DE10009584A1 - Mehrstufiges Schaltgetriebe - Google Patents
Mehrstufiges SchaltgetriebeInfo
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- F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein mehrstufiges Schaltgetriebe für eine Brennkraftmaschine mit einer Trennkupplung (18), einer Antriebswelle (28) und einer Antriebswelle (32), auf denen im Eingriff befindliche Getrieberäder (30, 34) zur Erzielung verschiedener Übersetzungsstufen angeordnet sind, wobei die Gangräder (30) über eine Schaltkupplung (44) mit der Getriebewelle (28) in eine kraftschlüssige Verbindung überführbar sind. Es wird vorgeschlagen, daß eine zentrale Synchronisierung der Gänge erfolgt, indem das Verzögern der Getriebewelle (28) beim Hochschalten des Ganges durch eine Schwungradbremse (17) folgt, während das Beschleunigen der Getriebewelle beim Zurückschalten des Ganges über eine zentrale Motor-Steuereinheit (50) erfolgt. Damit wird auf einfache Art und Weise eine zentrale Synchronisierung eines Schaltgetriebes ermöglicht, bei der auf eine Synchronisierungseinheit pro Gangstufe verzichtet werden kann.
Description
Die Erfindung geht aus von einem mehrstufigen Schaltgetriebe nach den Merkmalen des
Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Vollsynchronisierte Schaltgetriebe, die heute üblicherweise in PKW eingesetzt werden,
besitzen zum Wechseln der Gänge eine Trennkupplung und
Reibkonus-Synchronisierungen, über die der Drehzahlangleich von Los- bzw. Gangrad und
Getriebewelle erfolgt. Dazu ist für jede Übersetzungsstufe eine eigene
Synchronisierungseinheit erforderlich. Der Gangwechsel erfolgt durch manuelles
Betätigen der Kupplung und des mechanischen Schaltgestänges.
Aus der DE 43 05 054 A1 ist eine Antriebsvorrichtung für ein Elektromobil bekannt, bei
der eine zentrale Synchronisierung der Gangwechsel mit Hilfe des Elektromotors erfolgt.
Aufgabe der Erfindung ist es, für das mehrstufige Schaltgetriebe einer
Brennkraftmaschine auf einfache Art und Weise eine zentrale Synchronisierung der
Gangwechsel zu schaffen, so daß auf die sonst üblicherweise notwendige
Synchronisierungseinheit je Gangstufe verzichtet werden kann.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1
angegebenen Merkmale. Insbesondere mit Hilfe einer Schwungradbremse kann auf
einfache Art und Weise das beim Gangwechsel in den höheren Gang erforderliche
Verzögern bzw. Abbremsen der Getriebewelle bei geschlossener Kupplung erfolgen. Die
zur Synchronisierung nötige Beschleunigung der Getriebewelle beim Zurückschalten eines
Ganges erfolgt bei geschlossener Kupplung durch eine zentrale Motor-Steuereinheit, die
mittels Drosselklappenstellung auf die Motordrehzahl im gewünschten Sinne Einfluß
nimmt.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen
des erfindungsgemäßen mehrstufigen Schaltgetriebes enthalten.
Zur Erfassung der für die Synchronisierung erforderlichen Drehzahlen sind an den
Getriebewellen Drehzahlsensoren angeordnet.
Der Kraftschluß zwischen den Gangrädern und der Getriebewelle erfolgt durch eine
Klauenkupplung, die sich durch einen einfachen und robusten Aufbau auszeichnet.
Zum Abbremsen des Schwungrades und damit der Getriebewelle kann eine
Standard-Backenbremse verwendet werden. Das Einlegen der Gänge bzw. das Betätigen
der Schiebemuffen der Klauenkupplung erfolgt über an der Schaltgabel angeordnete
Aktuatoren, die durch entsprechende Schalter am Lenkrad oder am Schalthebel
ausgelöst werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und
Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt den schematischen Gesamtaufbau des
erfindungsgemäßen mehrstufigen Schaltgetriebes.
Die in der Figur schematisch dargestellte Brennkraftmaschine besteht aus einer
Motoreinheit 10 und einer Getriebeeinheit 12. Die Anbindung der Motoreinheit 10 an die
Getriebeeinheit 12 erfolgt in herkömmlicher Weise über ein mit der Kurbelwelle 14
verbundenes Schwungrad 16, an das eine Kupplung 18 zur Zugkraftunterbrechung
angeschraubt ist. Die in der Zeichnung dargestellten Hauptbestandteile der Kupplung 18
sind eine Kupplungsscheibe 20, eine Druckplatte 22, eine Tellerfeder 24 und ein
Kupplungsgehäuse 26. Durch die zwischen dem Kupplungsgehäuse 26 und der
Druckplatte 22 angeordnete Tellerfeder 24 wird die Kupplungsscheibe 20 durch die
Druckplatte 22 auf das Schwungrad 16 gepreßt. Zur Kraftübertragung des von der
Motoreinheit 10 erzeugten Drehmoments auf die Getriebeeinheit 12 ist auf bekannte Art
und Weise ein Ende der Antriebswelle 28 mit der Kupplung 18 verbunden. Durch das
genutete Ende der Antriebswelle 28 und durch die genutete Öffnung in der
Kupplungsscheibe 20 wird eine drehfeste Verbindung zwischen beiden Bauteilen erzeugt.
Auf der Antriebswelle bzw. der Getriebeeingangswelle 28 sind Gangräder 30 angeordnet,
die lose, d. h. frei drehbar auf der Antriebswelle 28 angeordnet sind. Zur Vereinfachung
der Darstellung ist in der Figur exemplarisch nur ein Gangrad 30 dargestellt. Für ein
entsprechendes Sechsganggetriebe sind dementsprechend sechs auf der Antriebswelle
28 angeordnete Gangräder 30 erforderlich. Auf einer in der Getriebeeinheit 12
angeordneten Abtriebswelle 32 sind Getriebezahnräder 34 angeordnet, die drehfest mit
der Abtriebswelle 32 verbunden sind und mit den Gangrädern 30 im ständigen Eingriff
miteinander stehen. Über das auf der Abtriebswelle 32 angeordnete Kegelrad 34 erfolgt
die Kraftübertragung auf das Tellerrad 36 eines nicht näher dargestellten
Differentialgetriebes. Das nur für eine Seite dargestellte Achswellenrad 38 ist mit einer
Radantriebswelle 40 drehfest verbunden und ermöglicht somit die Kraftübertragung auf
die Vorder- bzw. Hinterräder 42 des Kraftfahrzeuges.
Die kraftschlüssige Verbindung des schaltbaren Gangrades 30 mit der Antriebswelle 28
erfolgt mit Hilfe einer Schaltkupplung 44, die in diesem Fall als Klauenkupplung
ausgebildet ist. Der Aufbau einer derartigen Klauenkupplung 44 ist bekannt und bedarf
daher keiner näheren Erläuterung. Die drehfest mit der Antriebswelle 28 verbundene
Klauenmuffe 46, die jedoch auf der Antriebswelle 28 mit Hilfe einer Schaltgabel 48 auf
der Antriebswelle 28 längsverschieblich ist, stellt den entsprechend gewünschten Eingriff
mit dem Gangrad 30 her.
Eine zentrale Steuereinheit 50 ist mit den einzelnen Motorkomponenten, wie einer
Drosselklappe 52, einer Benzineinspritzung 54, einer Zündeinheit 56 und einer
elektronischen Motorleistungssteuerung (E-Gas) 58 verbunden. Weiterhin ist die zentrale
Steuereinheit 50 über elektrische Steuerleitungen mit einem Schalthebel 60, der
Schwungradbremse 17, den an der Antriebswelle 28 und an der Abtriebswelle 32
angeordneten Drehzahlsensoren 33 und mit an der Schaltgabel 48 angeordneten
Aktuatoren verbunden. Die Synchronisierung der einzelnen Schaltvorgänge erfolgt auf
folgende Art und Weise:
Das Signal zum Gangwechsel erfolgt über den Schalthebel 60. Über ein entsprechendes
Steuersignal wird mit Hilfe der am Schwungrad 16 angeordneten Backenbremse 17 das
Schwungrad 16 und damit die Antriebswelle 28 auf eine Drehzahl abgebremst, bei der
sich die Antriebswelle 28 und damit die Klauenmuffe 46 im Gleichlauf mit dem zu
schaltenden Gangrad 30 befindet, wobei die Drehzahlerfassung mit Hilfe der
Drehzahlsensoren 33 erfolgt. Ist Gleichlauf erreicht, wird auf bekannte Art und Weise mit
Hilfe der Schaltgabel 48 die Klauenmuffe 46 auf der Antriebswelle 28 axial verschoben,
bis die Klauenmuffe 46 und das Gangrad 30 mit Hilfe der Klauen drehfest miteinander
verbunden sind.
Zum Zurückschalten in den nächst niedrigeren Gang, bei der die Übersetzung größer
wird, ist zur Drehzahlangleichung zwischen Klauenmuffe 46 und Gangrad 30 eine
Drehzahlerhöhung der Antriebswelle 28 erforderlich. Diese Drehzahlerhöhung wird über
ein entsprechendes Motor-Management, d. h. durch eine automatische Veränderung der
Drosselklappenstellung (E-Gas) erreicht.
Sowohl das Hoch- als auch das Zurückschalten der einzelnen Gänge erfolgt bei
geschlossener Kupplung, so daß ein schneller Gangwechsel ohne längere
Zugkraftunterbrechung erfolgen kann. Die erfindungsgemäße zentrale Synchronisierung
eines Schaltgetriebes ist nicht auf die vorbeschriebene Ausführungsform begrenzt,
sondern auch auf andere Schaltgetriebeausführungen, wie z. B. einem zweistufig
ausgebildeten Schaltgetriebe mit Antriebswelle, Vorgelegewelle und Hauptwelle
anwendbar.
Claims (5)
1. Mehrstufiges Schaltgetriebe für eine Brennkraftmaschine mit einer Trennkupplung,
einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle, auf denen im Eingriff befindliche
Getrieberäder zur Erzielung verschiedener Übersetzungsstufen angeordnet sind, wobei
die Gangräder über eine Schaltkupplung mit der Getriebewelle in eine kraftschlüssige
Verbindung überführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale
Synchronisierung der Gänge erfolgt, indem das Verzögern der Getriebewelle (28) beim
Hochschalten des Ganges durch eine Bremse (17), insbesondere Schwungradbremse,
erfolgt, während das Beschleunigen der Getriebewelle (28) beim Zurückschalten des
Ganges über eine zentrale Motor-Steuereinheit (50) erfolgt.
2. Mehrstufiges Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der
Antriebs- und der Abtriebswelle (28, 32) Sensoren (33) zur Erfassung der Drehzahl
angeordnet sind.
3. Mehrstufiges Schaltgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kraftschluß zwischen Gangrad (30) und Getriebewelle (28) durch eine Klauenkupplung
(44) erfolgt.
4. Mehrstufiges Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Schwungrad (16) von einer Backenbremse (17) umschlossen
ist, die über die zentrale Motor-Steuereinheit (50) kontrollierbar ist.
5. Mehrstufiges Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Einlegen der Gänge durch an der Schaltgabel (48) angeordnete
Aktuatoren erfolgt, die durch Schalter am Lenkrad oder einen Schalthebel (60) ausgelöst
werden.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2000109584 DE10009584A1 (de) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | Mehrstufiges Schaltgetriebe |
PCT/EP2001/000991 WO2001065143A1 (de) | 2000-02-29 | 2001-01-31 | Mehrstufiges schaltgetriebe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2000109584 DE10009584A1 (de) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | Mehrstufiges Schaltgetriebe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE10009584A1 true DE10009584A1 (de) | 2001-09-13 |
Family
ID=7632864
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2000109584 Ceased DE10009584A1 (de) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | Mehrstufiges Schaltgetriebe |
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Country | Link |
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DE (1) | DE10009584A1 (de) |
WO (1) | WO2001065143A1 (de) |
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- 2000-02-29 DE DE2000109584 patent/DE10009584A1/de not_active Ceased
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2001065143A1 (de) | 2001-09-07 |
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Legal Events
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