DE10118646A1

DE10118646A1 - Stufenwechselgetriebe

Info

Publication number: DE10118646A1
Application number: DE2001118646
Authority: DE
Inventors: Gerhard Fuehrer; Hermann Lanz; Roland Stauber
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2001-04-14
Filing date: 2001-04-14
Publication date: 2002-10-17

Abstract

Bei einem mehrgängigen Stufenwechselgetriebe insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit einer Eingangswelle und einer in axialer Verlängerung der Eingangswelle angeordneten Hauptwelle (2), mit einer parallel zur Hauptwelle (2) angeordneten Vorgelegewelle (16) und mit einer parallel zu diesen beiden angeordneten Zwischenwelle (28) für ein Rückwärtsgangrad (26), wobei die Wellen (2, 16, 28) Zahnräder (4, 6, 26) aufweisen, die die Übersetzungsstufen des Getriebes bilden, darunter ein Hauptwellenrad (4) für den ersten Gang, ein Hauptwellenrad (6) für den Rückwärtsgang und Verzahnungen (18) für den Rückwärtsgang und den ersten Gang auf der Vorgelegewelle (16), ist die Summe aus Kopfkreishalbmesser der Verzahnung (18) für den Rückwärtsgang auf der Vorgelegewelle (16) und aus Kopfkreishalbmesser des Zahnrades (6) für den Rückwärtsgang auf der Hauptwelle (2) größer als der Achsabstand (a) zwischen der Drehachse (34) der Hauptwelle (2) und der Drehachse (36) der Vorgelegewelle (16).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein mehrgängiges Stufenwechselgetriebe insbesondere für Nutzfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Häufig wird bei mehrgängigen Stufenwechselgetrieben für Nutzkraftfahrzeuge die Vorgelegewellenverzahnung für den Rückwärtsgang identisch wie diejenige für den ersten Gang ausgeführt, wodurch sich zwangsläufig ein etwas schnellerer Rückwärtsgang ergibt, dessen Geschwindigkeits erhöhung ca. 5 bis 10% beträgt. Diese gleiche Vorgelege wellenverzahnung wird deshalb gewählt, um dadurch die bei den Vorgelegenwellenverzahnungen in einem Arbeitsgang bzw. mit dem gleichen Werkzeug oder den gleichen Werkzeugen durchzuführen. Die schnellere Übersetzung im Rückwärtsgang führt jedoch zu einer dadurch bedingten höheren Gesamtge triebespreizung. Die erforderliche Gesamtgetriebespreizung ergibt sich aus den Randbedingungen einer möglichst langsa men Rangiergeschwindigkeit im ersten Gang und im Rückwärts gang bei Leerlaufdrehzahl von ca. 600 min^-1 und einer mög lichst verbrauchsgünstigen Motordrehzahl von ca. 1200 min^-1 bis 1500 min^-1 bei Höchstgeschwindigkeit, die bei ca. 85 km/h liegt. Aufgrund der gegebenen Unübersichtlich keit bei Rückwärtsfahrt wird jedoch im Rückwärtsgang in der Regel eine niedrigere Rangiergeschwindigkeit gewünscht als im ersten Gang, z. B. < 2,5 km/h im Rückwärtsgang vergli chen mit < 3,0 km/h im ersten Gang.

Es sind Getriebe bekannt geworden, die eine langsamere Übersetzung im Rückwärtsgang ermöglichen als im ersten Gang. Diese Getriebe weisen jedoch noch den Nachteil auf, dass unterschiedliche Werkzeuge für die Herstellung der unterschiedlichen Verzahnungen erforderlich sind, wodurch sich die Herstellungskosten erhöhen.

In der deutschen Patentanmeldung P 19904479 der Anmel derin wurde bereits ein Getriebe vorgeschlagen, welches eine langsamere Rangiergeschwindigkeit im Rückwärtsgang als im ersten Gang ermöglicht, bei gleichzeitig reduzierter Gesamtgetriebespreizung und bei dem gleiche Werkzeuge zur Herstellung der Verzahnungen verwendet werden können, so dass die Kosten bei der Herstellung verringert werden kön nen. Bei diesem Getriebe weist das auf der Hauptwelle vor gesehene Zahnrad für den ersten Gang die gleiche Verzahnung auf wie das auf der Hauptwelle für den Rückwärtsgang vorge sehene Zahnrad.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Getrie be vorzuschlagen, welches eine langsamere Rangiergeschwin digkeit im Rückwärtsgang als im ersten Gang ermöglicht bei gleichzeitig reduzierter Gesamtgetriebespreizung, ohne er höhte Kosten bei der Herstellung zu bedingen, da gleiche Werkzeuge zur Herstellung der Verzahnungen verwendet werden können.

Die Aufgabe wird gelöst mit einem mehrgängigen Stufen wechselgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausges taltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, ein mehrgängiges Stufenwechselgetriebe insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit einer Eingangswelle und einer in axialer Verlängerung der Eingangswelle angeordneten Hauptwelle, mit einer parallel zur Hauptwelle angeordneten Vorgelegewelle und mit einer parallel zu diesen beiden angeordneten Zwischenwelle für das Rückwärtsgangrad, wobei die Wellen Zahnräder aufweisen, die die Übersetzungsstufen des Getriebes bilden, darunter ein Hauptwellenrad für den ersten Gang und ein Hauptwellen rad für den Rückwärtsgang, ein Zwischenrad für den Rück wärtsgang auf der Zwischenwelle und Verzahnungen für den Rückwärtsgang und den ersten Gang auf der Vorgelegewelle so auszugestalten, dass die Summe aus Kopfkreishalbmesser der Verzahnung für den Rückwärtsgang auf der Vorgelegewelle und aus Kopfkreishalbmesser des Zahnrades für den Rückwärtsgang auf der Hauptwelle größer ist als der Achsabstand zwischen der Hauptwelle und der Vorgelegewelle. In einer vorteilhaf ten Ausgestaltung sind die Verzahnungen der Räderketten für den ersten Gang und für den Rückwärtsgang so gestaltet, dass die Verzahnungsgeometrien auf der Vorgelegewelle für den ersten Gang und für den Rückwärtsgang identisch sind. Eine vorteilhafte Ausführung zeigt die Breite der Verzah nung des Rückwärtsgangzwischenrades derart ausgebildet, dass ein erster Teil der Breite der Verzahnung in die Ver zahnung des Rückwärtsganges auf der Vorgelegewelle ein greift und ein zweiter Teil der Breite der Verzahnung in die Verzahnung des Rückwärtsgangzahnrades der Hauptwelle eingreift. In einer Ausgestaltung entspricht die Breite der Verzahnung des Rückwärtsgangzwischenrades in etwa der ge meinsamen Breite von einer Schalteinrichtung und dem Rück wärtsgangrad auf der Hauptwelle. In einer Ausführung sind die Verzahnung des Rückwärtsganges auf der Vorgelegewelle und die Verzahnung des Rückwärtsgangzahnrades der Hauptwel le axial versetzt zueinander ausgebildet, damit der Kopf kreis der Verzahnung des Rückwärtsgangzahnrades der Haupt welle in den Bereich des Kopfkreises der Rückwärtsgangver zahnung auf der Vorgelegewelle eingreifen kann.

Der Eingriff zwischen der Rückwärtsgangverzahnung auf der Vorgelegewelle und dem Rückwärtsgangzwischenrad findet in einer anderen axialen Ebene statt als der Eingriff zwi schen dem Rückwärtsgangzwischenrad und dem Rückwärtsgangrad auf der Hauptwelle. Diese Lösung ist besonders vorteilhaft für Getriebe, bei denen zwischen erstem Gang-Zahnrad auf der Hauptwelle und dem Rückwärtsgangrad auf der Hauptwelle ein Schalteinrichtung bzw. eine Synchronisiereinrichtung angeordnet ist. Eine Klauenschaltung als Schalteinrichtung ist hier auch denkbar.

Hierdurch ergeben sich markante Vorteile. Es findet keine Wechselbeanspruchung in Form einer Zahnfußbiegung des Rückwärtsgang-Zwischenrades statt. Die erforderliche Ver zahnungsbreite zwischen dem Rückwärtsgangrad auf der Vorge legewelle und dem Rückwärtsgangzwischenrad geht nicht in die Gesamtgetriebelänge ein. Dies gilt, solange die Breite der Schalteinrichtung zwischen den benachbarten Gängen grö ßer oder gleich der Breite des Rückwärtsgangrades auf der Zwischenwelle bzw. dem Rückwärtsgangzwischenrad ist. Es ergibt sich eine gleich große bzw. eine größere Getriebe übersetzung im Rückwärtsgang als im ersten Gang bei gleich zeitig reduzierter Gesamtgetriebespreizung. Auf der Vorge legewelle können die gleiche Verzahnung für den ersten Gang und für den Rückwärtsgang eingearbeitet werden, was Werk zeug- und Bearbeitungskosten reduziert, weil gleiche Werk zeuge zur Herstellung der Verzahnungen mit gleichem Modul und gleichem Schrägungswinkel für den ersten Gang und für den Rückwärtsgang verwendet werden können. Auf der Vorgele gewelle im Bereich des Rückwärtsgangzahnrades der Hauptwel le kann die Verzahnung entfallen, was zu einer kürzeren Verzahnung auf der Vorgelegewelle führt.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher be schrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch die Bauteile im Bereich der Rückwärtsgangräderkette und

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Zahnräder nach Fig. 1.

In der Fig. 1 ist auf einer Hauptwelle 2 ein Zahnrad 4 für den ersten Gang und ein Zahnrad 6 für den Rückwärtsgang drehbar angeordnet. Zwischen den beiden Zahnrädern 4 und 6 ist eine Schalteinrichtung 8 vorgesehen, hier eine Klauen schaltung, die dazu geeignet ist, eine drehfeste Verbindung zwischen der Hauptwelle 2 und einem der beiden Zahnräder 4 oder 6 einzurichten. Die Hauptwelle 2 ist in einer Lage rung 12 im Getriebegehäuse 10 gelagert. In einer Lage rung 14 ist die Vorgelegewelle 16 drehbar gelagert. Die Vorgelegewelle 16 weist eine Verzahnung 18 auf, in die so wohl die Verzahnung 20 des Zahnrades 4 für den ersten Gang eingreift, als auch ein Teil 22 der Verzahnung 24 für das Rückwärtsgangzwischenrad 26, das auf einer Zwischenwelle 28 drehbar gelagert ist. Ein zweiter Teil 30 der Verzahnung 24 greift in die Verzahnung 32 des Zahnrades 6 für den Rück wärtsgang ein. Die Länge der Verzahnung 18 auf der Vorgele gewelle 16 ist so bemessen, dass die Verzahnung 32 des Zahnrades 6 für den Rückwärtsgang nicht in die Verzah nung 18 eingreift, wohl aber in deren Kopfkreishalbmesser. Dadurch ist der Abstand a zwischen der Drehachse 34 der Vorgelegewelle 16 und der Drehachse 36 der Hauptwelle 2 kleiner als die Summe der Kopfkreishalbmesser von Verzahnungen 18 der Vorgelegewelle 16 und Verzahnung 32 des Zahn rades 6.

Die Fig. 2 zeigt die Zahneingriffe der Verzahnung 32 des Zahnrades 6 für den Rückwärtsgang mit dem Kopfkreis durchmesser 38, die in Eingriff steht mit der Verzahnung 24 des Rückwärtsgangzwischenrades 26. Die Verzahnung 24 wie derum steht in Eingriff mit der Verzahnung 18 der Vorgele gewelle 16, die den Kopfkreisdurchmesser 40 aufweist. Ver zahnung 18 und Verzahnung 32 stehen nicht im Eingriff. Die Summe der Kopfkreishalbmesser von Verzahnung 32 und Verzah nung 18 ist größer als der Abstand a der Drehachsen 36 und 36.

Die vorliegende Erfindung ist anwendbar sowohl auf ein Getriebe mit einer Vorgelegewelle, als auch auf Getriebe mit mehr als einer Vorgelegewelle, beispielsweise einem Getriebe mit einer Leistungsverzweigung auf zwei Vorgelege wellen.

Bezugszeichen

2

Hauptwelle

4

Zahnrad

6

Zahnrad

8

Schalteinrichtung

10

Getriebegehäuse

12

Lagerung

14

Lagerung

16

Vorgelegewelle

18

Verzahnung

20

Verzahnung

22

erster Teil der Verzahnung

24

Verzahnung

26

Rückwärtsgangzwischenrad

28

Zwischenwelle

30

zweiter Teil der Verzahnung

34

Drehachse

36

Drehachse

38

Kopfkreisdurchmesser

40

Kopfkreisdurchmesser

Claims

1. Mehrgängiges Stufenwechselgetriebe insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit einer Eingangswelle und einer in axialer Verlängerung der Eingangswelle angeordneten Hauptwelle (2), mit einer parallel zur Hauptwelle (2) angeordneten Vorgele gewelle (16) und mit einer parallel zu diesen beiden ange ordneten Zwischenwelle (28) für ein Rückwärtsgangrad (26), wobei die Wellen (2, 16, 28) Zahnräder (4, 6, 26) aufwei sen, die die Übersetzungsstufen des Getriebes bilden, dar unter ein Hauptwellenrad (4) für den ersten Gang, ein Hauptwellenrad (6) für den Rückwärtsgang und Verzahnun gen (18) für den Rückwärtsgang und den ersten Gang auf der Vorgelegewelle (16), dadurch gekennzeich net, dass die Summe aus Kopfkreishalbmesser der Ver zahnung (18) für den Rückwärtsgang auf der Vorgelegewel le (16) und aus Kopfkreishalbmesser des Zahnrades (6) für den Rückwärtsgang auf der Hauptwelle (2) größer ist als der Achsabstand (a) zwischen der Drehachse (34) der Hauptwel le (2) und der Drehachse (36) der Vorgelegewelle (16).

2. Stufenwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnungsgeomet rie auf der Vorgelegewelle (16) für den ersten Gang und für den Rückwärtsgang identisch ist.

3. Stufenwechselgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, dass die Breite der Verzahnung (24) des Rückwärtsgangzwischenrades (26) derart ausgebildet ist, dass ein erster Teil (22) der Breite der Verzahnung (24) in die Verzahnung (18) des Rückwärtsganges auf der Vorgelegewelle (16) eingreift und ein zweiter Teil (30) der Breite der Verzahnung (24) in die Verzah nung (32) des Zahnrades (6) für den Rückwärtsgang auf der Hauptwelle (2) eingreift.

4. Stufenwechselgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Verzahnung (24) des Rückwärtsgangzwischenra des (26) in etwa der gemeinsamen Breite von Schalteinrich tung (8) und Zahnrad (6) für den Rückwärtsgang auf der Hauptwelle (2) entspricht.

5. Stufenwechselgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (18) des Rückwärtsganges auf der Vorgelegewel le (16) und die Verzahnung (32) des Zahnrades (6) für den Rückwärtsgang auf der Hauptwelle (2) axial entlang der Drehachse (36) versetzt zueinander ausgebildet sind, damit der Kopfkreis der Verzahnung (32) des Zahnrades (6) für den Rückwärtsgang auf der Hauptwelle (2) in den Bereich des Kopfkreises der Rückwärtsgangverzahnung (18) auf der Vorge legewelle (16) eingreifen kann.