DE1530994B2

DE1530994B2 - Stirnradschaltgetriebe mit vier Vorwärtsgängen, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1530994B2
Application number: DE1530994A
Authority: DE
Inventors: Hans 7000 Stuttgart Stuermer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1967-03-03
Filing date: 1967-03-03
Publication date: 1974-07-25
Also published as: DE1530994A1; FR1584485A; US3691861A; GB1225267A

Description

Die Erfindung betrifft ein Stirnradschaltgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Stirnradschaltgetrieben unterscheidet man hinsichtlich der Bedienung zwischen Handschalt- und Automatikgetrieben, die sehr häufig in Kraftfahrzeugen Verwendung finden'; Die bekannten Handschaltgetriebe sind heute ausnahmslos so ausgebildet, daß deren die einzelnen Übersetzungsverhältnisse bildenden Zahnradpaare stets miteinander im Eingriff stehen und zum Zwecke der Gangbildung mittels Synchronkupplungen verbunden werden. Bekannte Handschaltgetriebe dieser Art besitzen meist eine Eingangswelle, eine Hauptwelle und parallel hierzu eine Vorgelegewelle; auf diesen sitzen die Zahnräder und Schaltelemente (DT-Gbm 1 824 585).

Handschaltgetriebe haben grundsätzlich den Nachteil, daß beim Gangwechsel die Zugkraft vom Motor zur Ausgangswelle unterbrochen wird und daß sie von Hand bedient werden müssen.

Es sind Stirnradschaltgetriebe bekanntgeworden, deren einzelne Stufen durch Vorwählung so geschaltet werden können, daß auch während des Schaltvorgangs stets eine kraftschlüssige Verbindung zwisehen Motor und Ausgangswelle bestehen bleibt.

Sie unterscheiden sich dadurch baulich teilweise beträchtlich gegenüber den Handschaltgetrieben durch Vorwähl- und entsprechende Steuereinrichtungen (DT-PS 923 402).

ίο Weiterhin gibt es Automatikgetriebe, deren einzelne Übersetzungsstufen mit Hilfe von Drehmomentwandlern, Stufenschaltgetrieben (Planetgetrieben) und diese beeinflussenden Bremsbändern gebildet werden. Sie sind denkbar einfach in der Bedienung, ohne Zugkraftunterbrechung schaltbar, aber aufwendig im Aufbau.

Für alle diese Fälle ist gemeinsam, daß sich die einzelnen Getriebearten im konstruktiven Aufbau stark voneinander unterscheiden.

Bekannt geworden ist auch ein Zahnräderwechselgetriebe, das von einem dreigängigen in ein viergängiges Getriebe umstellbar ist, und zwar unter Beibehaltung der Zahnradabmessungen und Räderzahl, ohne Änderung des Getriebegehäuses. Die Getriebegattung ändert sich hierdurch jedoch nicht (DT-AS 1213 261).

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Stirnradschaltgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, das wahlweise als Handschaltgetriebe mit Zugkraftunterbrechung oder als Automatikgetriebe ohne Zugkraftunterbrechung verwendet werden kann, wobei weitgehend gleiche Bauteile verwendet werden können.

Dies wird gemäß der Erfindung nach dem Kennzeichenteil des Anspruchs 1 erreicht.

Das hat den wesentlichen Vorteil, daß Lagerhaltung, Herstellungskosten und damit die Gestehungskosten für solche Getriebe niedriger gehalten werden können als bisher.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein vereinfacht dargestelltes automatisches Vierganggetriebe,

+5 F i g. 2 ein Schaltfolgeschema für dieses Getriebe, Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein vereinfacht dargestelltes Viergang-Handschalt-Getriebe.

Im Ausführungsbeispiel der F i g. 1 ist das Gehäuse des Getriebes mit 1 bezeichnet. Im oberen Teil des Gehäuses ist in einer Gehäusebohrung 2 eine Antriebswelle 3 gelagert, die von einem Motor, beispielsweise einer Brennkraftmaschine, angetrieben , ist. Auf dieser Antriebswelle befindet sich eine Kuppljingsglocke 4, die zwei Kupplungen K1 und Kl aufnimmt. Die Kupplung Kl ist mit einer ersten Eingangswelle 5 fest verbunden, die als Hohlwelle ausgebildet ist. Sie nimmt in ihrem Inneren eine zweite Eingangswelle 6 auf, die mit der Kupplung K 2 verbunden ist.

Auf der Hohlwelle 5 sind Zahnräder 7, 8, 9 fest und hintereinanderliegend angeordnet. Auf der Eingangswelle 6 ist auf ihrem den Kupplungen abgewandten und auf dem aus der Hohlwelle ragenden Teil ein Zahnrad 10 verdrehbar aber nicht verschiebbar angeordnet.

Achsgleich zur Eingangswelle 6 ist im Gehäuse 1 eine Antriebswelle 11 gelagert. Auf ihrem der Eingangswelle 6 zugewandten Ende sitzt fest ein Zahn-

3 4

rad 12. An den einander zugewandten Seitenflächen nen Kupplungen. Die in den jeweiligen Gängen ein-

der Zahnräder 10,12 befinden sich als Schaltelemente geschalteten Kupplungen sind durch Punkte in den

Synchronschaltkupplungen, die über eine Synchron- Feldern gekennzeichnet.

schiebehülse 13 betätigt werden, die am Ende der Das Getriebe der Fig. 3 unterscheidet sich von

Eingangs welle 6 gelagert ist. Die Schaltkupplung am 5 dem der F i g. 1 durch folgendes:

Zahnrad 10 ist mit 5 2, diejenige am Zahnrad 12 mit Es ist nur eine Kupplung notwendig, die mit K be-

S 4 bezeichnet. zeichnet ist. Anstatt der Eingangswelle 6 und der sie

Parallel zu den Eingangswellen 5, 6 und im Ab- aufnehmenden Hohlwelle 5 ist nur eine einzige Einstand zu diesen verläuft eine Vorgelegewelle 14, auf gangswelle notwendig, die mit 22 bezeichnet ist. Die der zwei Zahnräder 15, 16 verdrehbar, aber unver- io Schaltkupplungen 51 bis 54 und die Schiebehülsen schiebbar und zwei Zahnräder 17, 18 fest angeord- 13 und 19 sind identisch. Sämtliche Zahnräder haben net sind. An den einander zugewandten Seitenflächen gleiche Außendurchmesser und Verzahnungen. Leder Zahnräder 15, 16 befinden sich als Schaltele- diglich die Zahnräder des zweiten und dritten Ganmente ebenfalls Synchronschaltkupplungen, die über ges des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 sind vereine Synchronschiebehülse 19 betätigt werden. Die 15 tauscht. Sie sind beim Ausführungsbeispiel der Schaltkupplung am Zahnrad 15 ist mit 51, diejenige Fig. 3 mit 23, 24 (Ausführungsbeispiel 1 mit 9, 10) am Zahnrad 16 mit 53 bezeichnet. und mit 25, 26 bezeichnet. Die Vorgelegewelle und

Es kämmen folgende Zahnräder miteinander: 7 die Abtriebswelle sowie das Gehäuse des Getriebes

mit 15; 9 mit 16; 10 mit 17; 12 mit 18. sind gleich wie beim vorigen Ausführungsbeispiel.

Die Synchronschiebehülse 19 hat an ihrem Außen- 20 Die Schaltfolge dieses Getriebes entspricht dem

umfang einen Zahnkranz 20, der über ein verschieb- der bekannten Handschaltgetriebe. Die Zugkraft

bares Zwischenzahnrad 21 mit dem Zahnkranz 8 auf wird beim jeweiligen Gangwechsel unterbrochen,

der Hohlwelle 5 kämmt, wenn das Zwischenzahnrad Der Kraftfluß ist im:

die dargestellte Lage einnimmt (Rückwärtsgang). _ersten Gang — Kupplung K, Zahnradpaar 7,15,

Die kraftschlüssigen Kupplungen Kl und K2 wer- 25 Vorgelegewelle 14, Zahnradpaar 18, 12, Ab-

den bei jedem Gangwechsel wechselweise geöffnet triebswelle·

und geschlossen, und zwar derart daß sich das _zweiten ^ _ _Kupplung _K _Zahnradpaar 23,

Schheßen der einen und das öffnen der anderen zeit- ₂₄ Vorgelegewelle 14, Zahnradpaar 18, 12,

hch überschneiden, so daß die kraftschlussige Ver- Abtriebswelle·

bindung des Motors mit der Abtriebswelle zu keinem 30 ,. _ '__, ,,,-,, , -„

Zeitpunkt unterbrochen ist. ^ fritten Gang — Kupplung K Zahnradpaar 25,

Wie aus dem Schaltfolgeschema der F i g. 2 ersieht- " f > Vorge egewelle 14, Zahnradpaar 18, 12,

lieh ist, werden im ersten Gang die Kupplung Kl Abtriebswelle,

und die Schaltkupplung 51 betätigt. Die Kupplung vierten Gang (direkter Gang) — Kupplung K,

Kl ist ausgerückt. Das Motordrehmoment wird über 35 Eingangswelle, Abtriebswelle,

die Kupplungsglocke 4, die entsprechenden Kupp- Aus diesen Getriebeanordnungen ist zu erkennen,

lungsgdruckplatten und die Kupplungsscheibe der daß der Aufwand für das automatische Getriebe

Kupplung Kl zur Hohlwelle 5 geleitet. Die Schiebe- ohne Zugkraftunterbrechung nur geringfügig größer

hülse 19 ist in die Schaltkupplung 51 eingerückt, so ist als der für das Handschaltgetriebe. Die weit-

daß der Kraftfluß über das Zahnradpaar 7, 8, die 40 gehende Übereinstimmung der Einzelteile für beide

Vorgelegewelle 14 und das Zahnradpaar 18, 12 der Getriebe ist für die Serienfertigung von großem Vor-

Abtriebswelle zugeführt wird. teil. Das bedeutet, daß das automatische Getriebe

Im zweiten Gang ist die Kupplung K 2 eingerückt nur unwesentlich teurer wird als ein herkömmliches

und die Schiebehülse 13 mit der Schaltkupplung 52 Handschaltgetriebe, da die Teile mit den hohen

gekuppelt. Die Zugkraft fließt über die Kupplung K 2 45 Stückzahlen des Handschaltgetriebes gefertigt werden

und die Eingangswelle 6, das Zahnradpaar 10, 17, und doppelte Lagerhaltung vermieden wird,

die Vorgelegewelle 14 und das Zahnradpaar 18, 12 Weiterhin ist zu erkennen, daß beim Getriebe nach

zur Abtriebswelle. Die Kupplungen ist ausgerückt, Fig. 3 für den ersten und zweiten Gang dieSchiebe-

ebenso die Schiebehülse 19 nach dem Auskuppeln hülse 19, für den dritten und vierten Gang die

der Kupplung Kl. 50 Schiebehülse 13 betätigt wird, d.h., es liegt eine

Im dritten Gang ist wiederum die Kupplung Kl regelmäßige Schaltfolge vor.

eingerückt, die Kupplung K 2 ausgerückt. Die Verzichtet man auf die regelmäßige Schaltfolge, so

Schiebehülse 19 ist mit der Schaltkupplung 53 ver- kann man sogar ohne Vertauschen des zweiten und

bunden. Somit überträgt das Zahnradpaar 9, 16 das dritten Radpaares vom Handschaltgetriebe zum

Drehmoment. 55 automatischen Getriebe gelangen. Bei diesem muß

Der vierte Gang ist — wie es beim Kraftfahrzeug mit der Schiebehülse 19 der erste und dritte Gang,

gefordert wird — als direkter Gang ausgebildet. Ein- mit der Schiebehülse 13 der zweite und vierte Gang

geschaltet sind die Kupplung Kl und die Schiebe- geschaltet werden, damit nicht zweimal hintereinan-

hülse 12 mit der Schaltkupplung 54. der dieselben Eingangswellen kraftführend sind.

Im Rückwärtsgang ist die Kupplung Kl eingerückt 60 Auf die beschriebene Art können selbstverständ-

und das verschiebbare Zwischenrad 21 so geschaltet, lieh auch Getriebe mit mehr oder weniger als vier

daß die Zugkraft über die Hohlwelle 5 und die Zahn- Gängen gebaut werden. Wesentlich ist lediglich die

räder 8, 21, 20 auf die Vorgelegewelle 14 übertragen Erkenntnis, Getriebe bzw. Einzelteile so festzulegen,

wird. daß diese mit einem Minimum an Aufwand herstell-

Im Schaltfolgeschema der F i g. 2 sind in der lin- 65 bar und für beide Getriebearten verwendbar sind, so ken senkrechten Spalte die einzelnen Gänge einge- daß stets große Stückzahlen auftreten, die den Auftragen, in der waagerechten oberen Spalte die einzel- wand für eine rationelle Fertigung rechtfertigen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stirnradschaltgetriebe mit vier Vorwärtsgängen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit vier dauernd im Eingriff befindlichen Zahnradpaaren, die auf mindestens einer Eingangswelle, einer dazu konzentrischen Ausgangswelle und einer parallel hierzu verlaufenden Vorgelegewelle angeordnet sind, mit mindestens einer kraftschlüssigen Kupplung zwischen Antriebsmotor und Eingangswelle, und mit zwei, auf den Getriebewellen drehfest und axial verschieblich angeordneten Schaltkupplungen, vom denen die erste zwischen den ersten beiden lose auf;der Vorgelegewelle sitzenden Zahnrädern und die zweite zwischen dem letzten lose auf der· Eingangswelle und dem drehfest auf der Abtriebswelle sitzenden Zahnrad angeordnet ist, wobei'die ersten beiden Zahnräder der Eingangswelle und die letzten beiden Zahnräder der Vorgelegewelle jeweils drehfest auf ihren Wellen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe bei einer Verwendung als Handschaltgetriebe mit Zugkraftunterbrechung nur eine Eingangswelle (22) mit einer kraftschlüssigen Kupplung (K) aufweist, und daß das Getriebe bei seiner Verwendung als automatisches Getriebe ohne Zugkraftunterbrechung eine zweite, die erste umschließende, als Hohlwelle ausgebildete und mit einer zweiten kraftschlüssigen Kupplung (K₁) verbundene Eirigangswelle (5) aufweist, auf der nur das frei-drehbare, dem Abtriebswellenzahnrad (12) benachbarte Zahnrad (ΙΟ}'gelagert ist, wobei die beiden mittleren Zahnradpaare (23, 24; 25, 26) des Handschaltgetriebes gegeneinander ausgetauscht sind.

2. Stirnradschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Eingangswelle (5; 22) ein zusätzliches Zahnrad (8) fest angeordnet ist, das über ein verschiebbares Zwischenzahnrad (21) mit einem auf: der Vorgelegewelle (14) angeordneten, weiteren Zahnrad (20) in Eingriff steht, das Teil der ersten formschlüssigen Schaltkupplung ist.