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Die
Erfindung betrifft ein Vorgelegegetriebe gemäß dem einteiligen Patentanspruch
1.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Vorgelegegetriebe mit einer kompakten
Bauraumausnutzung zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist das
Vorgelegegetriebe mit einer Querschaltwelle ausgestattet, die senkrecht zu
Schaltschienen, einer Eingangswelle, einer Hauptwelle und einer
Vorgelegewelle angeordnet ist. Dabei sind Losräder der Zahnradpaarungen und
damit zwangsläufig
auch die Gangwechselkupplungen, mit welchen die einzelnen Vorwärtsgänge eingelegt werden,
koaxial zur Hauptwelle vor und nach der Querschaltwelle angeordnet.
Weitere Losräder
und deren Gangwechselkupplung sind unterhalb der Querschaltwelle
angeordnet. Bei den letztgenannten Losrädern kann es sich insbesondere
um hohe Gänge
handeln, da somit gewährleistet
ist, dass die Querschaltwelle im Bereich von sehr kleinen Festrädern angeordnet
sein kann, die beispielsweise einteilig mit der Hauptwelle ausgeführt sein
können.
Dadurch, dass die der Querschaltwelle nahe stehenden Festräder sehr
klein ausgeführt
sind, kann die Querschaltwelle so nahe an die Hauptwelle herangeführt werden,
dass die Querschaltwelle unter die Oberkante der Losräder der
Hauptwelle taucht. Ein oberer zusätzlicher Bauraum für die Querschaltwelle
braucht also nicht vorgehalten werden.
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Weitere
Vorteile der Erfindung gehen aus den weiteren Patentansprüchen, der
Beschreibung und der Zeichnung vor.
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
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Es
wird ein Vorgelegegetriebe mit einer Querschaltwelle und seitlich
angeordneten Schaltschienen vorgeschlagen, die eine kompakte Bauraumausnutzung
ermöglichen.
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Dabei
zeigen:
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1 ein
Vorgelegegetriebe mit einer inneren Schaltung in einem Seitenschnitt,
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2 in
der Ansicht gemäß 1 alleinig die
innere Schaltung,
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3 die
innere Schaltung gemäß 1 und 2 in
einer Draufsicht und
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4 die
innere Schaltung gemäß 1, 2 und 3 in
einer Vorderansicht.
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1 zeigt
ein Vorgelegegetriebe 1 mit einer Eingangkonstanten 2,
sechs weiteren Zahnradpaarungen 3, 4, 5, 6, 7, 8 und
einem Direktgang. Dieser Direktgang wird hergestellt, indem eine
Getriebeeingangswelle 9 drehfest mit einer Hauptwelle 10 gekoppelt
wird.
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Das
Vorgelegegetriebe 1 ist in der Einbaulage im Kraftfahrzeug
dargestellt. Das Vorgelegegetriebe 1 ist front längs eingebaut.
In der Zeichnung ist das in Fahrtrichtung vorne liegende Ende des
Vorgelegegetriebes 1 links dargestellt, wohingegen das
in Fahrtrichtung hinten liegende Ende des Vorgelegegetriebes 1 rechts
dargestellt ist.
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Die
Getriebeeingangswelle 9 ist mittels einer nicht näher dargestellten
trockenen Reibungskupplung mit einer Kurbelwelle eines Antriebsmotors
koppelbar. Zur Betätigung
dieser Reibungskupplung ist ein Zentralausrücker 60 vorgesehen.
Die Getriebeeingangswelle 9 ist an deren hinterem Ende
einteilig mit einem Festrad 11 ausgeführt, welches das erste Zahnrad
der Eingangskonstanten 2 bildet. Dieses Festrad 11 kämmt mit
einem weiteren der Eingangskonstanten 2 zugehörigem Festrad 12,
welches drehfest auf einer Vorgelegewelle 13 angeordnet
ist. Diese Vorgelegewelle 13 ist dazu parallel beabstandet zu
der Getriebeeingangswelle 9 und der Hauptwelle 10 angeordnet.
Axial hinter dem letztgenannten Festrad 12 ist ein Festrad 14 drehfest
mit der Vorgelegewelle 13 verbunden. Dieses Festrad 14 kämmt mit
einem drehbar an vorderster Stelle der Hauptwelle 10 angeordneten
Losrad 15. Axial zwischen diesem Losrad 15 und
dem davor liegenden Festrad 11 ist eine erste Gangwechselkupplung 16 angeordnet. Wird
eine Schaltmuffe 17 dieser Gangwechselkupplung 16 nach
vorne verschoben, so stellt diese eine drehfeste Verbindung zwischen
der Hauptwelle 10 und der Getriebeeingangswelle 9 her,
so dass der Direktgang eingelegt ist. Der Direktgang ist in diesem Fall
der vierte Vorwärtsgang
IV. Alle übrigen
Gangwechselkupplungen 18, 19, 20 befinden
sich bei eingerücktem
Direktgang in der Neutralstellung.
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Wird
die Schaltmuffe 17 dieser Gangwechselkupplung 16 hingegen
nach hinten verschoben, so stellt diese eine drehfeste Verbindung
zwischen der Hauptwelle 10 und dem Losrad 15 her,
so dass der dritte Vorwärtsgang
III eingelegt ist. Alle übrigen Gangwechselkupplungen 18, 19, 20 befinden
sich bei eingerücktem
drittem Vorwärtsgang
III in der Neutralstellung.
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Hinter
dem Losrad 15 liegt eine Festrad 21, welches unmittelbar
in die Hauptwelle 10 eingearbeitet ist. Dieses Festrad 21 kämmt mit
einem weiteren Losrad 22, welches drehbar auf der Vorgelegewelle 13 angeordnet
ist. Von diesen beiden Zahnrädern wird
dabei die Zahnradpaarung 4 gebildet, welche dem sechsten
Vorwärtsgang
VI zugeordnet ist. Hinter dem Losrad 22 dieser Zahnradpaarung 4 ist
ein Losrad 23 drehbar auf der Vorgelegewelle 13 angeordnet.
Dieses Losrad 23 kämmt
mit einem Festrad 24, welches in die Hauptwelle 10 eingearbeitet
ist. Die beiden letztgenannten Zahnräder bilden die Zahnradpaarung 5 des
fünften
Vorwärtsganges
V. Zwischen den beiden letztgenannten Losrädern 22, 23 liegt
die zweite Gangwechselkupplung 18. Außer die mittige Neutralstellung
kann diese Gangwechselkupplung 18 noch eine vordere und
eine hintere Stellung einnehmen. Wird eine Schaltmuffe 25 dieser Gangwechselkupplung 18 nach
vorne verschoben, so stellt diese eine drehfeste Verbindung zwischen der
Vorgelegewelle 13 und dem vorderen Losrad 22 her,
so dass der sechste Vorwärtsgang
VI eingelegt ist. Alle übrigen
Gangwechselkupplungen 16, 19, 20 befinden
sich bei eingerücktem
sechstem Vorwärtsgang
VI in der Neutralstellung.
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Wird
die Schaltmuffe 25 dieser Gangwechselkupplung 18 hingegen
nach hinten verschoben, so stellt diese eine drehfeste Verbindung
zwischen der Vorgelegewelle 13 und dem hinteren Losrad 23 her, so
dass der fünfte
Vorwärtsgang
V eingelegt ist. Alle übrigen
Gangwechselkupplungen 16, 19, 20 befinden
sich bei eingerücktem
fünftem
Vorwärtsgang
V in der Neutralstellung.
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Hinter
der Zahnradpaarung 5 des fünften Vorwärtsganges sind die Hauptwelle 10 und
die Vorgelegewelle 13 wälzgelagert
in Ausnehmungen einer Zwischenwand 26 abgestützt.
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Hinter
dieser Zwischenwand 26 liegt die Zahnradpaarung 6,
der ein Losrad 27 auf der Hauptwelle 10 und ein
Festrad 28 auf der Vorgelegewelle 13 zugehörig ist.
Diese beiden Zahnräder
kämmen dazu
miteinander. Hinter dem letztgenannten Losrad 27 ist das
Losrad 29 drehbar auf der Hauptwelle 10 angeordnet.
Dieses Losrad 29 kämmt
mit einer axial langen Verzahnung 30, welche vor dem Wälzlager 31 in
das hintere Ende der Vorgelegewelle 13 eingearbeitet ist.
Die beiden letztgenannten Zahnräder
bilden die Zahnradpaarung 7 des ersten Vorwärtsganges
I. Zwischen den beiden letztgenannten Losrädern 27, 29 liegt
die dritte Gangwechselkupplung 19. Außer die mittige Neutralstellung
kann diese Gangwechselkupplung 19 noch eine vordere und
eine hintere Stellung einnehmen. Wird eine Schaltmuffe 32 dieser
Gangwechselkupplung 19 nach vorne verschoben, so stellt
diese eine drehfeste Verbindung zwischen der Hauptwelle 10 und
dem vorderen Losrad 27 her, so dass der zweite Vorwärtsgang
II eingelegt ist. Alle übrigen
Gangwechselkupplungen 16, 18, 20 befinden
sich bei eingerücktem
zweitem Vorwärtsgang
II in der Neutralstellung.
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Wird
die Schaltmuffe 32 dieser Gangwechselkupplung 19 hingegen
nach hinten verschoben, so stellt diese eine drehfeste Verbindung
zwischen der Hauptwelle 10 und dem hinteren Losrad 29 her,
so dass der erste Vorwärtsgang
I eingelegt ist. Alle übrigen
Gangwechselkupplungen 16, 18, 20 befinden sich
bei eingerücktem
erstem Vorwärtsgang
I in der Neutralstellung.
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Die
axial lange Verzahnung 30 kämmt hinter der Zahnradpaarung 7 noch
mit einem nicht näher dargestellten
Zwischenrad, welches wiederum mit einem drehbar auf der Hauptwelle 10 angeordneten Losrad 33 kämmt. Hinter
diesem Losrad 33 ist die Gangwechselkupplung 20 angeordnet,
welche eine Schaltmuffe 34 aufweist. Wird diese Schaltmuffe 34 nach
vorne verschoben, so stellte diese eine drehfeste Verbindung zwischen
dem letztgenannten Losrad und der Hauptwelle 10 her. In
diesem Fall ist der Rückwärtsgang
R eingelegt. Alle übrigen
Gangwechselkupplungen 16, 18, 20 befinden
sich bei eingerücktem
Rückwärtsgang
R in der mittigen Neutralstellung.
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Für die Betätigung der
Gangwechselkupplungen 17, 18, 19, 20 sind
schematisch dargestellte Schaltgabeln 35, 36, 37, 38 vorgesehen.
Jede dieser Schaltgabeln 35, 36, 37, 38 ist
einerseits an einer der Schaltmuffen 17 bzw. 25 bzw. 32 bzw. 34 abgestützt und
andererseits an einer von vier auch in 2 und 3 ersichtlichen
Schaltschienen 39 bzw. 40 bzw. 41 bzw. 42 bewegungsfest
verbunden.
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Die
Schaltgabeln 35, 36, 37, 38 greifen
zur Abstützung
gegenüber
den Schaltmuffen 17, 25, 32, 34 jeweils
in eine in 1 ersichtliche Umfangsnut 43 bzw. 44 bzw. 45 bzw. 46 ein.
Die Schaltschienen 39, 40, 41, 42 sind
parallel zu der Getriebeeingangswelle 9, der Vorgelegewelle 13 und
der Hauptwelle 10 linearverschieblich auf einer Stange 47 gelagert. Dabei
weisen alle Schaltschienen 39, 40, 41, 42 ein gehärtetes Schaltmaul 48 bzw. 49 bzw. 50 bzw. 51 auf.
Wenn sich sämtliche
Gangwechselkupplungen 16, 18, 19, 20 in
der Neutralstellung befinden, dann fluchten die Schaltmäuler 48, 49, 50, 51 miteinander, so
dass sich eine Schaltnut 52 bildet, die quer zu einer Linearverschiebungsrichtung 59 der
Schaltschienen 39, 40, 41, 42 liegt.
In diese Schaltnut 52 greift ein Schaltfinger 53 ein,
der bewegungsfest an der Unterseite einer Querschaltwelle 54 angeordnet
ist. Um eine verkippsichere zentrale Krafteinleitung in die Schaltschienen 39, 40, 41, 42 zu
ermöglichen,
weisen diese im Bereich der Schaltmäuler 48, 49, 50, 51 eine
teilkreisförmige
Ausnehmung auf, deren Radius etwas größer ist, als der Radius der
Querschaltwelle 54. Somit liegt ein möglicher Kontaktpunkt zwischen dem
Schaltfinger 53 und den Schaltschienen in einer mittigen
Höhe der
Schaltschienen 39, 40, 41, 42.
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Um
einen solchen Kontakt bzw. einen Linearverschiebung einer Schaltschiene 39, 40, 41, 42 zu bewirken,
ist die Querschaltwelle 54 schwenkbar um deren Längsachse 55 gelagert.
Dabei ist der Schaltfinger 53 an den beiden Innenwandungen
der Schaltmäuler 48, 49, 50, 51 abstützbar. Um
eines der Schaltmäuler 48 bzw. 49 bzw. 50 bzw. 51 auszuwählen, ist
die Querschaltwelle 54 ferner linearverschieblich entlang
der Längsachse 55 gelagert.
Zu dieser linearverschieblichen Lagerung und der Schwenklagerung
ist an beiden Enden der Querschaltwelle 54 eine Lagerung
gegenüber
einem Getriebegehäuse 56 vorgesehen,
von denen zeichnerisch nur die eine Lagerung 57 dargestellt
ist.
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In 4 ist
ersichtlich, dass eine nur schematisch dargestellte Schalthülse 58 zum
Sperren der Schaltschienen 39 bzw. 40 bzw. 41 bzw. 42 vorgesehen
ist, in welche der Schaltfinger 53 gerade nicht eingreift.
D.h. gemäß 4 greift
der Schaltfinger 53 in das Schaltmaul 50, so dass
die Schaltschienen 39, 41, 42 gesperrt
sind.
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In 4 ist
ferner die räumliche
Anordnung der Querschaltwelle 54, der Hauptwelle 10,
der Vorgelegewelle 13 und der Schaltschienen 39, 40, 41, 42 ersichtlich.
Dabei zeigt sich 4 in der Einbaulage. Somit ergibt
sich, dass der Schnitt gemäß 1 die Vorgelegewelle 13 nur
der Übersichtlichkeit
halber in der selben Blattebene darstellt, obwohl die Vorgelegewelle 13 in
Einbaulage leicht versetzt unter der Hauptwelle 10 liegt.
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In
einer alternativen Ausgestaltung ist/sind anstelle mindestens einer
Schaltgabeln Schaltschwingen vorgesehen. Eine solche Schaltschwinge lenkt
die Ausrückrichtung
von der Schaltschiene auf die Gangwechselkupplung um. Beispielsweise
kann im zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel die der Vorgelegewelle 13 zugeordnete
Schalgabel 36 auch als Schaltschwinge ausgeführt sein.
In dem Fall wären
die beiden Zahnradpaarungen 4, 5 des sechsten
Vorwärtsganges
VI und des fünften
Vorwärtsganges
V ausgetauscht.
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Bei
den beschriebenen Ausführungsformen handelt
es sich nur um beispielhafte Ausgestaltungen. Eine Kombination der
beschriebenen Merkmale für
unterschiedliche Ausführungsformen
ist ebenfalls möglich.
Weitere, insbesondere nicht beschriebene Merkmale der zur Erfindung
gehörenden
Vorrichtungsteile, sind den in den Zeichnungen dargestellten Geometrien
der Vorrichtungsteile zu entnehmen.