DE102016103512B4

DE102016103512B4 - Mehrstufengetriebevorrichtung

Info

Publication number: DE102016103512B4
Application number: DE102016103512.2A
Authority: DE
Inventors: Ikuo Yamada
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2015-03-04
Filing date: 2016-02-29
Publication date: 2018-10-11
Anticipated expiration: 2036-03-01
Also published as: DE102016103512A1; JP6528468B2; CN105937586A; CN105937586B; US20160258511A1; US10274052B2; JP2016161100A

Abstract

Mehrstufengetriebevorrichtung umfassend:eine Vorgelegewelle (6), die eine Antriebskraft aufnimmt; eine Antriebswelle (7), die eine Antriebskraft abgibt, die von der Vorgelegewelle (6) aufgenommen wird;eine Mehrzahl auf der Vorgelegewelle (6) angeordneter treibender Zahnräder (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f);eine Mehrzahl getriebener Zahnräder (18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f), die jeweils unabhängig von der Antriebswelle (7) drehbar sind und in Eingriff mit der Mehrzahl der treibenden Zahnräder (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f) stehen;eine Mehrzahl an antriebswellenseitigen Schaltelementen, die entlang einer Axialrichtung der Antriebswelle (7) verschiebbar sind und die mechanische Verbindung oder Trennung zwischen der Antriebswelle (7) und den getriebenen Zahnrädern (18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f) schalten; undeine zwischen der Vorgelegewelle (6) und zumindest einem vorbestimmten der treibenden Zahnräder (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f) angeordnete Einwegkupplung (17a, 17b, 17c, 17d, 17e, 17f), um die Rotation der Vorlegewelle (6) auf das vorbestimmte treibende Zahnrad (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f) zu übertragen, wenn die Rotation der Vorgelegewelle (6) schneller als die Rotation des vorbestimmten treibenden Zahnrads (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f) ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Mehrstufengetriebevorrichtung, die in einem Fahrzeug, wie einemMotorrad, eingesetzt wird.
Beschreibung des Standes der Technik
Ein Motor, der in einem Fahrzeug, wie einem Motorrad montiert ist, wird mit einer Mehrstufengetriebevorrichtung ausgestattet. Die Mehrstufengetriebevorrichtung hat eine Vorgelegewelle, die eine Antriebskraft von einer Kurbelwelle über einen Kupplungsmechanismus aufnimmt und eine Antriebswelle, die die Antriebskraft abgibt, die von der Vorgelegewelle aufgenommen wird. Eine Mehrzahl von Zahnrädern mit unterschiedlichen Zähnezahlen ist auf beiden der Wellen angeordnet, und ein Schaltvorgang wird durchgeführt durch einen Wechsel des des Zustands Zahnradeingriffs.
Als Beispiel einer solchen Technik offenbart die JP 5143055 B2 ein Mehrstufengetriebe in dem eine Mehrzahl von treibenden Zahnrädern und eine Mehrzahl von getriebenen Zahnrädern, die von den jeweiligen Getriebewellen parallel zueinander getragen werden, wobei diese in jeder Gangstufe jederzeit miteinander in Eingriff stehen. In der Technik, die in der JP 5143055 B2 diskutiert wird, wird ein Hochschaltvorgang durchgeführt durch Kuppeln eines getriebenen Getriebezahnrads mit einer um eine Stufe kleiner Getriebeuntersetzung mit einem Schwenkklauenelement R wobei das getriebene Getriebezahnrad n mit dem Schwenkklauenelement R gekuppelt wird.
Daher ist es möglich einen sanften Schaltvorgang zu realisieren ohne eine Notwendigkeit eines Krafteinsatzes zum aus Kuppeln und ohne Verwendung einer Gangschaltkupplung. Zusätzlich ist kein Schaltzeitverlust beim Hochschaltvorgang vorhanden. Ferner ist kein Zugkraftverlust und nur ein geringer Schaltstoß festzustellen. Daher wird ein sanfter Hochschaltvorgang ermöglicht.
Durch die Technik, die in JP 5143055 B2 diskutiert wird, wird jedoch die innere Struktur der Vorgelegewelle verkompliziert und dies erhöht das Gewicht des Getriebemechanismus und macht es schwierig einen kompakten Getriebemechanismus zu erhalten.
Zusammenfassung der Erfindung
In Anbetracht der oben beschriebenen Probleme, ist es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen sanfteren Hochschaltvorgang zu erreichen, ohne die innere Struktur der Welle zu verkomplizieren.
Diese Aufgabe wird durch eine Mehrstufengetriebevorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 und 3. Gemäß eines Aspekts ist ein eine Mehrstufengetriebevorrichtung vorgesehen, die aufweist: eine Vorgelegewelle die eine Antriebskraft aufnimmt; eine Antriebswelle, die eine Antriebskraft abgibt, die von der Vorgelegewelle aufgenommen wird; eine Mehrzahl treibender Zahnräder angeordnet auf der Vorgelegewelle; eine Mehrzahl getriebener Zahnräder in Eingriff mit der Mehrzahl der treibenden Zahnräder; ein antriebswellenseitiges Schaltelement, das die mechanische Verbindung oder Trennung zwischen der Antriebswelle und den getriebenen Zahnrädern schaltet; und eine zwischen der Vorgelegewelle und zumindest einem vorbestimmten der treibenden Zahnräder angeordnete Einwegkupplung um die Rotation der Vorlegewelle auf das vorbestimmte treibende Zahnrad zu übertragen, wenn die Rotation der Vorgelegewelle schneller als die Rotation des vorbestimmten treibenden Zahnrads ist.
Die vorstehend beschriebene Mehrstufengetriebevorrichtung kann ferner aufweisen: ein vorgelegewellenseitiges Schaltelement, das die mechanische Verbindung oder Trennung zwischen der Vorgelegewelle und jedem treibenden Zahnrädern schaltet; und eine Einwegkupplung, die zwischen der Vorgelegewelle und dem vorgelegewellenseitigen Schaltelement angeordnet ist, das mit dem vorbestimmten treibenden Zahnrad im Eingriff steht um die Rotation des vorgelegewellenseitigen Schaltelements auf die Vorgelegewelle zu übertragen, wenn die Rotation des vorgelegewellenseitigen Schaltelements schneller als die Rotation der Vorgelegewelle ist.
In der vorstehend beschriebenen Mehrstufengetriebevorrichtung wird um einen Hochschaltvorgang von einer Getriebestufe mit einer größeren Getriebeuntersetzung zu einer Getriebestufe mit einer kleineren Getriebeuntersetzung durchzuführen, das antriebswellenseitige Getriebeteil vorrübergehend einen Zustand aufweist, dass die Antriebswelle mit einem getriebenen Zahnrad verbunden ist, das ein kleineres Untersetzungsverhältnis hat, während die Antriebswelle mit einem getriebenen Zahnrad verbunden ist, das ein größeres Untersetzungsverhältnis hat.
Figurenliste

1 ist eine rechte Seitenansicht, die ein Kurbelwellengehäuse einer Motoreinheit eines Motorrads zeigt, das mit einer erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebevorrichtung ausgestattet ist;
2 ist eine schematische Darstellung, die die Hauptteile der Mehrstufengetriebevorrichtung in einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel in einer neutralen Stellung zeigt;
3 ist eine schematische Darstellung, die die Hauptteile der Mehrstufengetriebevorrichtung in einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel in einer 1.Gang Stellung zeigt;
4A ist eine schematische Darstellung, die die Hauptteile der Mehrstufengetriebevorrichtung in einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel inmitten eines Hochschaltvorgangs von der 1.Gang Stellung in die 2.Gang Stellung zeigt;
4B ist eine schematische Darstellung, die die Hauptteile der Mehrstufengetriebevorrichtung in einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel inmitten eines Hochschaltvorgangs von der 1.Gang Stellung in die 2.Gang Stellung zeigt;
4C ist eine schematische Darstellung, die die Hauptteile der Mehrstufengetriebevorrichtung in einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel inmitten eines Hochschaltvorgangs von der 1.Gang Stellung in die 2.Gang Stellung zeigt;
4D ist eine schematische Darstellung, die die Hauptteile der Mehrstufengetriebevorrichtung in einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel in einer 2.Gang Stellung zeigt; und
5 ist eine Zeittafel, die exemplarisch einen Zustandsübergang eines Klauenrings (Dog Rings) bei einem Hochschaltvorgang von der 1.Gang Stellung in die 2.Gang Stellung zeigt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine rechte Seitenansicht die ein Kurbelwellengehäuse 1 einer Motoreinheit eines Motorrads zeigt, das mit einer erfindungsgemäßen Mehrstufengetriebevorrichtung ausgestattet ist. Eine Kurbelkammer 2 ist an der Vorderseite des Inneren des Kurbelwellengehäuses 1 angeordnet (rechte Seite der 1), und eine Getriebekammer 3 ist an der Rückseite angeordnet (linke Seite der 1). Eine Kurbelwelle 4, die in Richtung der Fahrzeugbreite verläuft ist innerhalb der Kurbelkammer 2 eingebaut. Außerdem ist eine Mehrstufengetriebevorrichtung 5 innerhalb der Getriebekammer 3 eingebaut. Die Mehrstufengetriebevorrichtung 5 hat eine Vorgelegewelle 6, die eine Antriebskraft von der Kurbelwelle 4 aufnimmt über einen Kupplungsmechanismus, und eine Antriebswelle 7 die die Antriebskraft, die von der Vorgelegewelle 6 aufgenommen wird an ein angetriebenes Rad (nicht dargestellt) abgibt. Die Vorgelegewelle 6 und die Antriebswelle 7 sind parallel zu der Kurbelwelle 4 angeordnet.
Ein primäres treibendes Zahnrad 8 ist an dem rechten Endabschnitt der Kurbelwelle 4 in Synchronisation drehbar angeordnet. Außerdem ist ein primäres getriebenes Zahnrad 9, das in Eingriff mit dem primären treibenden Zahnrad 8 steht an dem rechten Endereich der Vorgelegewelle 6 drehbar angeordnet. Die Antriebskraft der Kurbelwelle 4 wird von dem primären getriebenen Zahnrad 9 auf den Kupplungsmechanismus durch das primäre treibende Zahnrad 8 übertragen und in die Vorgelegewelle 6 über den Kupplungsmechanismus eingeleitet.
Innerhalb des Kurbelwellengehäuses 1 ist die Vorgelegewelle 6 drehbar durch ein linkes und ein rechtes Lager 10 und 11 gestützt, wie in 2 dargestellt ist. Außerdem ist die Kurbelwelle drehbar durch ein linkes und ein rechtes Lager 12 und 13 gestützt. Der linke Endabschnitt der Antriebswelle 7 ragt aus dem äußeren der Getriebekammer 3 hervor und ist ausgestattet mit einem treibenden Kettenrad 14. Das treibende Kettenrad 14 ist mit einem getriebenen Kettenrad, das an dem angetriebenes Rad (nicht dargestellt) über die Antriebskette 15 verbunden, so dass die Motorantriebskraft über die Kette auf das angetriebene Rad übertragen wird.
Wie in 2 dargestellt, ist die Vorgelegewelle 6 mit einer Mehrzahl treibender Zahnräder ausgestattet, die entlang der Axialrichtung angeordnet sind. In diesem Beispiel sind ein treibendes Zahnrad 16a des 1.Gangs, ein treibendes Zahnrad 16b des 4.Gangs, ein treibendes Zahnrad 16c des 3.Gangs, ein treibendes Zahnrad 16d des 6.Gangs, ein treibendes Zahnrad 16e des 5. Gangs und ein treibendes Zahnrad 16f des 2. Gangs der Reihe nach von der rechten Seite angeordnet.
Einwegkupplungen 17a bis 17f sind zwischen der Vorgelegewelle 6 und jedem der treibenden Zahnräder 16a bis 16f angeordnet. Die Einwegkupplungen 17a überträgt die Rotation der Vorgelegewelle 6 auf das treibende Zahnrad 16a, wenn die Rotation der Vorgelegewelle 6 schneller ist als die Rotation des treibenden Zahnrads 16a. In anderen Worten, die Rotation des treibenden Zahnrads 16a wird nicht an die Vorgelegewelle 6 übertragen denn die Rotation des treibenden Zahnrads 16a schneller ist als die von der Vorgelegewelle 6. Dies gilt in gleicher Weise für die Einwegkupplungen 17b bis 17f. Es ist anzumerken, dass eine Freilaufkupplung oder eine Nockenkupplung verwendet werden kann in der Struktur der Einwegkupplungen 17a bis 17f.
Eine Mehrzahl getriebener Zahnräder ist auf der Antriebswelle 7 in Axialrichtung angeordnet. In diesem Beispiel sind ein getriebenes Zahnrad 18a des 1.Gangs, zu jeder Zeit in Eingriff mit dem treibenden Zahnrad 16a des 1. Gangs, ein getriebenes Zahnrad 18b des 4.Gangs, zu jeder Zeit in Eingriff mit dem treibenden Zahnrad 16b des 4.Gangs, ein getriebenes Zahnrad 18c des 3.Gangs, zu jeder Zeit in Eingriff mit dem treibenden Zahnrad 16c des 3.Gangs, ein getriebenes Zahnrad 18d des 6.Gangs, zu jeder Zeit in Eingriff mit dem treibenden Zahnrad 16d des 6.Gangs, ein getriebenes Zahnrad 18e des 5.Gangs, zu jeder Zeit in Eingriff mit dem treibenden Zahnrad 16e des 5.Gangs, ein getriebenes Zahnrad 18f des 2.Gangs, zu jeder Zeit in Eingriff mit dem treibenden Zahnrad 16f des 2.Gangs, der Reihe nach von der rechten Seite angeordnet.
Die Antriebswelle 7 und jedes getriebene Zahnrad 18a bis 18f sind unabhängig voneinander drehbar.
Auf der Vorgelegewelle 6 ist ein Klauenring (Dog Ring) 19a zwischen dem treibenden Zahnrad 16a des 1.Gangs und dem treibenden Zahnrad 16b des 4.Gangs angeordnet. Der Klauenring (Dog Ring) 19a, der als vorgelegewellenseitiges Schaltelement dient, ist entlang der Axialrichtung des der Vorgelegewelle 6 verschiebbar und ist wahlweise mit dem treibenden Zahnrad 16a des 1.Gangs oder dem treibenden Zahnrad 16b des 4. Gangs gekuppelt um die Vorgelegewelle 6 mechanisch mit dem treibenden Zahnrad 16a des 1.Gangs oder dem treibenden Zahnrad 16b des 4.Gangs zu verbinden. Gleichermaßen sind die Klauenringe (Dog Ringe) 19b und 19c jeweils zwischen dem treibenden Zahnrad 16c des 3.Gangs und dem treibenden Zahnrad 16d des 6.Gangs und zwischen dem treibenden Zahnrad 16e des 5.Gangs und dem treibenden Zahnrad 16f des 2.Gangs jeweils angeordnet.
Einwegkupplungen 21a bis 21c sind zwischen der Vorgelegewelle 6 und jedem der Klauenringe (Dog Ringe) 19a bis 19c angeordnet. Die Einwegkupplung 21a überträgt die Rotation des Klauenrings (Dog Rings) 19a zu der Vorlegewelle 6, wenn die Rotation des Klauenrings (Dog Rings) 19a schneller ist als die Rotation der Vorgelegewelle 6. Mit anderen Worten, die Rotation Vorgelegewelle 6 wird nicht auf den Klauenring (Dog Ring) 19a übertragen, wenn die Rotation der Vorgelegewelle 6 schneller ist als die des Klauenrings (Dog Rings) 19a. Dies gilt in gleicher Weise für die Einwegkupplungen 21b und 21c. Es ist anzumerken, dass eine Freilaufkupplung oder eine Nockenkupplung zum Einsatz kommen kann in der Struktur der Einwegkupplungen 21a bis 21c.
Auf der Antriebswelle 7 ist ein Klauenring (Dog Ring) 20a zwischen dem getriebenen Zahnrad 18a des 1.Gangs und dem getriebenen Zahnrad 18b des 4. Gangs angeordnet. Der Klauenring (Dog Ring) 20a, der als antriebswellenseitiges Schaltelement dient, ist entlang der Axialrichtung des der Antriebswelle 7 verschiebbar und ist wahlweise mit dem getriebenen Zahnrad 18a des 1.Gangs oder dem getriebenen Zahnrad 16b des 4.Gangs gekuppelt um die Antriebswelle 6 mechanisch mit dem getriebenen Zahnrad 18a des 1.Gangs oder dem getriebenen Zahnrad 18b des 4.Gangs zu verbinden. Gleichermaßen sind die Klauenringe (Dog Ringe) 20b und 20c jeweils zwischen dem getriebenen Zahnrad 18c des 3.Gangs und dem getriebenen Zahnrad 18d des 6.Gangs und zwischen dem getriebenen Zahnrad 18e des 5.Gangs und dem getriebenen Zahnrad 18f des 2.Gangs jeweils angeordnet.
Wie 1 zeigt, hat die Gangschalteinheit 22 eine Schaltgabel 24, die von einer Schaltnocke 23 betätigt wird, zum Beispiel, in Reaktion auf eine Pedalbetätigung eines Schaltpedalarms des Fahrers, wie aus dem Stand der Technik bekannt. Die Schaltnocke 23 wird schrittweise gedreht um einen vorbestimmten Winkel, sodass die Klauenringe (Dog Ringe) 19a bis 19c und 20a bis 20c sich in Axialrichtung verschieben durch zwischenschieben der Schaltgabel um eine der sechs Kombinationen zwischen denen treibenden Zahnrädern 16a bis 16f und den getriebenen Zahnrädern 18a bis 18f zu wählen.
2 zeigt eine neutrale Stellung. In der neutralen Stellung sind die Klauenringe (Dog Ringe) 19a bis 19c nicht gekuppelt mit einem der treibenden Zahnräder 16a bis 16f und die Klauenringe (Dog Ringe) 20a bis 20c sind nicht gekuppelt mit einem der getriebenen Zahnräder 18a bis 18f.
In der Mehrstufengetriebevorrichtung 5, wird eine Schalthebelposition, so genannt, sequenziell durch einen Fahrer oder eine Steuerung von der neutralen Stellung in eine 1.Gang Stellung, eine 2.Gang Stellung, eine 3.Gang Stellung, eine 4.Gang Stellung, eine 5.Gang Stellung, und dann eine 6.Gang Stellung geschaltet.
Im Folgenden wird eine Beschreibung der Vorgänge in der Mehrstufengetriebevorrichtung 5 vorgenommen, wenn ein Hochschaltvorgang von der 1.Gang Stellung in die 2.Gang Stellung durchgeführt wird.
3 zeigt die 1.Gang Stellung. In der 1.Gang Stellung ist der Klauenring (Dog Ring) 19a gekuppelt mit dem treibenden Zahnrad 16a des 1.Gangs, und der Klauenring (Dog Ring) 20a ist in Eingriff mit dem getriebenen Zahnrad 18a des 1. Gangs.
Wird ein Fahrzeug in diesem Zustand beschleunigt, wird die Rotation der Vorgelegewelle 6 auf die Antriebswelle 7 über die Einwegkupplung 17a, das treibende Zahnrad 16a des 1.Gangs, das getriebenen Zahnrad 18a des 1.Gangs, und dann den Klauenring (Dog Ring) 20a übertragen
Zur Verzögerung wird die Rotation der Antriebswelle 7 auf die Vorgelegewelle 6 über den Klauenring (Dog Ring) 20a, das getriebenen Zahnrad 18a des 1.Gangs, das treibende Zahnrad 16a des 1.Gangs, den Klauenring (Dog Ring) 19a und dann die Einwegkupplung 21a übertragen. Als Ergebnis wird ein inverses Drehmoment von dem angetriebenen Rad beim Verzögern über die Antriebswelle 7 auf die Vorlegewelle 6 übertragen, so dass eine so genannte Motorbremse arbeitet.
4A bis 4D zeigen eine in Hochschaltvorgang von der 1.Gang Stellung zu der 2.Gang Stellung.
Zunächst, wie 4A zeigt, wird der Klauenring (Dog Ring) 19a verschoben und ausgekuppelt aus dem treibenden Zahnrad 16a des 1.Gangs um die Verbindung zu lösen.
In diesem Zustand wird die Rotation der Vorgelegewelle 6 auf die Antriebswelle 7 über die Einwegkupplung 17a, das treibenden Zahnrad 16a des 1.Gangs, das getriebenen Zahnrad 18a des 1.Gangs, und dann, den Klauenring (Dog Ring) 20a übertragen.
Zur Verzögerung wird die Rotation der Antriebswelle 7 auf den Klauenring (Dog Ring) 20a, das getriebenen Zahnrad 18a des 1.Gangs, und dann das treibenden Zahnrad 16a des 1.Gangs übertragen. Jedoch ist der Klauenring (Dog Ring) 19a ausgekuppelt von dem treibenden Zahnrad 16a des 1.Gangs, und die Rotation des treibenden Zahnrad 16a des 1.Gangs wird nicht zu der Vorgelegenwelle 6 über die Einwegkupplung 17a übertragen. Daher rutscht das treibende Zahnrad 16a des 1.Gangs der Vorgelegewelle 6.
Anschließend, wie in 4B gezeigt, verschiebt sich der Klauenring (Dog Ring) 20c und wird gekuppelt mit dem getriebenen Zahnrad 18f des 2.Gangs.
In diesem Zustand wird die Rotation der Vorgelegewelle 6 auf die Antriebswelle 7 über die Einwegkupplung 17f, das treibende Zahnrad 16f des 2.Gangs, das getriebenen Zahnrad 18f des 2.Gangs, und dann den Klauenring (Dog Ring) 20c übertragen. In diesem Fall ist der Klauenring (Dog Ring) 20c noch gekuppelt mit dem getriebenen Zahnrad 18a des 1. Gangs. Daher rotieren das getriebene Zahnrad 18a des 1.Gangs und das getriebene Zahnrad 18f des 2.Gangs in Synchronisation zur Antriebswelle 7.
Das heißt, während des treibende Zahnrad 16a des 1. Gangs und das treibende Zahnrad 16f des 2.Gangs in Synchronisation mit der Vorlgelegewelle 6 rotieren, wendet sich das treibende Zahnrad 16a des 1.Gangs von dem getriebenen Zahnrad des 1. Gangs und rotiert schneller als die Rotation der Vorgelegewelle 6.
Als Ergebnis, rutscht das treibende Zahnrad 16a des 1.Gangs der Vorgelegewelle 6.
Zur Verzögerung wird obwohl die Rotation der Antriebswelle 7 auf den Klauenring (Dog Ring) 20a, das getriebene Zahnrad 18a des 1.Gangs, und dann das treibende Zahnrad 16a des 1.Gangs übertragen wird, wird der Klauenring (Dog Ring) 19a ausgekuppelt von dem treibende Zahnrad 16a des 1.Gangs, und die Rotation nicht von dem treibende Zahnrad 16a des 1.Gangs auf die Vorgelegewelle 6 übertragen, wegen der Einwegkupplung 17a. Daher rutscht das treibende Zahnrad 16a des 1.Gangs der Vorgelegewelle 6. Gleichermaßen, obwohl die Rotation der Antriebswelle 7 auf den Klauenring (Dog Ring) 20c, das getriebene Zahnrad 18f des 2.Gangs, und dann, das treibende Zahnrad 16f des 2. Gangs übertragen wird, wird der Klauenring (Dog Ring) 19c ausgekuppelt von dem treibenden Zahnrad 16f des 2. Gangs, und die Rotation des treibenden Zahnrad 16f des 2. Gangs wird nicht auf die Vorgelewelle 6 übertragen durch die Einwegkupplung 17f. Daher rutscht das treibende Zahnrad 16f des 2.Gangs der Vorgelegewelle 6.
Dann, wie in 4C gezeigt, verschiebt sich der Klauenring (Dog Ring) 20a und wird ausgekuppelt von dem treibenden Zahnrad 18a des 1.Gangs um die Verbindung zu lösen.
Dann, wie in 4D gezeigt, verschiebt sich der Klauenring (Dog Ring) 19c und wird eingekuppelt mit dem treibenden Zahnrad 16f des 2.Gangs, so dass der Hochschaltvorgang in die 2.Gang Stellung abgeschlossen ist. In der 2.Gang Stellung ist der Klauenring (Dog Ring) 19c gekuppelt mit dem treibenden Zahnrad 16f des 2.Gangs und der Klauenring (Dog Ring) 20c ist mit dem getriebenen Zahnrad 18f des 2.Gangs gekuppelt.
In diesem Zustand, wird zur Beschleunigung die Rotation der Vorgelegewelle 6 auf die Antriebswelle 7 über die Einwegkupplung 17f, das treibende Zahnrad 16f des 2.Gangs, das getriebene Zahnrad 18f, und dann den Klauenring (Dog Ring) 20c übertragen.
Zur Verzögerung wird die Rotation der Antriebswelle 7 auf die Vorgelegenwelle 6 über denen Klauenring (Dog Ring) 20c, das getriebene Zahnrad 18f des 1.Gangs, das treibende Zahnrad 16f des 1.Gangs, Klauenring (Dog Ring) 19c, und dann, die Einwegkupplung 21c übertragen. Als Ergebnis wird ein inverses Drehmoment erzeugt von dem angetriebenen Rad beim Verzögern über die Antriebswelle 7 auf die Vorlegewelle 6 übertragen, so dass eine so genannte Motorbremse arbeitet.
5 ist eine Zeittafeln, die exemplarisch einen Zustandsübergang der Klauenringe (Dog Ringe) 19a, 19c, 20a, und 20c bei einem Hochschaltvorgang von der 1.Gang Stellung in die 2.Gang Stellung zeigt. Auf der Ordinate sind die Zustände Eingekuppelt/Ausgekuppelt der Klauenringe (Dog Ringe) 19a, 19c, 20a, und 20c aufgetragen und auf der Abszisse die Zeit.
Die Stufe „Y₀“ bezieht sich auf einen Zustand wenn das Zahnrad vollständig ausgekuppelt ist. Die Stufe „Y₂“ bezieht sich auf einen Zustand wenn das Zahnrad vollständig eingekuppelt ist. Weil in Axialrichtung zwischen dem Klauenring (Dog Ring) und dem Zahnrad eine Lücke ist, dauert es bis der Klauenring (Dog Ring) eingekuppelt mit oder ausgekuppelt von dem Zahnrad ist nachdem sich der Klauenring (Dog Ring) verschiebt. Deshalb dient die Stufe „Y₁“ als Grenze, um zwischen dem eingekuppelten oder ausgekuppelten Zustand zu unterscheiden.
Wie in 5 gezeigt, wird zunächst der Klauenring (Dog Ring) 19a verschoben und ausgekuppelt von dem treibenden Zahnrad 16a des 1.Gangs um die Verbindung zu lösen (vgl. 4A).
Wenn der Klauenring (Dog Ring) 19a von dem treibenden Zahnrad 16a ausgekuppelt wird, beginnt sich der Klauenring (Dog Ring) 20c zu verschieben und wird mit dem getriebenen Zahnrad 18f des 2.Gangs eingekuppelt (vgl. 4B). In diesem Beispiel beginnt der Klauenring (Dog Ring) 20c sich zu verschieben zu dem Zeitpunkt T₂, vor dem Zeitpunkt T₁, bei dem ein Auskuppeln des Klauenrings (Dog Ring) 19a von dem getriebenen Zahnrad des 1.Gangs abgeschlossen ist.
Sobald der Klauenring (Dog Ring) 20c vollständig mit dem getriebenen Zahnrad 18f eingekuppelt ist (zu dem Zeitpunkt T₃), beginnt der Klauenring (Dog Ring) 20a sich zu verschieben und wird ausgekuppelt von dem getriebenen Zahnrad 18a des 1.Gangs (vgl. Tig. 4C).
Wenn der Klauenring (Dog Ring) 20c von dem getriebenen Zahnrad 18a des 1.Gangs ausgekuppelt ist, beginnt der Klauenring (Dog Ring) 19c sich zu verschieben und wird mit dem treibenden Zahnrad 16f des 2.Gangs eingekuppelt (vgl. 4D). In diesem Beispiel beginnt der Klauenring (Dog Ring) 19c sich zu verschieben zu dem Zeitpunkt T4 wenn der Klauenring (Dog Ring) 20a vollständig von dem getriebenen Zahnrad 18a des 1.Gangs ausgekuppelt ist. Jedoch kann der Klauenring (Dog Ring) 19c jederzeit vor dem Zeitpunkt T₄ beginnen sich zu verschieben. Es sei angemerkt das der Zustandsübergang gemäß 5 nur zu Illustrationszwecken dient und die Erfindung hierdurch nicht eingeschränkt wird. Zum Beispiel, beginnt der Klauenring (Dog Ring) 20a jederzeit vor dem Zeitpunkt T₃ sich zu verschieben.
Dementsprechend ist es möglich den Zeitpunkt voranzutreiben, zu dem der Klauenring (Dog Ring) 19c beginnt sich zum Einkuppeln zu verschieben. Daher ist es möglich die Zeit für einen Hochschaltvorgang zu verkürzen.
Vorstehend wurde ein Hochschaltvorgang von der 1.Gang Stellung in die 2.Gang Stellung beschrieben als ein Beispiel für einen Hochschaltvorgang von einer Getriebestufe mit einer größeren Getriebeuntersetzung (nachfolgend bezeichnet als eine „niedrigere Stufe“) zu einer Getriebestufe mit einer kleineren Getriebeuntersetzung (nachfolgend bezeichnet als eine „höhere Stufe“) durchzuführen. Jedoch kann das vorstehende technische Konzept gleichermaßen für einen Hochschaltvorgang von der 2.Gang Stellung in die 3.Gang Stellung, einen Hochschaltvorgang von der 3.Gang Stellung in die 4.Gang Stellung, einen Hochschaltvorgang von der 4.Gang Stellung in die 5.Gang Stellung, und einen Hochschaltvorgang von der 5.Gang Stellung in die 6.Gang Stellung gelten.
Die Einwegkupplungen 17a bis 17f sind zwischen der Vorgelegewelle 6 und den treibenden Zahnrädern 16a bis 16f wie vorstehend beschrieben angeordnet. Daher wird, um einen Hochschaltvorgang von der niedrigen Stufe zu der höheren Stufe durchzuführen (zum Beispiel von der 1.Gang Stellung zu der 2.Gang Stellung), die zugeführte Kraft vom treibenden Zahnrad nur von der niedrigeren Stufe zu der höheren Stufe übertragen (1. Gang Stellung - > 2.Gang Stellung), während der Klauenring (Dog Ring) 20a mit dem getriebenen Zahnrad 18a des 1.Gangs eingekuppelt ist und der Klauenring (Dog Ring) 20c mit dem getriebenen Zahnrad 18f des 2.Gangs eingekuppelt ist. Daher ist im Vergleich zu der Struktur, in der „der Klauenring (Dog Ring) in die 2.Gang Stellung überführt wird, nachdem dieser ausgekuppelt ist aus der 1. Gang Stellung“ möglich, eine Unterbrechung der Antriebskraft während des entsprechenden Schaltvorgangs zu vermeiden. Als Ergebnis ist es daher möglich einen übergangslosen Hochschaltvorgang zu verwirklichen durch aussparen eines Kupplungsvorgangs mit einer einfachen Struktur ohne eine innere Struktur der Vorlegewelle 6 oder der Antriebswelle 7 zu verkompliziert.
Nach dem verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und dargestellt worden sind, schränken diese nicht die den Umfang der vorliegenden Erfindung ein, und verschiedene Änderungen und Modifikation sind möglich, ohne vom Wesen und vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich einen übergangslosen Hochschaltvorgang zu verwirklichen und einen sanfteren Beschleunigungsvorgang zur erzielen, durch die Verwendung einer einfachen Struktur ohne eine innere Struktur der Welle zu verkomplizieren.

Claims

Mehrstufengetriebevorrichtung umfassend: eine Vorgelegewelle (6), die eine Antriebskraft aufnimmt; eine Antriebswelle (7), die eine Antriebskraft abgibt, die von der Vorgelegewelle (6) aufgenommen wird; eine Mehrzahl auf der Vorgelegewelle (6) angeordneter treibender Zahnräder (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f); eine Mehrzahl getriebener Zahnräder (18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f), die jeweils unabhängig von der Antriebswelle (7) drehbar sind und in Eingriff mit der Mehrzahl der treibenden Zahnräder (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f) stehen; eine Mehrzahl an antriebswellenseitigen Schaltelementen, die entlang einer Axialrichtung der Antriebswelle (7) verschiebbar sind und die mechanische Verbindung oder Trennung zwischen der Antriebswelle (7) und den getriebenen Zahnrädern (18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f) schalten; und eine zwischen der Vorgelegewelle (6) und zumindest einem vorbestimmten der treibenden Zahnräder (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f) angeordnete Einwegkupplung (17a, 17b, 17c, 17d, 17e, 17f), um die Rotation der Vorlegewelle (6) auf das vorbestimmte treibende Zahnrad (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f) zu übertragen, wenn die Rotation der Vorgelegewelle (6) schneller als die Rotation des vorbestimmten treibenden Zahnrads (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f) ist.
Mehrstufengetriebevorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Mehrzahl an vorgelegewellenseitigen Schaltelementen, die entlang einer Axialrichtung der Vorgelegewelle (6) verschiebbar sind und die mechanische Verbindung oder Trennung zwischen der Vorgelegewelle (6) und jedem der treibenden Zahnräder (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f) schalten; und eine Einwegkupplung (21a, 21b, 21c), die zwischen der Vorgelegewelle (6) und dem vorgelegewellenseitigen Schaltelement angeordnet ist, das mit dem vorbestimmten treibenden Zahnrad (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f) in Eingriff steht um die Rotation des vorgelegewellenseitigen Schaltelements auf die Vorgelegewelle (6) zu übertragen, wenn die Rotation des vorgelegewellenseitigen Schaltelements schneller als die Rotation der Vorgelegewelle (6) ist.
Mehrstufengetriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei, um einen Hochschaltvorgang von einer Getriebestufe mit einer größeren Getriebeuntersetzung zu einer Getriebestufe mit einer kleineren Getriebeuntersetzung durchzuführen, das antriebswellenseitige Getriebeteil vorrübergehend einen Zustand aufweist, dass die Antriebswelle (7) mit einem getriebenen Zahnrad (18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f) verbunden ist, das ein kleineres Untersetzungsverhältnis hat, während die Antriebswelle (7) mit einem getriebenen Zahnrad (18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f) verbunden ist, das ein größeres Untersetzungsverhältnis hat.