
Welle 5 montiert, und dies durch einen Käfig 28 mit
Zylinderrollen 29, die ein Lager bilden und koaxial auf
der Welle 5 montiert sind.
-
Die
Funktionsweise der Synchronisiereinheit ergibt sich bereits aus
der weiter oben stehenden Beschreibung und wird jetzt im Folgenden
erläutert.
-
Wenn
das Zwischenzahnrad 4 hinsichtlich der 2 nach
rechts durch die Steuergabel 11 beim Schalten des Rückwärtsgangs
bewegt wird, wird die Klauenkupplungsmuffe 12 ebenfalls
in dieselbe Richtung bewegt und die Rampen 15 berühren die
Seiten der vorspringenden Abschnitte 25 des Spannrings 22,
der axial bewegt wird, wobei dieser radial durch die Muffe 12 komprimiert
wird. Die axiale Bewegung des Spannrings 22 bewirkt die
gleichzeitige Bewegung des Synchronisierrings 16 zum Zahnrad 9,
bis der Ring 16 durch seine innere kegelstumpfförmige Fläche 20,
die durch Reibung auf der zugeordneten kegelstumpfförmigen Auflagefläche 8a des
ringförmigen
Teils 8 in Kontakt kommt, mit dem Zahnrad 9 in Drehung
verbunden ist, wobei die gezahnten Sektoren 19 des Ring 16 zwischen
den Zähnen 13 der Klauenkupplungsmuffe 12 eingreifen.
In dieser Position, die dem Ende der Synchronisierphase entspricht,
befinden sich die vorspringenden Abschnitte 25 des Spannrings 22,
die auf den Rampen 15 verlaufen sind, derart am Anfang
der Zähne 14 direkt nach
deren Übergangszone
mit den Rampen 15, dass der Spannring 22 im Höchstmaß radial
komprimiert ist. Das Zwischenzahnrad 4 und die Klauenkupplungsmuffe 12 bewegen
sich weiterhin axial bezüglich
der Welle 5 bis die Zähne 13 der
Muffe 12 derart mit dem Klauenkupplungskranz 21 eingreifen, dass
das Zwischenzahnrad 4 und das Zahnrad 9 in Drehung
verbunden sind. Unter diesen Bedingungen wird die Schaltung des
Rückwärtsgangs
ausgeführt. Der
Rückwärtsgang
wird nicht nur durch die Antilockerungen des Klauenkupplungskranzes 21 und
der Zähne
der inneren Nut des Zwischenzahnrads 4, die dieses gegen
das Zahnrad 9 drücken,
gehalten, sondern auch durch die Steuergabel 11, die im
Folgenden unter Bezugnahme auf die 6 beschrieben wird.
-
Auf
dieser Figur ist die Gabel 11 durch den Hebel des Gangwechsels
auf einer feststehenden Achse 28, die sich parallel zur
Welle 5 erstreckt, gesteuert verschiebbar montiert. Die
Achse 28 umfasst zwei Kerben oder Einschnitte 29,
die an einer selben Erzeugenden der Achse 28 entlang ausgeführt sind und
in die jeweils eine Einrastkugel 30 eintreten kann, die
in einer Durchbohrung 31 der Gabel 11 untergebracht
ist, und die elastisch zur Achse 28 durch eine Schraubenfeder 32 zurückgeholt
wird, die in der Gabel 11 im rechten Winkel zur Achse 28 montiert
ist. Wenn das Zwischenzahnrad 4 und das Zahnrad 9 für die Schaltung
des Rückwärtsgangs
in Drehung zueinander verbunden sind, wird somit das Zwischenzahnrad 4 in
der Stellung des Rückwärtsgangs
gehalten, und dies durch die Gabel 11, die an der Achse 28 durch
die Kugel 30 verriegelt ist, die durch die Rückstellkraft
der Feder 32 im entsprechenden Einschnitt 29 gehalten
wird.
-
Um
den Rückwärtsgang
zu lösen
wird die Gabel 11 auf der Achse 28 derart hinsichtlich
der 6 nach links verschoben, dass das Zwischenzahnrad 4 und
die Klauenkupplungsmuffe 12 translatorisch angetrieben
werden. Diese treibt durch Reibung den Spannring 22 an,
dessen vorspringende Teile 25 elastisch in Kontakt mit
den Zähnen 14 gehalten
werden, die den hinteren kreisförmigen
Durchgang der Muffe 12 definieren. Auf diese Weise treibt die
Muffe 12 den Synchronisierring 16 nicht nur durch die vorspringenden
Abschnitte 25 des Spannrings 22 axial in dieselbe
Richtung an, sondern auch durch den Sperrring 26, auf den
die einspringenden Abschnitte 23 von diesem Spannring anschlagen.
Wenn das Zwischenzahnrad 4 zurück in die Anfangsstellung der 2 geht,
schlägt
der Synchronisierring 16 an den Sperrring 27 an,
was die Rückstellung
des Spannrings 22 erlaubt.
-
Gemäß der Ausführungsvariante,
die in der 5 dargestellt ist, umfasst der
ringförmige
Teil 17 des Synchronisierrings 16 drei abstandsgleiche
radiale gebogene Fenster, durch die jeweils die drei vorspringenden
Abschnitte 25 des Spannrings 22 vorstehen. Auf
diese Weise wird die Anzahl der Teile von der Synchronisiereinheit
noch mehr reduziert, da die Anwesenheit des Sperrrings 26 von
der ersten Ausführungsvariante
des Rings 16 überflüssig ist.
-
Indem
die weiter oben beschriebene Synchronisiereinheit derart ausgeführt wird,
dass das Rückwärtsgang-Zwischenzahnrad
ebenfalls als Klauenkupplungsmuffe dient, wird die Anzahl der Teile
von dieser Einheit reduziert, was somit zu einer Reduzierung ihres
Raumbedarfs führt. Fig.
1
| 5v | 5G |
| 4v | 4G |
| 3v | 3G |
| 2v | 2G |
| 1v | 1G |