DE3709398A1 - Transmission for motor vehicles with reverse lock - Google Patents

Transmission for motor vehicles with reverse lock

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Hans Prof Dr Ing Kahlen
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/26—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, of type of freewheel device

Abstract

The invention relates to a motor vehicle transmission, which is driven by an engine by way of a clutch. A reverse lock is incorporated in the transmission, which locks in the event of a direction of rotation opposite to the direction of rotation of the engine. Such an incorrect direction of rotation can occur with the clutch opened if, with a forwards gear selected, the vehicle rolls back due to the gravitational force component. As reverse lock a freewheel element is provided, which on the one hand is positively connected to the transmission housing and on the other to the transmission input shaft. The connection to the transmission shaft can also be made controllable by means of a claw clutch. This claw clutch can be operated separately or in connection with one or more gears.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe allgemeiner Art.The invention relates to a device for a motor vehicle transmission of a general nature.

Kraftfahrzeuge werden zum größten Teil von Verbrennungsmotoren angetrieben. Die Kon­ struktion dieser Motoren erlaubt nur eine Motordrehrichtung. Die Leistung P des Motors ist durch Drehmoment M und Drehzahl n gegeben, d. h. aus dem Produkt P = M × 2 π n. Drehmoment- und Drehzahlbereich erlauben keine direkte Verbindung zwischen Motor und Antriebsrändern. Mit Hilfe eines Getriebes werden für die Antriebsräder die Drehmomente herauf und die Drehzahlen herabgesetzt.Motor vehicles are largely powered by internal combustion engines. The design of these motors allows only one direction of motor rotation. The power P of the motor is given by torque M and speed n , ie from the product P = M × 2 π n . Torque and speed range do not allow a direct connection between the motor and drive edges. With the help of a gearbox, the torques for the drive wheels are increased and the speeds are reduced.

Das Prinzip des Verbrennungsmotors bedingt, daß bei niedrigen Drehzahlen kein oder nur ein geringes Drehmoment abgegeben werden kann. Je nach der Drehmoment-Drehzahl- Charakteristik des Motors sind deshalb zum Anfahren Motordrehzahlen des 0,1 bis 0,2 fachen der Höchstdrehzahl erforderlich. Die Drehzahldifferenz zwischen Motor und nicht­ drehender Getriebewelle nimmt beim Anfahren die Kupplung auf. Als Kupplung sind in Kraftfahrzeugen bekannt: Reibungskupplung, Flüssigkeitskupplung und Drehmomenten­ wandler mit Flüssigkeitskupplungen.The principle of the internal combustion engine means that at low speeds no or only a low torque can be delivered. Depending on the torque speed Characteristics of the engine are therefore engine speeds of 0.1 to 0.2 for starting times the maximum speed required. The speed difference between the engine and not rotating gear shaft picks up the clutch when moving off. As a clutch are in Motor vehicles known: friction clutch, fluid clutch and torques converter with fluid couplings.

Ein Fahrzeug, das in der Ebene angefahren wird, muß nicht mit einer Bremse vor dem An­ fahren gehalten werden. Steht dagegen das Fahrzeug in einer Steigung, so muß es mit einer Bremse oder mit einem Motordrehmoment gehalten werden, das der Hangabtriebskraft des Kraftfahrzeuges entspricht.A vehicle that is started on the level does not have to brake before the start driving are kept. On the other hand, if the vehicle is on an incline, it must be on a slope Brake or be held with an engine torque that the slope downforce of the Corresponds to the motor vehicle.

Da beim stehenden Fahrzeug keine Leistung an das Fahrzeug abgegeben wird, ist die vom Motor abgegebene Leistung die Verlustleistung, die in den Kupplungen in Wärme umgesetzt wird. Im Falle einer Reibungskupplung führt dieses zum Verschleiß der Reibungskupplung. Bei langen Standzeiten in einer Steigung werden deshalb allgemein Kraftfahrzeuge mit der Betriebs- oder Feststellbremse gehalten. Bein Anfahren eines Fahrzeuges mit Reibungs­ kupplung müssen damit mehrere Funktionen gleichzeitig ablaufen: Motordrehzahl erhöhen durch Gas geben (rechtes Pedal), Kupplung einrücken (linkes Pedal), Feststellbremse lösen (rechte Hand) und Lenken (linke Hand). Diese gleichzeitig auftretenden Funktionen können bei starken Steigungen zu erheblichen Belastungen führen, die die Sicherheit im Straßenverkehr herabsetzen (z. B. Zurückrollen) oder zu Behinderungen führen (Motors aus).Since no power is delivered to the vehicle when the vehicle is stationary, it is from Motor output power is the power loss that is converted into heat in the clutches becomes. In the case of a friction clutch, this leads to wear of the friction clutch. If the vehicle is parked on a slope for long periods, motor vehicles are generally used with the Service or parking brake held. When starting a vehicle with friction coupling must therefore run several functions simultaneously: increase engine speed accelerate (right pedal), engage clutch (left pedal), release parking brake (right hand) and steering (left hand). These functions that occur simultaneously can lead to considerable loads on steep inclines, which increase safety in the Reduce road traffic (e.g. roll back) or lead to disabilities (engine off).

Aufgabe der Erfindung ist es, durch eine Rücklaufsperre den Fahrer des Kraftfahrzeuges beim Anfahren in einer Steigung zu entlasten, die Energieverluste zu senken und insbe­ sondere bei Reibkupplungen den Verschleiß zu mindern.The object of the invention is to provide the driver of the motor vehicle with a backstop to relieve when starting on an incline, to reduce energy losses and esp to reduce wear especially with friction clutches.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Getriebe mit einer Rücklauf­ sperre versehen wird. Dabei wird die Eigenschaft des Verbrennungsmotors genutzt, daß der Motor nur in einer Drehrichtung betrieben wird und somit auch die Getriebeeingangswelle im Betrieb nur eine Drehrichtung hat. Beim Zurückrollen des Fahrzeugs mit eingelegtem Gang und ausgerückter Kupplung tritt allgemein an der Getriebeeingangswelle die falsche Drehrichtung auf. Mit einer Rücklaufsperre wird diese Drehrichtung verhindert, so daß das Fahrzeug nicht zurückrollen kann und gehalten wird. Nach einem weiteren Merkmal der Er­ findung besteht diese Rücklaufsperre aus einem Freilaufelement. Dieser Freilauf wird einer­ seits mit der Getriebewelle und andererseits mit dem Kupplungsgehäuse formschlüssig verbunden.The object is achieved in that the transmission with a return lock is provided. The property of the internal combustion engine is used that the Motor is only operated in one direction of rotation and thus also the transmission input shaft has only one direction of rotation during operation. When the vehicle rolls back with the Gear and disengaged clutch generally occurs the wrong way on the transmission input shaft Direction of rotation. With a backstop this direction of rotation is prevented, so that Vehicle cannot roll back and is held. According to another characteristic of the Er invention, this backstop consists of a freewheel element. This freewheel becomes one on the one hand with the gear shaft and on the other hand with the clutch housing connected.

Der Freilauf hat die gewünschte Funktion bei eingelegten Vorwärtsgängen. Bei eingelegtem Rückwärtgang tritt Sperrwirkung für Vorwärtsfahrt auf, der Freilauf wirkt dagegen in Rückwärtsrichtung. Diese Funktion ist bei einer Rückwärtsfahrt in einem Gefälle wichtig.The freewheel has the desired function when the forward gears are engaged. When inserted Reverse gear has a blocking effect for forward travel, while freewheeling acts in Reverse direction. This function is important when reversing down a slope.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird das Freilaufelement nur im ersten Gang oder im Rückwärtsgang zugeschaltet. Damit tritt der Freilauf nur in diesen Gängen in Funktion, und er kann sich in den übrigen Gängen frei drehen. Er kann somit infolge der hohen Getriebeübersetzung im ersten und im Rückwärtsgang für ein Drehmoment ausgelegt werden, das kleiner als das höchste Motormoment ist.In a further embodiment of the invention, the freewheel element is only in first gear or engaged in reverse gear. This means that freewheeling only occurs in these gears Function, and it can turn freely in the other gears. He can therefore as a result of high gear ratio in the first and reverse gear designed for torque that is smaller than the highest engine torque.

In den Fig. 1-4 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.In FIGS. 1-4 show exemplary embodiments of the invention.

Fig. 1 das Prinzip der Erfindung, Fig. 1 shows the principle of the invention,

Fig. 2 eine einfache Lösung für ein zweistufiges Kraftfahrzeuggetriebe, FIG. 2 is an easy solution to a two-stage motor vehicle transmission,

Fig. 3 eine Lösung mit zu- und abschaltbarem Freilauf mit dem ersten Gang, Fig. 3 is a solution with increasing and disengageable free-running with the first gear,

Fig. 4 eine Kombination des zu- und abschaltbaren Freilaufs mit dem ersten Gang. Fig. 4 shows a combination of the switchable and disconnectable freewheel with the first gear.

In Fig. 1 ist mit 1 der Verbrennungsmotor, mit 2 die Kupplung eines Kraftfahrzeuges be­ zeichnet. Die Kupplung 2 trennt den Verbrennungsmotor 1 von der Getriebeeingangswelle 3. Der Freilauf 4 ist einerseits mit der Welle 3, andererseits mit dem Getriebegehäuse 5 fest verbunden. Bei geschlossener Kupplung 2 hat die Getriebeeingangswelle 3 die Drehrichtung des Antriebsmotors 1. Das Freilaufelement 4 dreht sich frei. Bei geöffneter Kupplung 2 kann die Getriebeeingangswelle 3 eine von der Last vorgegebene Drehrichtung annehmen, die der Drehrichtung des Antriebsmotors entgegengesetzt ist. Hierbei setzt die Sperrwirkung des Freilaufelements 4 ein, so daß diese Welle sich nicht mehr drehen kann.In Fig. 1, 1 is the internal combustion engine, with 2 the clutch of a motor vehicle be distinguished. The clutch 2 separates the internal combustion engine 1 from the transmission input shaft 3 . The freewheel 4 is on the one hand firmly connected to the shaft 3 and on the other hand to the gear housing 5 . When the clutch 2 is closed, the transmission input shaft 3 has the direction of rotation of the drive motor 1 . The freewheel element 4 rotates freely. With clutch 2 open, the transmission input shaft 3 can assume a direction of rotation predetermined by the load, which is opposite to the direction of rotation of the drive motor. In this case, the locking action of the freewheel element 4 begins, so that this shaft can no longer rotate.

Fig. 2 zeigt ein Kraftfahrzeuggetriebe, das hier zur Vereinfachung nur zweistufig abge­ bildet ist. Mit der Getriebeeingangswelle 3 sind die Antriebsräder 6 und 8 für den ersten und zweiten Gang verbunden. Die sich auf der Abtriebswelle 11 befindlichen Gegenräder 7 und 9 können mit einer Klauenkupplung 10 jeweils formschlüssig mit der Abtriebswelle 11 verbunden werden. Für den ersten Gang verbindet die Klauenkupplung 10 das Zahnrad 7 mit der Abtriebswelle 11. Bei gelöster Kupplung kann nun von der Abtriebswelle 11 eine vom Antriebsmotor unabhängige Drehrichtung vorgegeben werden. Das Freilaufelement 4 blockiert die Getriebeeingangswelle 3 für den Fall, daß die Drehrichtung dieser Welle nicht gleich ist wie die Drehrichtung des Antriebsmotors. Fig. 2 shows a motor vehicle transmission, which is here for simplification only two stages. The drive wheels 6 and 8 for the first and second gear are connected to the transmission input shaft 3 . The counter wheels 7 and 9 located on the output shaft 11 can each be positively connected to the output shaft 11 by means of a claw coupling 10 . For the first gear, the dog clutch 10 connects the gear 7 to the output shaft 11 . With the clutch released, the output shaft 11 can now specify a direction of rotation that is independent of the drive motor. The freewheel element 4 blocks the transmission input shaft 3 in the event that the direction of rotation of this shaft is not the same as the direction of rotation of the drive motor.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Freilaufelement 4 ist formschlüssig mit dem Getriebegehäuse 5 verbunden. Das Innenteil des Freilaufelements ist in diesem Falle nicht mit der Getriebewelle 3 verbunden. Eine formschlüssige Verbindung zur Getriebewelle 3 kann mit Hilfe der Klauenkupplung bestehend aus den Klauen 12 am Freilaufteil und 13 an der Getriebewelle 3 gemacht werden. Die Rücklaufsperre kann damit für jeden Fahrbereich zu- und abgechaltet werden. Fig. 3 shows a further embodiment of the invention. The freewheel element 4 is positively connected to the gear housing 5 . In this case, the inner part of the freewheel element is not connected to the gear shaft 3 . A positive connection to the gear shaft 3 can be made with the aid of the claw coupling consisting of the claws 12 on the freewheel part and 13 on the gear shaft 3 . The backstop can thus be switched on and off for each driving area.

In dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Rücklaufsperre nur im ersten Gang eingelegt. Dazu wird im Getriebe eine Verbindung zwischen der Klauenkupplung des Freilaufelements und der Klauenkupplung für den ersten und zweiten Gang hergestellt.In the exemplary embodiment shown in FIG. 4, the backstop is only engaged in first gear. For this purpose, a connection between the claw clutch of the freewheel element and the claw clutch for the first and second gear is established in the transmission.

Claims (5)

1. Getriebe für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Getriebe eingebaute Rücklaufsperre dann sperrt, wenn infolge geöffneter Kupplung an dieser eine Drehung in­ vers zur Drehrichtung des Antriebmotors auftritt.1. Gearbox for motor vehicles, characterized in that a built-in backstop locks when due to an open clutch there occurs a rotation in verse to the direction of rotation of the drive motor. 2. Getriebe für Kraftfahrzeuge mit einer Rücklaufsperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Getriebeeingangswelle und Getriebegehäuse ein Freilauf­ element angeordnet ist, welches bei der Drehrichtung invers zur Motordrehrichtung blockiert.2. Gearbox for motor vehicles with a backstop according to claim 1, characterized characterized in that a freewheel between the transmission input shaft and the transmission housing element is arranged, which in the direction of rotation inversely to the direction of motor rotation blocked. 3. Getriebe für Kraftfahrzeuge mit einer Rücklaufsperre nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Freilaufelement einerseits formschlüssig mit dem Getriebegehäuse, andererseits mit einer Klauenkupplung versehen ist und daß der zweite Teil der Klauenkupp­ lung mit der Getriebeeingangswelle verbunden ist.3. Gearbox for motor vehicles with a backstop according to claim 1 and 2, characterized characterized in that the freewheel element, on the one hand, in a form-fitting manner with the gear housing, on the other hand is provided with a claw coupling and that the second part of the claw coupling tion is connected to the transmission input shaft. 4. Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit Rücklaufsperre nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Klauenkupplung des Freilaufs gemeinsam mit der Klauenkupplung für den ersten Gang geschaltet wird.4. Gearbox for a motor vehicle with backstop according to claim 1 to 3, characterized ge indicates that the claw clutch of the freewheel together with the claw clutch for the first gear. 5. Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit Rücklaufsperre nach den vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Klauenkupplung für den Freilauf gemeinsam mit einer be­ stimmten vorgegebenen Anzahl von Gängen geschaltet werden kann.5. gearbox for a motor vehicle with backstop according to the aforementioned claims, characterized in that the claw clutch for the freewheel together with a be agreed predetermined number of gears can be switched.
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