DE10305242A1

DE10305242A1 - Sechs- oder siebengängiges Schaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10305242A1
Application number: DE10305242A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. Gumpoltsberger; Michael Dr. Ebenhoch
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-02-08
Filing date: 2003-02-08
Publication date: 2004-09-23
Also published as: US20040162180A1; US7124659B2; JP2004263864A; JP2004238630A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein sechs- oder siebengängiges Fahrzeuggetriebe (1, 30) mit einer Anfahr- und/oder Schaltkupplung (K1), mit zwei Vorgelegewellen (5, 6), mit auf der Getriebeeingangswelle (4) drehfest angeordneten und als Festräder (12, 13, 14, 33, 37) ausgebildeten Gangzahnrädern, die mit den Losrädern (8, 9, 10, 15, 16, 17, 35, 36) im Zahneingriff stehen, mit Koppelvorrichtungen (22, 23, 24, 25, 31, 32), die drehfest und axial verschieblich auf den beiden Vorgelegewellen (5, 6) gelagert sind, sowie mit jeweils einem Abtriebszahnrad (18, 19) an den beiden Vorgelegewellen (5, 6), die mit einer Verzahnung (20) an einem Differentialgetriebe (21) im Zahneingriff stehen, wobei jeweils zwei in einer Schaltgasse einer H- oder Mehrfach-H-Schaltkulisse angeordnete Gangpositionen (G1-G2; G3-G4; G5-G6; G7-RG) zwei unterschiedlichen Koppelvorrichtungen (22, 23, 24, 25, 31, 32) in dem Getriebe zugeordnet sind. Zur Verkürzung der Baulänge und zur Reduzierung der Bauteilvielfalt sind das Sechsgang- und das Siebenganggetriebe (1, 30) so ausgebildet, dass von den auf der Getriebeeingangswelle (4) angeordneten Festrädern (11, 12, 13, 14, 33, 37) zumindest drei Festräder (12 bzw. 37, 13, 14) mit jeweils zwei Losrädern (8, 15 bzw. 35, 36; 9, 16; 10, 17) in Zahneingriff stehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein sechs- oder siebengängiges Schaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 41 37 143 A1 ist ein mehrstufiges synchronisiertes Vorgelegegetriebe bekannt, bei dem jeweils zwei Gänge einem von mehreren Schaltpaketen zugeordnet sind. Diese Schaltpakete bestehen in der Regel aus axial verschiebbar aber drehfest auf einer Getriebewelle angeordneten Schiebemuffen, die bei einem Schaltvorgang im Zusammenwirken mit benachbart zu diesen Schiebemuffen angeordneten Synchronringen Loszahnräder abbremsen und drehfest mit dieser Getriebewelle verbinden können.
Bei diesem bekannten Getriebe sind die einem Schaltpaket zugeordneten zwei Gänge (erster Gang und dritter Gang bzw. zweiter Gang und vierter Gang) zwei nicht aufeinander folgende Getriebegänge. Dieser Getriebeaufbau ist mit dem Vorteil verbunden, dass dadurch ein Getriebeschaltsystem geschaffen wird, mit dem eine überschneidende Schaltbetätigung und damit reduzierte Schaltzeiten möglich sind. Nachteilig ist jedoch, dass ein solches Getriebe nicht mit einer Schaltvorrichtung mit einer H-Schaltkulisse schaltbar ist, da mit einer solchen in der gleichen Schaltgasse nur unmittelbar aufeinander folgende Getriebegänge schaltbar sind.
Darüber hinaus ist aus der EP 10 34 384 B1 ein Zwölfgang-Schaltgetriebe für Nutzfahrzeuge bekannt, bei dem eine Vorschaltgruppe manuell betätigt wird, während die Haupt- bzw. die Nachschaltgruppe automatisch geschaltet werden. Für die Hauptschaltgruppe und die Nachschaltgruppe sind pneumatische Schalteinrichtungen vorgesehen, die beim Wählen der Schaltgasse des gewünschten Getriebeganges mittels der manuellen Schalteinrichtung entsprechend aktiviert werden. Damit entspricht das erzielte Schaltbild dem eines üblichen Sechsgang-Schaltgetriebes. Nachteilig bei diesem Getriebeaufbau ist jedoch, dass separate pneumatische Schaltvorrichtungen vorgesehen werden müssen, um die Getriebegänge in gewohnter Weise in einem üblichen H- bzw. HH-Schaltbild schalten zu können.
Zudem ist aus der DE 30 00 577 A1 eine Schaltvorrichtung für Kraftfahrzeuggetriebe bekannt, bei der ein Handschalthebel in einem HH-Schaltbild geschaltete wird. Hierbei sind auf der Schaltwelle des Getriebes zwei Schaltfinger angeordnet, wobei jeweils nur ein Schaltfinger die vier Gänge des Grundgetriebes schaltet. Beim Wechsel von der zweiten in die dritte Schaltgasse wird ein Schaltventil betätigt, das die Bereichsgruppe schaltet. Beim Schalten in der dritten und vierten Gasse ist dann der zweite Schaltfinger im Eingriff. Nachteilig ist auch hier die separate Aktuatorik der Getriebe-Bereichsgruppe.
Die DE 35 27 390 A1 zeigt außerdem ein handschaltbares Doppelkupplungsgetriebe, bei dem bei Betätigung des Gangschalthebels in einer Schaltgasse eine der beiden Kupplungen der Doppelkupplung geschlossen wird. Nachteilig bei dieser Schalteinrichtung ist die Beschränkung auf lediglich vier Vorwärtsgänge, wenn rein manuell ohne Fremdkraftunterstützung geschaltet werden soll.
Schließlich ist in der nicht vorveröffentlichten DE 102 31 547 A1 eine Schaltvorrichtung für ein Getriebe beschrieben, bei dem mindestens ein Schaltpaket zwei nicht aufeinander folgenden Übersetzungsstufen des Getriebes zugeordnet ist. Diese Schaltvorrichtung ist mit einer mechanischen Konvertierungsvorrichtung ausgestattet, mit deren Hilfe eine Handschaltvorrichtung mit einer HH-Schaltkulisse ein solches Getriebe schalten kann.
Bei dieser in 3 gezeigten Schaltvorrichtung 50 ist ein Getriebeschalthebel 52 in der HH-Schaltkulisse 51 geführt und mit zwei Getriebeschaltwellen 53, 54 derartig gekoppelt, dass eine Bewegung des Schalthebels 52 in einer Schaltgasse 55 zu einer Verschwenkung der Schaltwelle 53 um deren Längsachse führt. Darüber hinaus ist auf der ersten Schaltwelle 53 ein erstes Zahnrad 56 befestigt, das mit einem zweiten Zahnrad 57 auf der zweiten Schaltwelle 54 kämmt. Bei einer Drehung der ersten Schaltwelle 53 dreht sich die zweite Schaltwelle 54 daher gegenläufig in die andere Richtung. Bei der Anwahl einer Schaltgasse durch den Getriebeschalthebel 52 in einer Wählgasse 58 werden die beiden Schaltwellen 53, 54 zwangsgekoppelt parallel zu ihrer Längsachse verschoben.
Außerdem verfügen diese beiden Schaltwellen 53, 54 über Schaltfinger 59, 60, 61, die in Abhängigkeit von dem eingelegten Getriebegang in gangindividuelle Vertiefungen 62, 63 von Schaltstangen 64 greifen, welche mit Schaltgabeln verbunden sind. Diese Schaltgabeln stehen ihrerseits mit den Schiebemuffen der Schaltpakete in Verbindung, die bei einer Schaltbetätigung zur drehfesten Verbindung von Losrädern mit ihrer Getriebewelle axial auf der dieser verschoben werden.
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der Erfindung, die Struktur eines Fahrzeuggetriebes vorzustellen, bei dem jeweils zwei in einer Schaltgasse einer H- oder Mehrfach-H-Getriebeschaltkulisse angeordnete Gänge von zwei unterschiedlichen Schaltpaketen oder Koppeleinrichtungen schaltbar sind, die mit Hilfe beispielsweise einer aus der DE 102 31 547 A1 bekannten Konvertierungsvorrichtung betätigbar sind. Darüber hinaus soll die neue Getriebestruktur sowohl für ein Sechsganggetriebe als auch für ein Siebenganggetriebe einsetzbar sein, um so eine besonders geringe Baulänge erreichen zu können.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Demnach geht die Erfindung von einem Fahrzeuggetriebe mit einer Schalt- und/oder Anfahrkupplung aus, deren Eingangsseite mit der Antriebswelle eines Antriebsmotors und deren Ausgangsseite mit einer Getriebeeingangswelle verbunden ist. Zudem verfügt das Getriebe über zwei Vorgelegewellen, die vorzugsweise parallel zu den beiden Getriebeeingangswellen ausgerichtet sind.
Auf diesen beiden Vorgelegewellen sind als Losräder ausgebildete Gangzahnräder drehbar gelagert, während an der Getriebeeingangswelle mehrere als Festräder ausgebildete Gangzahnräder befestigt sind, die die genannten Losräder bei geschlossener Kupplung antreiben. Zur drehfesten Verbindung der Losräder mit den jeweiligen Vorgelegewellen ist vorzugsweise zwischen jeweils zwei Losrädern eine Koppelvorrichtung angeordnet, die drehfest und mittels Stellvor richtungen auf der jeweiligen Vorgelegewelle axial verschiebbar gelagert sind. Das Getriebe ist zudem so aufgebaut, dass jeweils zwei in einer Schaltgasse einer H- oder Mehrfach-H-Getriebeschaltkulisse angeordnete Gangposition G1-G2; G3-G4; G5-G6; G7-RG zwei unterschiedlichen Koppelvorrichtungen in dem Getriebe zugeordnet sind. Außerdem verfügen die beiden Vorgelegewellen über jeweils ein drehfest angeordnetes Abtriebszahnrad, die mit einer Verzahnung an einem Differentialgetriebe kämmen.
Ein solches Fahrzeuggetriebe ist nun so weitergebildet, dass von den auf der Getriebeeingangswelle angeordneten Festrädern zumindest drei Festräder mit jeweils zwei Losrädern in Zahneingriff stehen.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei dem Sechsgangsgetriebe bzw. bei dem Siebenganggetriebe die Losräder des höchsten Gangs G6 bzw. G7 und die Losräder des zweithöchsten Gangs G5 bzw. G6 auf der einen Vorgelegewelle angeordnet sind, während die Losräder des dritthöchsten Gangs G4 bzw. G5 und die Losräder des vierthöchsten Gangs G3 bzw. G4 auf der anderen Vorgelegewelle gelagert sind.
Darüber hinaus kann das Getriebe so aufgebaut sein, dass das Losrad für den zweiten Gang und das Losrad für den Rückwärtsgang auf verschiedenen Vorgelegewellen gelagert und von einem gemeinsamen Festrad antreibbar sind.
Sofern nach dem genannten Getriebekonzept ein Sechsganggetriebe aufgebaut wird, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Gangzahnräder im Getriebe beginnend aus Richtung der Kupplung in der Reihenfolge Rückwärtsgang und zweiter Gang, vierten Gang und sechster Gang, dritter Gang und fünfter Gang sowie erster Gang angeordnet sind, wobei bis auf den ersten Gang jeweils zwei Losräder unterschiedlicher Gänge von jeweils einem Festrad angetrieben werden.
Soll hingegen ein siebengängiges Fahrzeuggetriebe nach dem genannten Getriebekonzept realisiert werden, so ist vorzugsweise vorzusehen, dass die Gangzahnräder im Getriebe beginnend aus Richtung der Kupplung in der Reihenfolge Rückwärtsgang und zweiter Gang, vierten Gang und sechster Gang, fünfter Gang und siebter Gang, erster Gang und dritter Gang angeordnet sind, wobei ebenfalls bis auf den ersten und den dritten Gang jeweils zwei Losräder unterschiedlicher Gänge von jeweils einem Festrad angetrieben werden.
Wenngleich der Achsabstand der beiden Vorgelegewellen zu der Getriebeeingangswelle bei dem Sechsganggetriebe ein anderer sein kann als der bei einem Siebenganggetriebe, wird dennoch zur Reduzierung der Teilevielfalt und damit der zur Verringerung der Herstellkosten vorgeschlagen, bei beiden Getrieben die gleichen Achsabstände zu wählen. Unabhängig von der bevorzugten Nutzung gleicher Achsabstände bei einem Sechsgang- und einem Siebenganggetriebe der hier vorgestellten Art ist es jedoch vorteilhaft, die Vorgelegewellen unter einem Winkel zu den beiden Getriebeeingangswellen anzuordnen. Auf diese Weise lassen sich besonders günstige Übersetzungsverhältnisse zwischen den Abtriebszahnrädern auf den beiden Vorgelegewellen und der Verzahnung an dem Differentialgetriebe einstellen.
Die vorgeschlagene Getriebestruktur ist mit dem Vorteil verbunden, dass sich das sechsgängige Fahrzeuggetriebe von dem ansonsten weitgehend gleich aufgebauten siebengän gigen Fahrzeuggetriebe nur dadurch unterscheidet, dass die Gangzahnräder des dritten und des fünften Ganges unterschiedlich sind sowie ein weiteres Festrad und ein siebtes Gangzahnrad benötigt wird.
Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Getriebestruktur kann auch die Anordnung der Abtriebszahnräder auf den beiden Vorgelegewellen betreffen, wonach diese vorzugsweise an deren zu der Kupplung weisenden Ende befestigt sind.
Zur drehfesten Verbindung der Losräder mit den jeweiligen Vorgelegewellen ist es bei dem Sechsgang- und dem Siebenganggetriebe nützlich, wenn bei dem ersten Teilgetriebe der vierte Gang und der Rückwärtsgang mit einer gemeinsamen Koppelvorrichtung wechselweise mit der ersten Vorgelegewelle sowie der zweite Gang und der sechste Gang mit einer weiteren gemeinsamen Koppelvorrichtung wechselweise mit der zweiten Vorgelegewelle drehfest verbindbar sind.
Darüber hinaus wird für das sechsgängige Fahrzeuggetriebe vorgeschlagen, dass der erste Gang und der dritte Gang mit einer gemeinsamen Koppelvorrichtung wechselweise mit der ersten Vorgelegewelle sowie der fünfte Gang über eine letzte Koppelvorrichtung mit der zweiten Vorgelegewelle drehfest verbindbar ist, während bei dem siebengängigen Fahrzeuggetriebe der erste Gang und der fünfte Gang mit einer gemeinsamen Koppelvorrichtung wechselweise mit der ersten Vorgelegewelle sowie der dritte Gang und der siebte Gang wechselweise mit einer weiteren gemeinsamen Koppelvorrichtung mit der zweiten Vorgelegewelle drehfest verbindbar ist.
Die Koppeleinrichtungen sind zur Reduzierung der Bauteilvielfalt sowohl bei dem sechsgängigen- als auch bei dem siebengängigen Fahrzeuggetriebe gleich aufgebaut, wobei diese als formschlüssige Klauenkupplungen oder als Schaltpakete ausgebildet sein können. Die Schaltpakete umfassen in an sich bekannter Weise jeweils eine auf der jeweiligen Vorgelegewelle axial verschiebbare, aber mit dieser drehfest verbundene Schiebemuffe sowie rechts und/oder links davon angeordnete Synchronringe.
Hinsichtlich der Anordnung der Gangräder des ersten Gangs, des zweiten Gangs und/oder des Rückwärtsgangs wird der Bereich der Stirnseiten des Getriebegehäuses bevorzugt, wenngleich auch eine Anordnung dieser Zahnräder unter Umstellung der Gangfolgen im Bereich der Getriebemitte möglich ist, ohne den Kerngedanken der Erfindung zu verlassen.
Hinsichtlich der Kupplung wird es als vorteilhaft angesehen, wenn diese als lastschaltende Kupplung, vorzugsweise als Lamellenkupplung oder trockene Einscheibenkupplung ausgebildet ist.
Darüber hinaus kann der Kupplung ein gesondertes Anfahrelement, vorzugsweise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler zugeordnet sein, der antriebstechnisch zwischen der Antriebswelle des Antriebsmotors und der Eingangsseite der Kupplung in den Antriebsstrang eingekoppelt ist.
Sofern eine Reduzierung von Schwingungen im Antriebsstrang notwendig ist, kann zwischen der Kupplung und der Antriebswelle des Antriebsmotors ein Torsionsschwingungsdämpfer angeordnet sein.
Für den Fall, dass die Koppelvorrichtungen an den Losrädern als einfache Klauenkupplungen ausgebildet sind, kann in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung an den beiden Vorgelegenwellen und/oder an der Getriebeeingangswelle eine verschleißlose Getriebebremse (Retarder) angeordnet sein, mit deren Hilfe beispielsweise bei einem Hochschaltvorgang die Getriebewellen abbremsbar sind.
Die Flexibilität des Getriebekonzeptes erlaubt es zudem, dass an den beiden Vorgelegenwellen und/oder an der Getriebeeingangswelle zum Antrieb von Nebenaggregaten wenigstens ein weiteres Zahnrad angeordnet ist. Ein solches Zahnrad kann aber auch zum Antrieb eines elektrischen Generators dienen, mit dem beispielsweise bei antriebslosen Vortriebsphasen ein elektrischer Energiespeicher aufladbar ist. Ein solcher elektrischer Generator kann aber auch von einer Antriebsverzahnung an der Eingangsseite der Kupplung, also beispielsweise an dem Kupplungsgehäuse, angetrieben werden.
Die erfindungsgemäß ausgebildeten sechs- und siebengängigen Fahrzeuggetriebe können sowohl mit einem Achsverteiler-Differentialgetriebe beispielsweise für ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb, aber auch mit einem Längsverteiler-Differentialgetriebe kombiniert werden, so dass diese Getriebe auch für Allrad-Fahrzeuge nutzbar sind.
Außerdem kann die Stellvorrichtung zur Betätigung der Koppelvorrichtungen so ausgebildet sein, dass diese manuell oder hilfskraftunterstützt betätigbar sind, wobei die hilfskraftunterstützt arbeitenden Stellvorrichtungen Kolben-Zylinder-Anordnungen aufweisen, die mit einem hydraulischen oder pneumatischen Druckmittel betreibbar sind.
Um ein solches Sechs- oder Siebenganggetriebe auch mit einer normalen H- oder Mehrfach-H-Schaltkulisse schalten zu können, ist zudem vorgesehen, dass eine Schalthebelbewegung in einer Schaltgasse der H- oder Mehrfach-H-Schaltkulisse von einer Gangposition zur nächsten Gangposition G1-G2; G3-G4; G5-G6; G7-RG mittels einer mechanischen Konvertierungsvorrichtung in Betätigungsbewegungen für zwei unterschiedliche Schaltpakete in dem Getriebe umwandelt wird.
Zum besseren Verständnis der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt.
In dieser zeigt:
1 eine schematische Darstellung eines Sechsgangfahrzeuggetriebes,
2 eine schematische Darstellung eines Sieben gangfahrzeuggetriebes und
3 eine perspektivische Darstellung einer mechanischen Konvertierungsvorrichtung für eine HH-Schaltvorrichtung nach dem Stand der Technik.
Wie 1 entnehmbar ist, umfasst ein nach dem Kerngedanken der Erfindung ausgebildetes sechsgängiges Fahrzeuggetriebe 1 zunächst eine Anfahr- und/oder Schaltkupplung K1, deren Eingangsseite mit der Antriebswelle 2 eines Antriebsmotors drehfest verbunden ist.
Die Ausgangsseite 3 der Kupplung K1 steht mit einer Getriebeeingangswelle 4 in Verbindung, zu der zwei Vorgelegewellen 5, 6 achsparallel angeordnet sind. Auf diesen bei den Vorgelegewellen 5, 6 sind Zahnräder (Losräder) der sechs Vorwärtsgang- sowie einer Rückwärtsgangübersetzungsstufen drehbar gelagert, die von auf der Getriebeeingangswelle 4 befestigten Zahnrädern (Festrädern) 11, 12, 13, 14 antreibbar sind.
Darüber hinaus sind auf den beiden Vorgelegewellen 5, 6 an ihren zur Kupplung K1 weisenden Enden Abtriebszahnräder 18, 19 befestigt, die mit einer Verzahnung 20 eines Achsdifferentialgetriebes 21 im Zahneingriff stehen, so dass letzteres von den beiden Vorgelegewellen 5, 6 antreibbar ist.
Um nun einen gegenüber bekannten Fahrzeuggetrieben kompakteren Aufbau des in 1 dargestellten Getriebes zu erhalten, ist vorgesehen, dass von den auf der Getriebeeingangswelle 4 befindlichen Festrädern 11, 12, 13, 14 drei Festräder 12, 13, 14 angeordnet sind, die jeweils zwei Losräder 8, 15; 9, 16; 10, 17 antreiben, welche auf den beiden Vorgelegewellen 5, 6 gelagert sind.
In dem in 1 dargestellten Beispiel treibt das der Kupplung K1 am nächsten liegende Festrad 14 das auf der ersten Vorgelegewelle 5 gelagerte Losrad 10 für den Rückwärtsgang RG und gleichzeitig das auf der zweiten Vorgelegewelle 6 gelagerte Losrad 17 für den zweiten Gang G2 an. Außerdem ist auf dieser Getriebeeingangswelle 4 ein zweites Festrad 13 befestigt, das mit einem Losrad 9 für den vierten Getriebegang G4 sowie mit einem Losrad 16 für den sechsten Getriebegang G6 in Zahneingriff steht. Das dritte ebenfalls zwei Losräder antreibende Festrad 12 dient zum Antrieb eines Losrades 8 für den dritten Gang G3 auf der ersten Vorgelegewelle 5 und eines Losrades 15 für den fünf ten Gang G5 auf der zweiten Vorgelegewelle 6. Darüber hinaus ist an dieser zweiten Getriebeeinganswelle 4 ein viertes Festrad 11 befestigt, das mit einem Losrad 7 für den ersten Gang G1 in Zahneingriff steht.
In dieser Darstellung ist zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt, dass das Rückwärtsganglosrad 10 mit einem Rückwärtsgangfestrad in Zahneingriff steht, welches auf einer gesonderten Rückwärtsgangwelle befestigt ist. Ein weiteres Rückwärtsgangfestrad auf dieser Rückwärtsgangwelle kämmt mit der Eingriffsverzahnung 20 an dem Differentialgetriebe 21.
1 zeigt jedoch, dass zwischen dem Losrad 7 für den ersten Gang G1 und dem Losrad 8 für den dritten Gang G3 sowie zwischen dem Losrad 13 für den vierten Gang G4 und dem Losrad 10 für den Rückwärtsgang RG auf der Vorgelegewelle 5 jeweils eine Koppelvorrichtung 22, 23 angeordnet ist. Eine weitere doppelt nutzbare Koppelvorrichtung 25 ist auf der zweiten Vorgelegewelle 6 zwischen dem Losrad 16 für den sechsten Gang G6 und dem Losrad 17 für den zweiten Gang G2 positioniert, während eine einfach wirkende Koppelvorrichtung 24 dem Losrad 15 für den fünften Gang G5 zugeordnet ist.
Diese Koppelvorrichtungen 22, 23, 24, 25 können in an sich bekannter Konstruktion als Klauenkupplungen oder als Schiebemuffen und Synchronringe umfassende Schaltpakete ausgebildet sein. In jedem Fall handelt es sich aber um drehfest und axial verschieblich auf den jeweiligen Vorgelegewellen angeordnete Koppelmittel, mit denen die Losräder zur Zuschaltung einer Getriebeübersetzung drehfest mit den ihnen zugeordneten Vorgelegewellen verbindbar sind. Die Axialverschiebung dieser Koppelmittel erfolgt mit Hilfe einer in 3 dargestellten und bereits beschriebenen mechanischen Konvertierungsvorrichtung, die von Hand geschaltet und/oder mit hilfskraftunterstützten Stellmitteln betätigbar sind.
Der dargestellte und geschilderte Aufbau des sechsgängigen Fahrzeuggetriebes verdeutlicht, dass durch die antriebstechnische Doppelnutzung der drei Festräder 12, 13, 14 auf der Getriebeeingangswelle 4 in erheblichen Umfang Getriebebaulänge eingespart werden kann.
Darüber hinaus lässt sich das durch das Getriebekonzept neben einem Sechsganggetriebe 1 auch ein siebengängiges Fahrzeuggetriebe 30 aufbauen, ohne dass an der Mehrzahl der in diesem Bereich versammelten Bauteile konstruktiv etwas geändert werden müsste. Wie 2 verdeutlicht, besteht das dort gezeigte Siebengang-Fahrzeuggetriebe 30 tatsächlich weitgehend aus den Bauteilen des in 1 gezeigten sechsgängigen Fahrzeuggetriebes 1, so dass sich aufgrund der großen Anzahl von Gleichteilen und der damit höheren Stückzahlen schöne Kosteneinsparungen bei der Produktion dieser beiden Getriebetypen erzielen lassen.
Da die in der Nähe der Kupplung K1 angeordneten Fest- und Losräder des Rückwärtsgangs sowie des zweiten, vierten und sechsten Ganges identisch zu denen des sechsgängigen Getriebes gemäß 1 sowie mit den gleich Bezugszeichen versehen sind, soll hier auf die Wiederholung der Beschreibung für diesen Getriebeteil verzichtet werden.
Das von der Getriebeeingangswelle 4 antreibbare zweiten Restgetriebe verfügt zunächst über ein auf dieser Ge triebeeingangswelle 4 befestigtes Festrad 37, das mit einem auf der ersten Vorgelegewelle 5 angeordneten Losrad 35 des fünften Ganges G5 und mit einem auf der zweiten Vorgelegewelle 6 angeordneten Losrad 36 des siebten Ganges G7 kämmt. Darüber hinaus sitzt auf dieser Getriebeeingangswelle 4 ein weiteres Festrad 11, das mit einem Losrad 7 des ersten Ganges G1 auf der ersten Vorgelegewelle 4 im Zahneingriff steht, sowie ein letztes Festrad 33, das ein Losrad 34 des dritten Ganges G3 auf der zweiten Vorgelegewelle 6 antreibt.
Die zwischen den Losrädern 7, 35 für den ersten Gang G1 und den fünften Gang G5 sowie zwischen den Losräder 34, 36 für den dritten Gang G3 und den siebten Gang G7 angeordneten Koppelvorrichtungen 31, 32 sind hier ebenfalls doppeltwirkend ausgebildet. Auch dieses Siebengangfahrzeuggetriebe weist eine extrem kurze Baulänge auf, da drei der fünf Festräder sowie alle vier Koppelvorrichtungen doppelt genutzt werden. Damit lässt sich auch dieses siebengängige Fahrzeuggetriebe bequem in Front-Querbauweise in ein Kraftfahrzeug einbauen.
Mit derartigen Fahrzeuggetrieben erhält man für Kraftfahrzeuge sehr gut geeignete Übersetzungsreihen, die trotz der Mehrfachverwendung der Übersetzungsstufen bei einem Sechsgang- und einem Siebenganggetriebe nahezu progressiv gestuft sind. Die Übersetzungsreihen werden sogar noch idealer, wenn der Achsabstand zwischen der Getriebeeingangswelle 4 und den beiden Vorgelegewellen 5, 6 variiert wird. So ergeben sich die auf der letzten Beschreibungsseite dargestellten Übersetzungsreihen.
Wie deutlich wurde, hat das erfindungswesentliche Getriebekonzept eine Reihe von Vorteilen, zu denen die gegenüber den bekannten Getriebekonzepten sehr geringe Baulänge gehört. Darüber hinaus sind die Getriebe durch die Reduzierung der Bauteile deutlich leichter als bei einer anderen Bauweise. Außerdem sind insbesondere für Kraftfahrzeuge gut geeignete Übersetzungsstufen realisierbar und schließlich ist eine Schaltbarkeit mit einer H- bzw. Mehrfach-H-Schaltkulisse durch die mechanische Konvertierungsvorrichtung gewährleistet.

1: Fahrzeuggetriebe
2: Antriebswelle
3: Ausgangsseite der Kupplung
4: Getriebeeingangswelle
5: Erste Vorgelegewelle
6: Zweite Vorgelegewelle
7: Losrad
8: Losrad
9: Losrad
10: Rückwärtsganglosrad
11: Festrad
12: Festrad
13: Festrad
14: Festrad
15: Losrad
16: Losrad
17: Losrad
18: Abtriebszahnrad
19: Abtriebszahnrad
20: Verzahnung am Differentialgetriebe
21: Differentialgetriebe
22: Schaltpaket
23: Schaltpaket
24: Schaltpaket
25: Schaltpaket
30: Fahrzeuggetriebe
31: Schaltpaket
32: Schaltpaket
33: Festrad
34: Losrad
35: Losrad
36: Losrad
37: Festrad
50: Getriebeschaltvorrichtung
51: Schaltkulisse
52: Schalthebel
53: Erste Schaltwelle
54: Zweite Schaltwelle
55: Schaltgasse
56: Zahnrad
57: Zahnrad
58: Wählgasse
59: Schaltfinger
60: Schaltfinger
61: Schaltfinger
62: Vertiefung
63: Vertiefung
64: Schaltstange
G1: Erster Gang
G2: Zweiter Gang
G3: Dritter Gang
G4: Vierter Gang
G5: Fünfter Gang
G6: Sechster Gang
G7: Siebter Gang
RG: Rückwärtsgang
K1: Kupplung

Claims

Sechs- oder siebengängiges Fahrzeuggetriebe (1, 30) mit einer Anfahr- und/oder Schaltkupplung (K1), deren Eingangsseite mit einer Antriebswelle (2) eines Antriebsmotors und deren Ausgangsseite (3) mit einer Getriebeeingangswelle (4) verbunden ist, mit zwei Vorgelegewellen (5, 6), auf denen als Losräder (7, 8, 9, 10, 15, 16, 17, 34, 35, 36) ausgebildete Gangzahnräder drehbar gelagert sind, mit auf der Getriebeeingangswelle (4) drehfest angeordneten und als Festräder (11, 12, 13, 14, 33, 37) ausgebildeten Gangzahnrädern, die mit den Losrädern (7, 8, 9, 10, 15, 16, 17, 34, 35, 36) in Zahneingriff stehen, mit Koppelvorrichtungen (22, 23, 24, 25, 31, 32), die drehfest und axial verschieblich auf den beiden Vorgelegewellen (5, 6) gelagert und dort mittels Stellvorrichtungen bewegbar sind, sowie mit jeweils einem an den beiden Vorgelegewellen (5, 6) befestigten Abtriebszahnrad (18, 19), die mit einer Verzahnung (20) an einem Differentialgetriebe (21) im Zahneingriff stehen, wobei jeweils zwei in einer Schaltgasse einer H- oder Mehrfach-H-Schaltkulisse angeordnete Gangpositionen (Gl-G2; G3-G4; G5-G6; G7-RG) zwei unterschiedlichen Koppelvorrichtungen (22, 23, 24, 25, 31, 32) in dem Getriebe zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass von den auf der Getriebeeingangswelle (4) angeordneten Festrädern (11, 12, 13, 14, 33, 37) zumindest drei Festräder (12 bzw. 37, 13, 14) mit jeweils zwei Losrädern (8, 15; 35, 36; 9, 16; 10, 17) in Zahneingriff stehen.
Sechs- oder siebengängiges Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Losräder (16 bzw. 36) des höchsten Gangs (G6 bzw. G7) und die Losräder (15 bzw. 16) des zweithöchsten Gangs (G5 bzw. G6) auf der zweiten Vorgelegewelle (6) angeordnet sind, während die Losräder (9 bzw. 35) des dritthöchsten Gangs (G4 bzw. G5) und die Losräder (8 bzw. 9) des vierthöchsten Ganges (G3 bzw. G4) auf der ersten Vorgelegewelle (5) gelagert sind.
Sechs- oder siebengängiges Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Losrad (17) für den zweiten Gang (G2) und das Losrad (10) für den Rückwärtsgang (RG) auf verschiedenen Vorgelegewellen (5, 6) angeordnet und von einem gemeinsamen Festrad (14) antreibbar ist.
Sechsgängiges Fahrzeuggetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gangzahnräder im Getriebe beginnend von der Kupplung (K1) wie folgt angeordnet sind: Rückwärtsgang (RG) und zweiter Gang (G2), vierten Gang (G4) und sechster Gang (G6), dritter Gang (G3) und fünfter Gang (G5) sowie erster Gang (G1).
Siebengängiges Fahrzeuggetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gangzahnräder im Getriebe beginnend von der Kupplung (K1) wie folgt angeordnet sind: Rückwärtsgang (RG) und zweiter Gang (G2), vierten Gang (G4) und sechster Gang (G6), fünfter Gang (G5) und siebter Gang (G7) sowie erster Gang (G1).
Sechs- oder siebengängiges Fahrzeuggetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgelegewellen (5, 6) achsparallel oder unter einem Winkel zu der Getriebeeingangswelle (4) angeordnet sind.
Sechs- oder siebengängiges Fahrzeuggetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der beiden Vorgelegewellen (5, 6) zu der Getriebeeingangswelle (4) unterschiedlich groß ist, und dass die Abtriebszahnräder (18, 19) auf den beiden Vorgelegewellen (3, 4) mit der Abtriebsverzahnung (20) an dem Differentialgetriebe (21) unterschiedlich große Übersetzungsverhältnisse bilden.
Sechs- oder siebengängiges Fahrzeuggetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebszahnräder (18, 19) an den zu der Kupplung (K1) weisenden Enden der beiden Vorgelegewellen (5, 6) angeordnet sind.
Sechs- oder siebengängiges Fahrzeuggetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gangzahnräder des dritten Gangs (G3) und des fünften Ganges (G5) bei dem sechsgängigen Fahrzeuggetriebe (1) unterschiedlich sind zu denen des ansonsten weitgehend gleich aufgebauten siebengängigen Fahrzeuggetriebes (30).
Sechs- oder siebengängiges Fahrzeuggetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vierte Gang (G4) und der Rückwärtsgang (RG) mit einer gemeinsamen Koppelvorrich tung (23) wechselweise mit der ersten Vorgelegewelle (5) sowie der zweite Gang (G2) und der sechste Gang (G6) mit einer weiteren gemeinsamen Koppelvorrichtung (25) wechselweise mit der zweiten Vorgelegewelle (6) drehfest verbindbar sind.
Sechsgängiges Fahrzeuggetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gang (G1) und der dritte Gang (G3) mit einer gemeinsamen Koppelvorrichtung (22) wechselweise mit der ersten Vorgelegewelle (5) sowie der fünfte Gang (G5) mit einer weiteren Koppelvorrichtung (24) mit der zweiten Vorgelegewelle (6) drehfest verbindbar ist.
Siebengängiges Fahrzeuggetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gang (G1) und der fünfte Gang (G5) mit einer gemeinsamen Koppelvorrichtung (31) wechselweise mit der ersten Vorgelegewelle (5) sowie der dritte Gang (G3) und der siebte Gang (G7) mit einer weiteren gemeinsamen Koppelvorrichtung (32) mit der zweiten Vorgelegewelle (6) drehfest verbindbar ist.
Sechs- oder siebengängiges Fahrzeuggetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelvorrichtungen (22, 23, 24, 25, 31, 32) als formschlüssige Klauenkupplungen oder als Schaltpakete ausgebildet sind.
Sechs- oder siebengängiges Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Schaltpakete (22, 23, 24, 25, 31, 32) eine auf der jeweiligen Vorgelegewelle (5, 6) axial verschiebbare, aber mit dieser drehfest verbundene Schiebemuffe sowie rechts und/oder links davon angeordnete Synchronringe umfasst.
Sechs- oder siebengängiges Fahrzeuggetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gangräder (7, 17, 10) des ersten Gangs (G1), des zweiten Gangs (G2) und/oder des Rückwärtsgangs (RG) im Bereich der Stirnseiten des Getriebegehäuses angeordnet sind.
Sechs- oder siebengängiges Fahrzeuggetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gangräder (7, 17, 10) des ersten Gangs (G1), des zweiten Gangs (G2) und/oder des Rückwärtsgangs (RG) im mittleren Bereich des Getriebes angeordnet sind.
Sechs- oder siebengängiges Fahrzeuggetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (K1) als lastschaltende Kupplung, vorzugsweise als Lamellenkupplung oder als trockene Einscheibenkupplung ausgebildet ist.
Sechs- oder siebengängiges Fahrzeuggetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein gesondertes Anfahrelement, vorzugsweise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler antriebstechnisch zwischen der Antriebswelle (2) des Antriebsmotors und der Eingangsseite der Kupplung (K1) angeordnet ist.
Sechs- oder siebengängiges Fahrzeuggetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kupplung (K1) und der Antriebswelle (2) des Antriebsmotors ein Torsionsschwingungsdämpfer angeordnet ist.
Sechs- oder siebengängiges Fahrzeuggetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Vorgelegenwellen (5, 6) und/oder wenigstens die Getriebeeingangswelle (4) mit einer verschleißlosen Getriebebremse (Retarder) verbunden sind.
Sechs- oder siebengängiges Fahrzeuggetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den beiden Vorgelegenwellen (5, 6) und/oder an der Getriebeeingangswelle (4) zum Antrieb von Nebenaggregaten wenigstens ein weiteres Zahnrad angeordnet ist.
Sechs- oder siebengängiges Fahrzeuggetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Vorgelegewellen (5, 6) und/oder der Getriebeeingangswelle (4) wenigstens ein elektrischer Generator antreibbar ist.
Sechs- oder siebengängiges Fahrzeuggetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Generator von der Eingangsseite der Kupplung (K1) antreibbar ist.
Sechs- oder siebengängiges Fahrzeuggetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Differentialgetriebe (21) als Achsverteiler-Differentialgetriebe oder als Längsverteiler-Differentialgetriebe ausgebildet ist.
Sechs- oder siebengängiges Fahrzeuggetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung zur Betätigung der Koppelvorrichtungen manuell oder hilfskraftunterstützt betätigbar ist.
Sechs- oder siebengängiges Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die hilfskraftunterstützt betätigbaren Stellvorrichtungen Kolben-Zylinder-Anordnungen aufweisen, die durch ein hydraulisches oder pneumatisches Druckmittel betätigbar sind.
Sechs- oder siebengängiges Fahrzeuggetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die manuell und/oder hilfskraftunterstützt betätigbare Stellvorrichtung eine mechanische Konvertierungsvorrichtung (3) umfasst, die eine Schalthebelbewegung in einer Schaltgasse einer H- oder Mehrfach-H-Schaltkulisse von einer Gangposition zur nächsten Gangposition (Gl-G2; G3-G4; G5-G6; G7-RG) in Betätigungsbewegungen für zwei Schaltpakete (22, 23, 24, 25, 31, 32) in dem Getriebe (1, 30) umwandelt.