DE19653224A1

DE19653224A1 - Step=up transmission for vehicle with internal combustion engine

Info

Publication number: DE19653224A1
Application number: DE1996153224
Authority: DE
Inventors: Rainer Pfalz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 1998-06-25

Abstract

The step-up transmission has a spur gear (1), a planetary gear (2) and two chain wheel gears (3,10). An input shaft (35) is connected to one of the chain wheels, and an output shaft (37) is connected to the spur gear. Each chain wheel gear has a chain pinion (11,12) and a chain wheel (13,14). The chain wheel gears are each provided with a chain adjustor (24) and at least one of the adjustors is operated from outside the casing (21) of the gearbox.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Übersetzungsgetrie be, insbesondere für mit Verbrennungsmotoren versehene Fahrzeuge.The present invention relates to a translation gear be, especially for those provided with internal combustion engines Vehicles.

Übersetzungsgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, die dafür sorgen, daß die Antriebsleistung zwischen Motor und Antriebsrädern entsprechend dem schwankenden Leistungsbe darf geändert werden, sind vielfältig bekannt. So gibt es die sogenannten Stirnradgetriebe, welche parallel laufende Wellen aufweisen, die entweder als geradverzahnte, schräg verzahnte oder pfeilverzahnte Stirnradgetriebe ausgestaltet sind. Auch Planetengetriebe werden oftmals in Fahrzeugen verwendet, wobei diese eine Welle mit einem Sonnenrad, ei nem Hohlrad, Planetenräder, die in das Sonnenrad und in das Hohlrad eingreifen sowie einen Planetenradträger in Form eines Steges aufweisen, in dem die Planetenräder gelagert sind. Auch Kettenradgetriebe werden in Fahrzeugen einge setzt in Form eines Umschlingungsgetriebes, welches Zahnrä der mittels einer Kette verbindet, die wegen einer zu gro ßen Achsentfernung nicht miteinander kämmen; bei Kettenrad getrieben allein ist jedoch ein Drehzahlwechsel nicht mög lich.Transmission gears, especially for motor vehicles, the ensure that the drive power between the engine and Driving wheels according to the fluctuating performance may be changed, are widely known. So there is the so-called spur gears, which run in parallel Shafts that are either straight-toothed, helical toothed or arrow-toothed spur gear are. Planetary gears are also often used in vehicles used, this a shaft with a sun gear, egg nem ring gear, planet gears that in the sun gear and in the Intervene ring gear and a planet carrier in shape have a web in which the planet gears are mounted are. Sprocket gears are also used in vehicles sets in the form of a belt transmission, which Zahnrä who connects by means of a chain that is too big because of a Do not comb the long axis distance; with sprocket driven, however, a speed change is not possible Lich.

Wichtig beim Einsatz von Übersetzungsgetrieben in Fahrzeu gen, die mit Verbrennungsmotoren versehen sind, ist die möglichst optimale Dämpfung der vom Verbrennungsmotor stam menden und über das Übersetzungsgetriebe in das Fahrzeug eingeleiteten Schwingungen. Important when using translation gears in vehicles conditions that are equipped with internal combustion engines is optimal damping of the stam from the internal combustion engine and into the vehicle via the transmission gear initiated vibrations.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Überset zungsgetriebe mit besonders hoher Schwingungsdämpfung für den Einsatz in Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren zu schaf fen, wobei sich das Übersetzungsgetriebe besonders gut für große Baureihen und hohe Übersetzungen eignet, nur einen kleinen Bauraum benötigt, einen hohen Wirkungsgrad aufweist und unter Last schaltbar ist.The object of the present invention is to translate gung gear with particularly high vibration damping for to be used in vehicles with internal combustion engines fen, the transmission gear being particularly good for large series and high gear ratios, only one small space required, has a high efficiency and is switchable under load.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Kombination der folgenden Baugruppen: ein Stirnradgetriebe, ein Planeten rad-getriebe, zwei Kettenradgetriebe, eine einem der Ket tenrad-getriebe verbundene Eingangswelle und mit eine mit dem Stirnradgetriebe verbundene Ausgangswelle, wobei alle diese Bauteile in einem Gehäuse zusammengefaßt sind.This problem is solved by combining the following assemblies: a spur gear, a planet wheel gears, two sprocket gears, one of the ket Tenrad gearbox connected input shaft and with a the output gear connected to the spur gear, all these components are combined in a housing.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Überset zungsgetriebes sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous refinements of the translator according to the invention tion gear are described in the subclaims.

Das erfindungsgemäße, völlig neuartige Übersetzungsgetriebe weist ein breites Einsatzspektrum auf. Es eignet sich so wohl für Kraftfahrzeuge als auch für Baumaschinen und für alle die Anwendungszwecke, in denen Getriebe mit großen Übersetzungen erwünscht sind oder dort, wo Wirkungsgrade und die Abtriebslage eine besondere Rolle spielen. Das er findungsgemäße Übersetzungsgetriebe ermöglicht es, alle er forderlichen Übersetzungen zu verwirklichen, d. h. es bie tet eine breite Spreizung der Übersetzungen und zugleich einen hohen Wirkungsgrad. Dabei werden die vom Verbren nungsmotor ausgehenden der Eingangswelle übertragenen me chanischen Schwingungen fast vollständig eliminiert. Zu gleich ist die Getriebegröße nicht von den erwünschten Übersetzungsverhältnissen abhängig, sondern ausschließlich von den zu übertragenden Drehmomenten. The completely new transmission gear according to the invention has a wide range of uses. It works that way probably for motor vehicles as well as for construction machinery and for all the applications in which gearboxes with large Translations are desired or wherever efficiency and the output situation play a special role. That he inventive transmission gear allows it all to implement required translations, d. H. it bie a broad spread of translations and at the same time high efficiency. Thereby the burning motor outgoing from the input shaft mechanical vibrations almost completely eliminated. To the gear size is not the same as the desired one Ratios dependent, but exclusively of the torques to be transmitted.

Erfindungsgemäß werden also drei an und für sich bekannte Getriebetypen in einem Gehäuse miteinander vereinigt, näm lich ein Stirnradgetriebe, ein Planetenradgetriebe sowie zwei Kettenradgetriebe, wobei es sogar möglich ist, das ei ne Kettenradgetriebe durch ein weiteres Stirnradgetriebe zu ersetzen. Dabei erfolgt auf der Antriebswelle eine Lei stungsteilung, die am Steg der Ausgangswelle wieder zusam mengeführt wird. Der Drehrichtungswechsel wird dadurch er möglicht, daß die Kettenradübersetzung einen Wert von <1 bzw. <1 annimmt. Überlagerungen der Drehrichtungen erfolgen im Planetenradgetriebe.According to the invention, three are known per se Gearbox types combined in one housing, näm Lich a spur gear, a planetary gear as well two sprocket gears, it is even possible that the egg ne sprocket gear through another spur gear replace. There is a lei on the drive shaft division of power, which together again at the web of the output shaft is led. This changes the direction of rotation possible that the sprocket ratio has a value of <1 or <1 assumes. The directions of rotation are superimposed in the planetary gear.

Die hohe Schwingungsdämpfung des erfindungsgemäßen Überset zungsgetriebes erfolgt in erster Linie durch den Drehrich tungswechsel im Planetenradgetriebe, wodurch bis dorthin gelangende Schwingungen vollständig eliminiert werden kön nen. Zugleich werden große Übersetzungen ohne Wirkungs gradverluste ermöglicht, wobei die Höhe der Übersetzung keine Auswirkung auf die Anzahl der Bauteile bzw. Baugrup pen hat. Wird schließlich eines der Kettenradgetriebe durch einen Stellantrieb ersetzt, so erhält man ein stufenloses Getriebe.The high vibration damping of the transmitter according to the invention The main transmission is made by the rotary dial change of direction in the planetary gear, which means that there vibrations occurring can be completely eliminated nen. At the same time, large translations become ineffective Losses of degrees allows, the amount of translation no effect on the number of components or assemblies pen has. Eventually one of the sprocket gears will go through replaced an actuator, so you get a stepless Transmission.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellt ist; es zeigenIn the following the invention with reference to the drawing explained in the an advantageous embodiment is shown; show it

Fig. 1 eine Schemadarstellung durch ein erfindungsgemäßes Übersetzungsgetriebe; und Figure 1 is a schematic representation of a transmission gear according to the invention. and

Fig. 2 das Drehrichtungsschema dieses Getriebes. Fig. 2 shows the direction of rotation of this transmission.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Stirnradgetriebe bezeichnet, mit 2 ein Planetenradgetriebe und mit 3 und 10 zwei Kettenradge triebe. Das Stirnradgetriebe 1 weist ein Antriebsritzel 7 auf, welches in Eingriff mit der Außenverzahnung 8 des Hohlrads 4 steht. Die Teile des Planetenradgetriebes 2 sind das Hohlrad 4, ein Sonnenrad 5, Planetenräder 9 und ein mit der Ausgangswelle 37 verbundener Steg 6. Die beiden Kettenradgetriebe 3 und 10 weisen jeweils ein Kettenritzel 11 und 12 sowie ein Kettenrad 13 und 14 auf. Mit 15 und 16 sind zwei Kupplungen bezeichnet, die die Kettenradgetriebe miteinander verbinden.In Fig. 1, 1 denotes a spur gear, 2 with a planetary gear and 3 and 10 with two sprockets. The spur gear 1 has a drive pinion 7 , which is in engagement with the external toothing 8 of the ring gear 4 . The parts of the planetary gear 2 are the ring gear 4 , a sun gear 5 , planet gears 9 and a web 6 connected to the output shaft 37 . The two sprocket gears 3 and 10 each have a sprocket 11 and 12 and a sprocket 13 and 14 . 15 and 16 denote two clutches that connect the sprocket gears to one another.

Mit 17 ist eine Zahnradpumpe bezeichnet, mit 18 eine Steue rung, mit 19 ein Druckölkanal, mit 20 ein Druckölkanal, mit 21 ein Gehäusedeckel des erfindungsgemäßen Übersetzungsge triebes, mit 23 eine Zwischenplatte, mit 22 das Gehäuse, mit 24 und 25 zwei Kettenspanner für die Kettenradgetriebe 3 und 10, mit 26, 27, 28 und 29 Lager, mit 30, 31, 32, 33 und 34 Dichtringe, mit 35 die für den Antrieb erforder liche Eingangswelle, mit 36 eine Zwischenwelle und mit 38 eine Verschlußkugel.With 17 a gear pump is designated, with 18 a control, with 19 a pressure oil channel, with 20 a pressure oil channel, with 21 a housing cover of the gearbox according to the invention, with 23 an intermediate plate, with 22 the housing, with 24 and 25 two chain tensioners for the Sprocket gear 3 and 10 , with 26 , 27 , 28 and 29 bearings, with 30 , 31 , 32 , 33 and 34 sealing rings, with 35 the input shaft required for the drive, with 36 an intermediate shaft and with 38 a locking ball.

Entspricht die Übersetzung des Stirnradgetriebes 1 der Übersetzung des Planetenradgetriebes 2 und wird für die Übersetzung des Kettenradgetriebes 3 der Wert 1 für die An triebsdrehzahl gewählt, so bestimmt die Übersetzung des Kettenradgetriebes 3 die Gesamtübersetzung. Für eine belie bige Eingangsdrehzahl erhält man bei dieser Ausgestaltung am Steg 6 die Abtriebsdrehzahl 0. Hierbei werden Motor schwingungen vollständig eliminiert, d. h. zu 100% ge dämpft. Am Steg 6 liegt ein maximales statisches Drehmoment an, ohne dabei eine Umdrehung zu erzeugen. Corresponds to the translation of the spur gear 1 of the translation of the planetary gear 2 and is selected for the translation of the sprocket 3, the value 1 for the drive speed, the translation of the sprocket 3 determines the overall translation. For an arbitrary input speed, the output speed 0 is obtained in this embodiment on the web 6. Motor vibrations are completely eliminated, ie 100% damped. A maximum static torque is applied to the web 6 without generating one revolution.

Die Bedingung für einen Drehrichtungswechsel ist eine Funk tion der Übersetzung der Kettenradgetriebe 3 und 10, wobei der Definitionsbereich der Drehrichtungen wie folgt festge legt ist:
Die Kettenspanner 24 und 25 dienen nicht nur dazu, die Ket tenspannung zu sichern und diese von außen einzustellen, sondern auch Stöße, die ans Getriebe geleitet werden, zu dämpfen.The condition for changing the direction of rotation is a function of the translation of the sprocket gears 3 and 10 , the definition range of the directions of rotation being defined as follows:
The chain tensioners 24 and 25 not only serve to secure the chain tension and adjust it from the outside, but also to dampen impacts that are directed to the transmission.

Fig. 1 läßt ferner noch erkennen, daß in dem Gehäusedeckel 21 Ausnehmungen für die Zahnradpumpe 17 und die hydrauli sche Steuerung 18 vorgesehen sind. Fig. 1 also shows that in the housing cover 21 recesses for the gear pump 17 and the hydraulic control 18 are provided.

Das erfindungsgemäße Übersetzungsgetriebe, das also aus der Vereinigung von drei an und für sich bekannten Getriebety pen, nämlich dem Stirnradgetrieben, dem Planetenradgetriebe und dem Kettenradgetriebe besteht, weist einen besonders kompakten Aufbau auf, wobei es auch möglich ist, eines der beiden Kettenradgetriebe, z. B. das Kettenradgetriebe 3 durch ein weiteres Stirnradgetriebe zu ersetzen. Der schwingungsdämpfende Charakter des erfindungsgemäßen Über setzungsgetriebes ist besonders hoch, da durch den Dreh richtungswechsel Motorschwingungen am Planetenrad 9 voll ständig eliminiert werden können. Wie oben dargelegt, ist dies besonders gut bei jeder beliebigen Eingangsdrehzahl und der Stegdrehzahl 0 zu erkennen. Die Höhe der Überset zung hat dabei keine Auswirkung auf die Anzahl der Bautei le, wobei das Getriebe auf ein Kettenradgetriebe mit/ohne Kupplung reduziert werden kann, wie es z. B. für Elektroan triebe erforderlich ist. Wird dabei das Kettenradgetriebe 3 durch einen Stellantrieb ersetzt, so erhält man ein stufen loses Getriebe. Zumindest der Kettenspanner 25 des Ketten radgetriebes 3 kann von außen geprüft und gespannt werden.The transmission gear according to the invention, which thus consists of the union of three known per se transmission, namely the spur gear, the planetary gear and the sprocket gear, has a particularly compact structure, and it is also possible to use one of the two sprocket gears, e.g. B. to replace the sprocket 3 by another spur gear. The vibration-damping character of the step-up transmission according to the invention is particularly high, since motor vibrations on the planet gear 9 can be completely eliminated completely by the change of direction. As stated above, this can be seen particularly well at any input speed and the web speed 0. The amount of translation has no effect on the number of components le, the gear can be reduced to a sprocket with / without clutch, as z. B. for Elektroan drives is required. If the sprocket gear 3 is replaced by an actuator, a stepless gear is obtained. At least the chain tensioner 25 of the chain wheel transmission 3 can be checked and tensioned from the outside.

Reference list

11

Stirnradgetriebe
Helical gear

22nd

Planetenradgetriebe
Planetary gear

33rd

Kettenradgetriebe
Sprocket gear

44th

Hohlrad
Ring gear

55

Sonnenrad
Sun gear

66

Steg
web

77

Antriebsritzel
Drive pinion

88th

Außenverzahnung
External teeth

99

Planetenrad
Planet gear

1010th

Kettenradgetriebe
Sprocket gear

1111

Kettenritzel
Chain sprocket

1212th

Kettenritzel
Chain sprocket

1313

Kettenrad
Sprocket

1414

Kettenrad
Sprocket

1515

Kupplung
clutch

1616

Kupplung
clutch

1717th

Zahnradpumpe
Gear pump

1818th

Steuerung
control

1919th

Druckölkanal
Pressure oil channel

2020th

Druckölkanal
Pressure oil channel

2121

Gehäusedeckel
Housing cover

2222

Getriebegehäuseabschnitt
Gear housing section

2323

Zwischenplatte
Intermediate plate

2424th

Kettenspanner
Chain tensioner

2525th

Kettenspanner
Chain tensioner

2626

Lager
camp

2727

Lager
camp

2828

Lager
camp

2929

Lager
camp

3030th

Dichtring
Sealing ring

3131

Dichtring
Sealing ring

3232

Lager
camp

3333

Kanal
channel

3434

Dichtring
Sealing ring

3535

Eingangswelle
Input shaft

3636

Zwischenwelle
Intermediate shaft

3737

Ausgangswelle
Output shaft

3838

Verschlußkugel
Locking ball

Claims

1. Transmission gearbox for vehicles with combustion engines, characterized by the combination of the following assemblies:
a spur gear ( 1 );
a planetary gear ( 2 );
two sprocket gears ( 3 , 10 );
one with one of the sprocket gears ( 3 ) connected to an input shaft ( 35 );
an output shaft ( 37 ) connected to the spur gear ( 1 )
a housing ( 21 , 22 , 23 ).

2. Transmission gear according to claim 1, characterized in that each sprocket gear ( 3 , 10 ) has a Ket tenritzel ( 11 , 12 ) and a sprocket ( 13 , 14 ).

3. transmission gear according to claims 1 or 2, characterized in that the sprocket gears ( 3 , 10 ) are each provided with a chain tensioner ( 24 , 25 ) and that at least one of the chain tensioners ( 24 ) from outside the Ge housing ( 21st ) can be actuated.

4. Transmission gear according to one of the preceding claims, characterized in that the spur gear ( 1 ) has a drive pinion ( 7 ) which is in meshing connection with an external toothing ( 8 ) of a ring gear ( 4 ).

5. transmission gear according to one of the preceding claims, characterized in that the planetary gear ( 2 ) has a ring gear ( 4 ) which is also the ring gear ( 4 ) of the spur gear ( 1 ), a sun gear ( 5 ), a planet gear ( 9 ) and a web ( 6 ) connected to the output shaft ( 37 ).

6. Transmission gear according to one of the preceding claims, characterized in that a gear pump ( 17 ) is arranged between the input shaft ( 35 ) and the first sprocket gear ( 3 ).

7. transmission gear according to claim 6, characterized in that the gear pump ( 17 ) is integrated in the housing ( 21 ).