-
Die
Erfindung betrifft ein Zahnradwechselgetriebe, insbesondere für
Kraftfahrzeuge, mit einer Getriebeantriebswelle und einer Getriebeabtriebswelle,
synchronisierten Vorwärtsgängen mit Synchronisiereinrichtungen
und einem Rückwärtsgang, der auf einer zur Getriebeantriebswelle
parallelen Achse ein Rücklaufrad für die Richtungsumkehr
aufweist, das mit einem zugeordneten Rad auf der Antriebswelle in
Eingriff steht und mit mindestens einem Schaltglied. zur drehfesten
Verbindung von Loszahnrädern mit der jeweilig zugeordneten
Welle.
-
Die
gattungsbildende
DE
33 20 494 C2 , beschreibt ein mehrgängiges Wechselgetriebe
für Kraftfahrzeuge, das als Getriebe in sogenannter Zwei-Wellen-Bauart
ausgeführt ist. Dieses Getriebes weist sowohl auf der Eingangswelle,
der Abtriebswelle als auch der Rücklaufachse Fest- und
Losräder mit Synchronisiereinrichtungen auf, denen entsprechenden
Schaltelementen zugeordnet sind.
-
Dieses
Wechselgetriebe weist zur Betätigung der Schaltelemente
der Vorwärtsgänge mehrere Schaltstangen auf, die
entsprechenden Schaltgabeln zur Betätigung der Schaltelemente
tragen. Durch eine Anordnung der Zahnradpaare innerhalb des Wechselgetriebes
ermöglichen die Betätigung der beiden Schaltelemente
für den 5. Gang und den Rückwärtsgang über
eine gemeinsame Schaltstange, die dazu gegensinnig bewegt werden
muss. Diese Ausführungsform ist für klein bauende
Zwei-Wellen Getriebe aufwendig und hinsichtlich des innerhalb des
Getriebes erforderlichen Bauraumes nicht optimal.
-
Ausgehend
hiervon ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das gattungsbildende
Getriebe in der Art weiterzubilden, dass die getriebliche Anordnung
der Komponenten hinsichtlich des konstruktiven Aufwandes innerhalb
des Zahnradwechselgetriebes optimiert wird.
-
Diese
Aufgabe wird durch ein Zahnradwechselgetriebe mit den Merkmalen
des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
sind in den Unteransprüchen genannt.
-
In
einem Zahnradwechselgetriebe der eingangs beschriebenen Art ist
erfindungsgemäß vorgesehen, dass Schaltglieder
für wenigstens einen Vorwärts- und den Rückwärtsgang
gemeinsam auf einer Getriebeantriebs- oder Getriebeabtriebswelle
angeordnet sind. Der Kern der Erfindung liegt darin, durch die Anordnung
der Mehrzahl der Schaltglieder auf einer Welle den Aufbau der inneren
Schaltung im Zahnradwechselgetriebe deutlich zu vereinfachen, indem
mehrere Funktionen in einem Bauteil zusammengefasst werden.
-
Eine
denkbare Umsetzung einer solchen Integration ist es, ein Schaltglied
so zu gestalten, das es wechselseitig zur Betätigung eines
Vorwärtsganges und zur Betätigung des Rückwärtsganges
ausgelegt ist. Eine solche Gestaltung ermöglicht es, dass in
der Regel vorhandene separate Schaltglied zur kraftschlüssigen
Anbindung des Rückwärtsganges entfallen zu lassen,
da diese Aufgabe von einem Schaltglied eines Vorwärtsganges übernommen wird.
-
Um
den von einem Zahnradwechselgetriebe benötigten Bauraum
zu minimieren, ist es sinnvoll im Getriebeinneren neben den vorstehend
beschriebenen Maßnahmen weitere Bauteilintegrationen vorzunehmen,
um so die Anzahl der benötigten Bauelemente zu minimieren.
Ein solche Integrationsmaßnahme ist beispielsweise, Schaltglieder
so zu gestalten, das sie an ihrem Außenumfang mit einer
Laufverzahnung versehen werden. Dadurch können sie neben
ihrer eigentlichen Funktion, Loszahnräder kraftschlüssig
mit einer Welle zu verbinden, auch die Aufgabe der Momentenübertragung über
die Verzahnung übernehmen.
-
Eine
denkbare und bevorzugte Ausführungsform eines solchen Schaltgliedes
mit einer am Außenumfang ausgeführten Laufverzahnung
ist das Schaltglied, welches zur Betätigung des Rückwärtsganges
vorgesehen ist. Diese Ausführungsform wird vorzugsweise
dann verwendet, wenn der Rückwärtsgang als unsynchronisierter
Rückwärtsgang ausgeführt ist. Gründe,
den Rückwärtsgang unsynchronisiert auszuführen,
können bauraumtechnischer Natur sein, da durch das Fehlen
einer Synchronisiereinrichtung die Möglichkeit gegeben
ist, das Zahnradwechselgetriebe kompakter zu gestalten. Aber auch Kostenaspekte
können eine Rolle spielen, wenn ein Zahnradwechselgetriebe
in preissensiblen Einsatzbereichen verwendet werden soll.
-
Vorteilhafter
Weise werden bei einer, wie vorstehend beschriebenen, Ausführungsform
eines Zahnradwechselgetriebes die Schaltglieder für wenigstens
einen Vorwärts- und den Rückwärtsgang auf
der Getriebeabtriebswelle angeordnet.
-
Dadurch
wird der getriebeinterne Aufbau bezüglich des Rückwärtsganges
erheblich vereinfacht, was sich vorteilhaft au die Herstellkosten
auswirkt.
-
Um
eine kompakte Bauform des Zahnradwechselgetriebes zu erhalten und
den Fertigungsaufwand zu minimieren, wird bei einer solchen Konstruktion
die Mehrzahl der Losräder vorzugsweise auf der Getriebeabtriebswelle
angeordnet. Dadurch ist es möglich die Getriebeabtriebswelle
fertigungstechnisch so zu gestalten, das sich die Mehrzahl der Lagerstellen
für die Losräder auf einen Welle befinden, was
den Fertigungsaufwand der Welle erheblich reduziert, weil beispielsweise
kein Verzahnungsbearbeitungen erforderlich sind. Diese Anordnung
bedingt außerdem, dass auf der Getriebeantriebswelle nur
Festräder vorhanden sind, was die Herstellung einer solchen
Welle vereinfachen kann, indem Verzahnungen beispielsweise einstückig
in die Welle integriert werden. Eine solche Ausführung
ermöglicht den Entfall von Fügeprozessen, da für
einzelne Gangstufen keine separaten Zahnräder auf der Getriebeantriebswelle
gefügt werden müssen.
-
Unter
Berücksichtigung der vorstehend beschriebenen Vorteile
die einzelnen Gänge im Zahnradwechselgetriebe vorzugsweise
so angeordnet, dass das Festzahnrad für den ersten Gang
und ein Festzahnrad für den Rückwärtsgang
gegenüberliegend endseitig auf der Getriebeantriebswelle
angeordnet sind. Da sich bei diesen Festrädern aufgrund der Übersetzungen
die kleinsten Außendurchmesser ergeben, ist die Verwendung
einer Getriebeantriebswelle mit integrierten Verzahnungen für
die entsprechenden Gangstufen möglich.
-
Bei
der bevorzugten Ausführungsform ist das für den
Rückwärtsgang zur Drehrichtungsumkehr erforderliche
Rücklaufrad drehbar auch einer feststehenden Rücklaufachse
gelagert. Diese Rücklaufachse wird vorzugsweise in dem
Bereich des Getriebes angeordnet, in dem zum einen mehr Bauraum zu
Verfügung steht und zum anderen aufgrund der Gehäusekonstruktion
die größte Gehäusesteifigkeit vorhanden
ist. Der Bauraum befindet sich vorzugsweise im Bereich des Achsantriebes
bzw. des Kupplungsgehäuses. Es wird daher vorgeschlagen,
das Schaltglied für den Rückwärtsgang
dem Abtriebszahnrad benachbart anzuordnen.
-
Allerdings
ist auch die Anordnung des Rücklaufrades auf einer drehbar
gelagerten Welle denkbar, die sowohl drehmomentübertragend
als auch drehmomentfrei ausgeführt sein kann.
-
Um
den Anforderungen hinsichtlich der kompakten Bauweise und des einfachen
Aufbaus des Zahnradwechselgetriebes Rechnung zu tragen, sind die
Schaltglieder so angeordnet, dass mindestens zwei, vorzugsweise
aber alle im Zahnradwechselgetriebe vorhandenen Schaltglieder mit
einer gemeinsamen Schaltstange betätigt werden können.
Dadurch wird der Aufbau innerhalb des Zahnradwechselgetriebes erheblich
vereinfacht, und somit werden auch die Kosten des Zahnradwechselgetriebes
positiv beeinflusst.
-
Als
vorteilhafte Ausführung für die Auslegung des
Rückwärtsganges wird eine Anordnung vorgeschlagen,
bei der das Schaltglied mit der Laufverzahnung für den
Rückwärtsgang zum Einsatz kommt und dieses direkt
mit dem Rücklaufrad für den Rückwärtsgang
in Eingriff bringbar ist, um einen Kraftfluss zwischen der Getriebeantriebswelle
und der Getriebeabtriebswelle herzustellen.
-
Ein
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Zahnradwechselgetriebes ergibt sich aus der detaillierten Beschreibung
der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
-
1 eine
schematisierte Seitenansicht eines erfindungsgemäßen
Zahnradwechselgetriebes;
-
2 eine
Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Zahnradwechselgetriebes
gemäß 1.
-
1 zeigt
demnach ein erfindungsgemäßes Zahnradwechselgetriebe 10 mit
einer Getriebeantriebswelle 11, einer Getriebeabtriebswelle 12 sowie
einer Rücklaufachse 13. Die einzelnen Wellen bzw.
Achsen sind achsparallel zueinander angeordnet, liegen jedoch nicht
in einer Ebene. Das Zahnradwechselgetriebe 10 ist über
eine trennbare Reibkupplung 2 mit der Kurbelwelle 3 eines
Motors 4 verbunden.
-
Die
Getriebeantriebswelle 11 ist zum einen zwischen dem Festzahnrad 19 für
den Rückwärtsgang und der Reibkupplung 2 motorseitig über
ein Kegelrollenlager 8 und zum anderen über ein
Kegelrollenlager 9 neben dem Festzahnrad 14 für
den ersten Gang drehbar gelagert.
-
Auf
der Getriebeantriebswelle 11 sind, von dem Kegelrollenlager 9 aus
gesehen, ein Festzahnrad 14 für den ersten Gang,
ein Festzahnrad 15 für den zweiten Gang, ein Festzahnrad 16 für
den dritten Gang, ein Festzahnrad 17 für den vierten
Gang, ein Festzahnrad 18 für den fünften
Gang und schließlich ein Festzahnrad 19 für
den Rückwärtsgang angeordnet und drehfest mit
dieser Getriebeantriebswelle 11 verbunden.
-
Auf
der Getriebeabtriebswelle 12 sind bis auf das Abtriebszahnrad 30 alle
anderen Gangzahnräder als Losräder ausgebildet,
die über Schaltglieder, die als Schiebemuffen 20, 21 und 22 ausgeführt
sind, drehfest mit dieser Getriebeabtriebswelle 12 verbindbar
sind.
-
Die
Getriebeabtriebswelle 12 ist zum einen motorseitig neben
dem Abtriebszahnrad 30 über ein Kegelrollenlager 6 und
zum anderen über eine Kegelrollenlager 7 neben
dem Loszahnrad 24 für den ersten Gang drehbar
gelagert.
-
Diese
Getriebeabtriebswelle 12 trägt demnach von dem
Kegelrollenlager 7 aus gesehen zunächst das Loszahnrad 24 für
den ersten Gang. Daran schließt sich die Schiebemuffe 20 zur
Betätigung des ersten und zweiten Ganges an. Das Loszahnrad 25 für
den zweiten Getriebegang und das Loszahnrad 26 sind benachbart
angeordnet und befinden sich im Anschluss an die Schiebemuffe 20 auf
der Getriebeabtriebswelle 12.
-
Auf
das Losrad 26 für den dritten Gang folgt in der
Anordnung die zur Betätigung erforderliche Schiebemuffe 21,
die auch zur drehfesten Verbindung des Loszahnrades 27 des
vierten Ganges dient. Diesem benachbart ist das Loszahnrad 28 für
den fünften Gang auf der Getriebeabtriebswelle 12 angeordnet.
Zwischen dem Loszahnrad 28 für den fünften Gang
und dem Abtriebszahnrad 30 befindet sich noch die Schiebemuffe 22 zur
Verbindung des Loszahnrades 28 mit der Getriebeabtriebswelle 12.
Diese Schiebemuffe 22 weist als Besonderheit auf, dass sie
auf der dem Abtriebzahnrad 30 zugewandten Seite am Außendurchmesser
mit einer Laufverzahnung 29 versehen ist und somit als
Loszahnrad für den Rückwärtsgang dient.
-
Zur
Schaltung des Rückwärtsganges wird die Schiebemuffe 22 mit
dem auf der Rücklaufachse 13 angeordneten Rücklaufrad 23 verbunden.
Dieses Rücklaufrad 23 steht mit dem Festzahnrad 19 auf
der Getriebeantriebswelle 11 permanent in Eingriff und dient
der Drehrichtungsumkehr zwischen der Getriebeantriebswelle 11 und
der Getriebeabtriebswelle 12. Diese Anordnung der Schiebemuffen
führt erfindungsgemäß dazu, dass zur
Betätigung aller Schiebemuffen (20, 21, 22)
nur eine Schaltstange im Zahnradwechselgetriebe erforderlich ist,
was den internen Aufbau des Zahnradwechselgetriebes erheblich vereinfacht.
-
2 veranschaulicht
die konstruktive Ausführung des in 1 schematisch
dargestellten Zahnradwechselgetriebes. Die anhand der 1 erläuterten
Bauteile sind in 2 mit den entsprechenden Bezugziffern
versehen. Die Beschreibung der Mehrzahl der Bauteile entspricht der
in 1, so dass bei der Beschreibung der 2 nur
die Unterschiede näher erläutert werden.
-
Die
Gestaltung der Getriebeantriebswelle 11 ist bei dieser
Konstruktion so erfolgt, das die Trennkupplung 2 über
eine am motorseitigen Wellenende angebrachte Steckverzahnung 31 mit
der Getriebeantriebswelle 11 drehfest verbunden werden
kann. Weiterhin befindet sich auf der Getriebeantriebswelle 11 zwischen
der Steckverzahnung 31 und dem Kegelrollenlager 8 eine
Dichtfläche 32, die in Verbindung mit einem Wellendichtring 5 das
Zahnradwechselgetriebe 10 beispielsweise gegenüber
einem Kupplungsraum abdichtet.
-
In
der Schnittansicht ist sichtbar dargestellt, das alle Vorwärtsgänge
synchronisiert ausgeführt sind. Auf der Getriebeabtriebswelle 12 ist
zu erkennen, dass sich neben den Schaltmuffen 20, 21 und 22 jeweils
Synchronisierreinrichtungen 33, 34, 35, 36 und 37 befinden,
die den einzelnen Loszahnrädern 24, 25, 26, 27 und 28 zugeordnet
sind.
-
Des
Weiteren ist der Schnittdarstellung zu entnehmen, dass das Abtriebszahnrad 30 und
die Getriebeabtriebswelle 12 einstückig ausgeführt
sind. Diese Ausführungsform biete die Möglichkeiten
einer kosten- und fertigungsoptimalen Ausgestaltung der Getriebeabtriebswelle 12 durch
Funktionsintegration.
-
Natürlich
stellt die in der speziellen Beschreibung diskutierte und in der
Zeichnung gezeigte Ausführungsform nur ein illustratives
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Dem
Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum
an Variationsmöglichkeiten anhand gegeben. Raddurchmesser,
Zähnezahlen, Materialien und sonstigen Auslegungsmerkmale
der einzelnen Elemente der erfindungsgemäßen Anordnung
können vom Fachmann an die Anforderungen des Einzelfalls
angepasst werden.
-
- 2
- Reibkupplung
- 3
- Kurbelwelle
- 4
- Motor
- 5
- Wellendichtring
- 6
- Kegelrollenlager
- 7
- Kegelrollenlager
- 8
- Kegelrollenlager
- 9
- Kegelrollenlager
- 10
- Zahnradwechelgetriebe
- 11
- Getriebeantriebswelle
- 12
- Getriebeabtriebswelle
- 13
- Rücklaufachse
- 14
- Festzahnrad
1.Gang
- 15
- Festzahnrad
2.Gang
- 16
- Festzahnrad
3.Gang
- 17
- Festzahnrad
4.Gang
- 18
- Festzahnrad
5.Gang
- 19
- Festzahnrad
R-Gang
- 20
- Schaltglied
bzw. Schiebemuffe 1/2 Gang
- 21
- Schaltglied
bzw. Schiebemuffe 3/4 Gang
- 22
- Schaltglied
bzw. Schiebemuffe 5/R Gang
- 23
- Rücklaufrad
- 24
- Loszahnrad
1. Gang
- 25
- Loszahnrad
2. Gang
- 26
- Loszahnrad
3. Gang
- 27
- Loszahnrad
4. Gang
- 28
- Loszahnrad
5. Gang
- 29
- Laufverzahnung
- 30
- Abtriebszahnrad
- 31
- Steckverzahnung
- 32
- Dichtfläche
- 33
- Synchronisiereinrichtung
1.Gang
- 34
- Synchronisiereinrichtung
2.Gang
- 35
- Synchronisiereinrichtung
3.Gang
- 36
- Synchronisiereinrichtung
4.Gang
- 37
- Synchronisiereinrichtung
5.Gang
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-