-
Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe für Fahrzeuge mit einer Eingangswelle, einer ersten Ausgangswelle und einer zweiten Ausgangswelle, wobei Festräder drehfest auf der Eingangswelle angeordnet sind und mit Losräder kämmen, die auf der ersten Ausgangswelle oder der zweiten Ausgangswelle angeordnet sind.
-
Ein derartiges Schaltgetriebe ist beispielsweise aus der
DE 41 16 189 C2 bekannt. Über schaltbare Mittel lassen sich die Losräder mit der ersten Ausgangswelle bzw. der zweiten Ausgangswelle drehfest verbinden. Die schaltbaren Mittel weisen dabei eine erste und eine zweite Doppel-Gangschaltkupplung auf, die auf der ersten Ausgangswelle angeordnet sind. Zudem ist eine Dritte-Gangschaltkupplung sowie eine weitere Gangschaltkupplung vorgesehen, die auf der zweiten Ausgangswelle angeordnet sind. Durch den in der
DE 41 16 189 C2 vorgeschlagenen Radsatz lässt sich ein Schaltgetriebe mit sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang realisieren, was kompakt und in axialer Richtung der Eingangswelle kurz baut. Jedem Gang ist dabei ein Losrad zugeordnet, das drehfest mit der ersten oder zweiten Ausgangswelle verbunden ist, wenn der entsprechende Gang eingelegt ist. Des Weiteren kann jedem Losrad eines Vorwärtsgangs ein Festrad auf der Eingangswelle zugeordnet werden, wobei jedes Festrad mit nur jeweils einem Losrad eines Vorwärtsgangs in direkten Eingriff steht.
-
Zur Realisierung des Rückwärtsgangs kämmt ein Zahnrad einer zusätzlichen Zwischenwelle mit einem Festrad des ersten Vorwärtsganges des Schaltgetriebes der
DE 41 16 189 C2 . Das Zahnrad der Zwischenwelle kämmt wiederum mit einem Losrad des Rückwärtsganges, welches auf einer der beiden Ausgangswellen angeordnet ist. Das Zahnrad und die Zwischenwelle bedeuten zusätzlichen konstruktiven Aufwand und Platzbedarf. Zudem besteht eine Abhängigkeit zwischen dem Rückwärtsgang und dem Vorwärtsgang, dessen Losrad mit dem gleichen Festrad kämmt wie das Zahnrad der Zwischenwelle. Dies kann besonderen konstruktiven Aufwand bedeuten, wenn beispielsweise im Rahmen einer Getriebemodifikation nur das Übersetzungsverhältnis des Rückwärtsgangs, jedoch nicht das Übersetzungsverhältnis des entsprechenden Vorwärtsgangs geändert werden soll.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgetriebe bereitzustellen, welches kompakt und axial kurz baut und hinsichtlich der Abstimmung der einzelnen Übersetzungsverhältnisse der Gänge vergleichsweise flexibel ist.
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit der Merkmalskombination gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele können den Unteransprüchen entnommen werden.
-
Das Schaltgetriebe gemäß Anspruch 1 zeichnet sich dadurch aus, dass ein Losrad eines ersten Vorwärtsganges mit dem Losrad des Rückwärtsgangs kämmt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist dabei das Losrad des ersten Vorwärtsgangs als gestuftes Zahnrad mit einem kleineren Zahnrad und einem größeren Zahnrad ausgebildet. Das größere Zahnrad kann dabei mit einem Festrad auf der Eingangswelle kämmen, während das kleinere Zahnrad mit dem Losrad des Rückwärtsgangs kämmt. Es ist auch möglich, dass das größere Zahnrad mit dem Losrad des Rückwärtsgangs kämmt, während das kleinere Zahnrad mit dem Festrad auf der Eingangswelle in Eingriff steht.
-
Erfindungsgemäß dient somit das Losrad des ersten Vorwärtsgangs als Zwischenrad für die Realisierung des Rückwärtsgangs. Bei eingelegtem Rückwärtsgang erfolgt somit der Drehmomentfluss von dem Festrad des ersten Vorwärtsgangs über das Losrad des ersten Vorwärtsgangs, welches als Zwischenrad fungiert, auf das Losrad des Rückwärtsgangs. Bei eingelegtem Rückwärtsgang ist nur das Losrad des Rückwärtsganges mit der betreffenden Ausgangswelle drehfest verbunden. Das Losrad des ersten Vorwärtsgangs hingegen ist bei eingelegtem Rückwärtsgang nicht drehfest mit der betreffenden Ausgangswelle verbunden, sondern nur, wenn der erste Vorwärtsgang eingelegt ist. Grundsätzlich lässt sich auch ein Losrad eines anderen Vorwärtsgangs als Zwischenrad für die Realisierung des Rückwärtsgangs einsetzen. Jedoch hat sich die Auswahl des Losrads des ersten Vorwärtsgangs zur Realisierung des Rückwärtsgangs als Zwischenrad als besonders zweckmäßig erwiesen.
-
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind durch die erste Doppel-Gangschaltkupplung das Losrad des ersten Vorwärtsgangs und ein Losrad eines zweiten Vorwärtsgangs drehfest mit der ersten Ausgangswelle verbindbar. Alternativ oder zusätzlich können sich durch die zweite Doppel-Gangschaltkupplung ein Losrad eines dritten Vorwärtsgangs und ein Losrad eines vierten Vorwärtsgangs drehfest mit der ersten Ausgangswelle verbinden lassen.
-
Durch die vorzugsweise als Einfach-Gangschaltkupplung ausgebildete weitere Gangschaltkupplung kann das Losrad des Rückwärtsgangs drehfest mit der jeweiligen Ausgangswelle verbindbar sein. Durch die dritte Doppel-Gangschaltkupplung können vorzugsweise ein Losrad eines fünften Vorwärtsgangs und ein Losrad eines sechsen Vorwärtsgangs drehfest mit der jeweiligen Ausgangswelle verbunden werden.
-
Bei einer Doppel-Gangschaltkupplung handelt es sich um eine Gangschaltkupplung, über die sich wahlweise zwei axial nebeneinander geordnete Losräder auf einer Ausgangswelle drehfest verbinden lassen. Vorzugsweise weist dabei Doppel-Gangschaltkupplung eine Schiebemuffe auf, die ausgehend von einer Neutralstellung, bei der keines der beiden axial nebeneinander angeordneten Losräder drehfest mit der Ausgangswelle verbunden ist, sich in eine erste Aktivstellung verschieben lässt, in der die Schiebemuffe für eine drehfeste Verbindung zwischen einem der Losräder und der Ausgangswelle sorgt. In einer zweiten Aktivstellung wird hingegen das andere Losrad drehfest mit der Ausgangswelle verbunden. Bei einer Einfach-Gangschaltkupplung gibt es nur eine Aktivstellung, so dass sich durch eine Einfach-Gangschaltkupplung nur ein Gang und nicht zwei Gänge wahlweise einlegen lassen.
-
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sitzen drehfest auf der ersten Ausgangswelle ein erstes Ritzel und drehfest auf der zweiten Ausgangswelle ein zweites Ritzel, wobei erstes Ritzel und zweites Ritzel unterschiedlich große Durchmesser aufweisen und mit einem Ringrad in Eingriff stehen. Das Ringrad ist dabei Teil eines hier nicht weiter beschriebenen Abtriebs, der ein Differential zur Aufteilung des Drehmoments aus dem Schaltgetriebe auf zwei Achsen des Fahrzeugs aufweisen kann. Durch die Auswahl der Durchmesser von erstem Ritzel und zweitem Ritzel lassen sich die einzelnen Übersetzungsverhältnisse der Gänge des Schaltgetriebes gezielt beeinflussen.
-
Das kleinere Zahnrad des gestuften Zahnrads kann in axialer Richtung der Eingangswelle gesehen zwischen einem kupplungsseitigen Ende der Eingangswelle und dem größeren Zahnrad angeordnet sein. Auch ist es möglich, dass das kleinere Zahnrad in axialer Richtung der Eingangswelle weiter entfernt vom kupplungsseitigen Ende der Eingangswelle angeordnet ist. Das gestufte Zahnrad kann einstückig ausgebildet sein, es kann aber auch aus zwei separat gefertigten Zahnrädern zusammengesetzt sein.
-
In einem Querschnitt des Schaltgetriebe betrachtet, können die Drehachsen der Eingangswelle und der beiden Ausgangswellen ein Dreieck aufspannen, wobei ein Winkel zwischen einer Verbindungsgeraden zwischen den Drehachsen von Eingangswelle und erster Ausgangswelle und einer Verbindungsgeraden zwischen den Drehachsen von Eingangswelle und zweiter Ausgangswelle im Wesentlichen 90° beträgt. Im Wesentlichen soll hier eine Abweichung von +/–5° von dem exakten Wert von 90° bedeuten. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt dieser Winkel 88,5°, so dass bei einem hier nur vorzugsweise unterstellten engeren Verständnis des Begriffs „im Wesentlichen” sich ein Wertebereich von 88 bis 92° für den Winkel ergibt.
-
Die Summe eines Außendurchmessers einer Schaltmuffe der Einfach-Gangschaltkupplung, mit der sich der Rückwärtsgang einlegen lässt, und eines Außendurchmessers des Losrads des ersten Vorwärtsgangs kann größer sein als das zweifache eines Abstands zwischen der Drehachse der ersten Ausgangswelle und der Drehachse der zweiten Ausgangswelle. Somit kommt es zu einer entsprechenden Überlappung oder Überdeckung dieser Bauteile, so dass diese axial nebeneinander angeordnet sein müssen.
-
Eine Neutralstellung einer Schiebemuffe der ersten Doppel-Gangschaltkupplung kann in axialer Richtung der Eingangswelle gesehen zwischen der Neutralstellung der Schiebemuffe der Einfach-Gangschaltkupplung und dem kupplungsseitigen Ende der Eingangswelle angeordnet sein. Dies führt zu einem besonders kompakt und kurzbauenden Schaltgetriebe.
-
Anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 ein erfindungsgemäßes Schaltgetriebe im Längsschnitt; und
-
2 das Schaltgetriebe der 1 schematisch im Querschnitt.
-
1 zeigt ein Schaltgetriebe, das in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnet wird. Das Schaltgetriebe 1 weist eine Eingangswelle 10 sowie zwei dazu parallel angeordnete Ausgangswellen 30, 50 auf. Die in der Darstellung der 1 untere Ausgangswelle wird dabei als erste Ausgangswelle 30 und die in der Darstellung der 1 obere Ausgangswelle wird als zweite Ausgangswelle 50 bezeichnet.
-
Auf der Eingangswelle 10 sind Festräder 11, 12, 13, 14, 15 und 16 angeordnet. Das Festrad 11 kämmt dabei mit einem Losrad 31, welches auf der ersten Ausgangswelle 30 angeordnet ist. Auf der ersten Ausgangswelle 30 sitzen weitere Losräder, nämlich ein Losrad 32, ein Losrad 33 sowie ein Losrad 34. Weitere Losräder sitzen auf der zweiten Ausgangswelle 50. Es handelt sich um ein Losrad 51, ein Losrad 52 sowie ein Losrad 53.
-
Über eine erste Doppel-Gangschaltkupplung 35 lassen sich das erste Losrad 31 und das zweite Losrad 32 drehfest mit der ersten Ausgangswelle 30 verbinden. Die erste Doppel-Gangschaltkupplung 35 weist dabei eine mit 39 bezeichnete Schiebemuffe auf, die sich in der Darstellung der 1 entlang der Eingangswelle 10 bzw. entlang einer Drehachse 17 der Eingangswelle 10 nach links und rechts verschieben lässt. Ist die Schiebemuffe 39 beispielsweise nach rechts verschoben und befindet sich in einer sogenannten ersten Aktivstellung, ist über die Doppel-Gangschaltkupplung 35 eine drehfeste Verbindung zwischen der ersten Ausgangswelle 30 und dem Losrad 31 hergestellt. In diesem Fall ist ein erster Vorwärtsgang I des Schaltgetriebes 1 eingelegt. Somit kann das Losrad 31 dem ersten Vorwärtsgang I zugeordnet werden. Befindet sich hingegen die Schiebemuffe 39 in einer zweiten Aktivstellung, ist also die Schiebemuffe 39 in der Darstellung der 1 nach links verschoben, so sind Losrad 32 und erste Ausgangswelle 30 drehfest miteinander verbunden. In diesem Fall ist ein zweiter Vorwärtsgang II eingelegt, wobei dann der Drehmomentfluss von der Eingangswelle 10 über das Festrad 12, das mit dem Festrad 12 kämmenden Losrad 32 auf die erste Ausgangswelle 30 übertragen wird.
-
Neben der ersten Doppel-Gangschaltkupplung 35 sitzt eine zweite Doppel-Gangschaltkupplung 36 auf der ersten Ausgangswelle 30. Mit dieser Doppel-Gangschaltkupplung 36 lassen sich die Losräder 33, 34 drehfest mit der ersten Ausgangswelle 30 verbinden. Losrad 33, welches mit dem Festrad 14 auf der Eingangswelle 10 kämmt, ist einem dritten Vorwärtsgang III zugeordnet, während das mit dem Festrad 15 kämmende Losrad 34 einem vierten Vorwärtsgang IV zugeordnet ist.
-
Eine dritte Doppel-Gangschaltkupplung 54 ist auf der zweiten Ausgangswelle 50 angeordnet. Mit der dritten Doppel-Gangschaltkupplung 54 können die Losräder 52, 53 mit der zweiten Ausgangswelle 50 verbunden werden. Den Losrädern 52, 53 sind ein fünfter Vorwärtsgang V und ein sechster Vorwärtsgang VI zugeordnet. Die Losräder 52, 53 der Vorwärtsgänge V, VI sind dabei soweit axial voneinander beabstandet, dass sie in axialer Richtung der Eingangswelle 10 gesehen die Losräder 33, 34 auf der ersten Ausgangswelle 30 einschließen.
-
Zur Realisierung eines Rückwärtsganges R ist eine Einfach-Doppelgangschaltkupplung vorgesehen, mit der sich eine drehfeste Verbindung zwischen einem Losrad 51 und der zweiten Ausgangswelle 50 herstellen lässt. Das Losrad 51 kämmt dabei mit dem Losrad 31 auf der ersten Ausgangswelle 30. Das Losrad 31 ist dabei als gestuftes Zahnrad ausgebildet, welches ein kleineres Zahnrad 31a und ein größeres Zahnrad 31b aufweist. Das kleinere Zahnrad 31a des gestuften Losrads 31 kämmt dabei mit dem Losrad 51, während das größere Zahnrad 31b (der Durchmesser des größeren Zahnrads 31b ist größer als der Durchmesser des kleineren Zahnrads 31a) mit dem Festrad 11 auf der ersten Eingangswelle 10 kämmt. Ist nun der erste Rückwärtsgang R eingelegt, d. h. ist eine Schiebemuffe 58 der Einfach-Gangschaltkupplung in der Darstellung der 1 nach rechts gerückt oder befindet sich in seiner Aktivstellung, ist das Losrad 51 in Drehrichtung fest mit der zweiten Ausgangswelle 50 verbunden. Ein Drehmoment auf der Eingangswelle 10 wird dann über das Festrad 11 auf das größere Zahnrad 31b des gestuften Losrad 31 übertragen. Die drehfeste Verbindung zwischen kleinerem Zahnrad 31a und größerem Zahnrad 31b sorgt dafür, dass das Drehmoment von dem kleineren Zahnrad 31a über das Losrad 51 zur zweiten Ausgangswelle 50 gelangt. Bei eingelegtem Rückwärtsgang R befindet sich die Schiebemuffe 39 der ersten Doppel-Gangschaltkupplung 35 in der Neutralstellung, so dass das gestufte Losrad 31 nicht drehfest mit der ersten Ausgangswelle 30 verbunden ist.
-
Von der ersten Ausgangswelle 30 erfolgt die Drehmomentübertragung auf ein Ringrad 70 über ein drehfest mit der ersten Ausgangswelle 30 verbundenen Ritzel 37. Des Weiteren kämmt mit dem Ringrad 70 ein zweites Ritzel 56, welches drehfest auf der zweiten Ausgangswelle 50 angeordnet ist. In dem Ausführungsbeispiel der 1 ist dabei der Durchmesser des zweiten Ritzels 56 größer als der Durchmesser des ersten Ritzels 37 auf der ersten Ausgangswelle 30.
-
Von einem kupplungsseitigen Ende 16 ausgesehen ergibt sich somit, an der axialen Lage der jeweiligen Losräder festgemacht, folgende Reihenfolge der Gänge: Rückwärtsgang R, Vorwärtsgänge I, II, V, III, IV, VI. In diesem Ausführungsbeispiel kämmt jedes Festrad 11 bis 15 mit nur einem Losrad. Es gibt kein Festrad, das gleichzeitig mit zwei Losrädern direkt im kämmenden Eingriff steht. Somit gibt es keine Abhängigkeit zwischen den Vorwärtsgängen. Eine mittelbare Abhängigkeit zwischen erstem Vorwärtsgang I und Rückwärtsgang R ist aufgrund des gestuften Zahnrads 31 praktisch auch nicht gegeben.
-
2 zeigt schematisch das Schaltgetriebe der 1 im Querschnitt. Zu erkennen ist, dass die Drehachse 17 der Eingangswelle 10 und die Drehachsen 38, 57 der Ausgangswellen 30, 50 ein Dreieck aufspannen, wobei eine Verbindungsgerade zwischen Drehachse 17 der Eingangswelle 10 und Drehachse 38 der ersten Ausgangswelle 30 und eine Verbindungsgerade 3 zwischen Drehachse 17 und Drehachse 57 der zweiten Ausgangswelle 50 einen Winkel α einschließen, der näherungsweise 90° groß ist. Zu erkennen ist, dass die Ritzel 37, 56 im kämmenden Eingriff mit dem Ringrad 70 stehen, welches um die Drehachse 71 rotiert.
-
2 zeigt den äußeren Durchmesser D58 der Schiebemuffe 58 sowie den äußeren Durchmesser D31 des Losrads 31, genauer gesagt des größeren Zahnrads 31b des gestuften Losrads 31. Zu erkennen ist, dass sich die Durchmesser D31, D58 entlang einer Verbindungsgeraden 4 zwischen den Drehachsen 38, 57 der Ausgangswellen 30, 50 überschneiden. Entsprechend sind die Einfach-Gangschaltkupplung 55 und das größere Zahnrad 31b in axialer Richtung der Eingangswelle 10 versetzt angeordnet. Wie 1 zu entnehmen ist, liegt die erste Aktivstellung der Schiebemuffe 39 der ersten Doppel-Gangschaltkupplung 35 in axialer Richtung der Eingangswelle 10 näher am kupplungsseitigen Ende 16 als die Aktivstellung der Schiebemuffe 58 der Einfach-Gangschaltkupplung 55.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Schaltgetriebe
- 2
- Verbindungsgerade
- 3
- Verbindungsgerade
- 4
- Verbindungsgerade
- 10
- Eingangswelle
- 11
- Festrad
- 12
- Festrad
- 13
- Festrad
- 14
- Festrad
- 15
- Festrad
- 17
- Drehachse
- 30
- erste Ausgangswelle
- 31
- Losrad
- 31a
- kleineres Zahnrad
- 31b
- größeres Zahnrad
- 32
- Losrad
- 33
- Losrad
- 34
- Losrad
- 35
- Doppel-Gangschaltkupplung
- 36
- Doppel-Gangschaltkupplung
- 37
- erstes Ritzel
- 38
- Drehachse
- 39
- Schiebemuffe
- 50
- zweite Ausgangswelle
- 51
- Losrad
- 52
- Losrad
- 53
- Losrad
- 54
- dritte Doppel-Gangschaltkupplung
- 55
- Einfach-Gangschaltkupplung
- 56
- zweites Ritzel
- 57
- Drehachse
- 70
- Ringrad
- 71
- Drehachse
-
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
-
- DE 4116189 C2 [0002, 0002, 0003]
