DE19949490B4

DE19949490B4 - 12-Gang-Getriebe

Info

Publication number: DE19949490B4
Application number: DE1999149490
Authority: DE
Inventors: Gerhard FÜHRER
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1999-10-14
Filing date: 1999-10-14
Publication date: 2010-04-29
Anticipated expiration: 2019-10-15
Also published as: DE19949490A1

Abstract

12-Gang-Getriebe in 2 × 3 × 2-Bauweise für Nutzfahrzeuge mit einem mehrgängigen Splitgetriebe (GV), einem Hauptgetriebe (HG) und einem mehrgängigen Gruppengetriebe (GP) sowie mit einer Schalteinrichtung, die Schaltschienen (11, 13, 15, 17), Schaltgabeln (12, 14, 16), ein Klauenpaket (2), Synchronpakete (3, 4) und einen Schalthebel aufweist, der in vier Schaltgassen geführt wird, gekennzeichnet durch den folgenden Aufbau:
zwischen dem Rückwärtsgangrad und dem benachbarten Zahnradpaar (21) ist ein Klauenpaket (2) angeordnet; zwischen dem Zahnradpaar (21) und dem benachbarten Zahnradpaar (22) ist ein Synchronpaket (3) angeordnet; zwischen dem Zahnradpaar (22) und der Konstanten (II) ist ein Synchronpaket (4) angeordnet;
dem Klauenpaket (2) oder der Schaltgasse für den 1. Gang und den Rückwärtsgang ist eine Schaltschiene (11) mit fest angeordneter Schaltgabel (12) zugeordnet;
dem Synchronpaket (4) oder der Schaltgasse für den 2. und den 3. Gang ist eine Schaltschiene (13) mit fest angeordneter Schaltgabel (14) zugeordnet;
dem Synchronpaket...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein 12-Gang-Getriebe in 2 × 3 × 2-Bauweise für Nutzfahrzeuge mit einem mehrgängigen Splitgetriebe, einem Hauptgetriebe und einem mehrgängigen Gruppengetriebe sowie mit einer Schalteinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Gängige 12-Gang-Getriebe weisen üblicherweise ein pneumatisch betätigtes Vorschalt- oder Splitgetriebe, ein 3-Gang-Hauptgetriebe und ein pneumatisch betätigtes Nachschalt- oder Gruppengetriebe auf. Für das Hauptgetriebe ist eine Schalteinrichtung vorgesehen, die Schaltschienen aufweist, an denen Schalthebel angeordnet sind, die auf Synchronisierungspakete zwischen den einzelnen Gangstufen des Hauptgetriebes zugreifen. Häufig ist die Schalteinrichtung analog zu Schalteinrichtungen für 16-Gang-Getriebe ausgestaltet, wodurch sich ein ungünstiges Schaltbild ergibt; die Gänge werden dabei nicht fortlaufend in einem Zug in abwechselnden Schaltrichtungen geschaltet, sondern es verbleibt im Laufe der sechs zu schaltenden Gänge eine Lücke im Schaltbild, die zwischen dem 2. und dem 5. Gang liegt. Nach dem 3. Gang wird der Schalthebel nicht in einem Zuge gerade in den 4. Gang durchgeführt, sondern muß durch die Leerlaufstellung wiederum in die gleiche Richtung wie der 3. Gang gezogen werden. Erst der 5. Gang kann dann vom 4. Gang in einem Zug geschaltet werden. Ein derartiges Schaltbild ist vom Bewegungsablauf unlogisch und erschwert die Bedienung der Schalteinrichtung bzw. ist zumindest gewöhnungsbedürftig.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, wurde bereits in der Patenanmeldung P 19753728 der Anmelderin ein 12-Gang-Getriebe für Nutzfahrzeuge vorgeschlagen, bei dem jede ansonsten von der Schaltschiene betätigte Schaltgabel, die in die Synchronisierungspakete des Getriebes eingreift, ersetzt wird durch eine Kreuzgelenkverbindung aus einer Schaltschwinge und einem Umlenkhebel, wobei die Schaltschwinge gehäusefest gelagert ist und Schaltschwinge und Umlenkhebel jeweils durch eine eigene Schaltschiene betätigt werden. Ein Eingriff in das Synchronpaket über einen Umlenkhebel erfolgt bei Betätigen des Umlenkhebels gleichsinnig, bei Betätigen der Schaltschwinge jedoch gegensinnig. Die Synchronisierungspakete des Getriebes werden dann entweder mit dem Umlenkhebel oder mit der Schwinge betätigt, so daß sich die Möglichkeit ergibt, das Getriebe in einem Zug durchzuschalten.
Bei einer bestimmten Ausführungsform dieses 12-Gang-Getriebes können über eine Schaltschiene gegebenenfalls mehr als zwei Gänge geschaltet werden, z. B. die Gänge 4, 5 und 6. Dabei greift die Schaltschiene in beide Synchronisierungspakete des Hauptgetriebes ein. Um nicht zwei Gänge gleichzeitig zu schalten, werden die Abstützpunkte der Umlenkhebel variiert. Der jeweils nicht abgestützte Hebel macht in diesem Fall eine Leerbewegung. Die Abschnittspunkte werden entweder mechanisch oder mechanisch/pneumatisch in Abhängigkeit von der Drehwellenstelle eingelegt, wobei das Anlegen der Abstützpunkte kräftefrei erfolgt. Aufgrund der gewählten Systematik des Schaltvorganges des Getriebes sind die Abstützpunkte bereits vor dem Abstützvorgang an ihre Stelle gebracht, so daß hierfür keine Kräfte benötigt werden; beim Wegnehmen der Abstützpunkte während des Schaltvorgangs bei einigen Gängen ist jedoch eine, wenn auch geringe Aufschaltkraft erforderlich.
Ein weiteres 12-Gang-Getriebe mit logischem Schaltbild ohne Schaltlücke ist in der Patentanmeldung P 19753061 der Anmelderin beschrieben. Hierbei wird nur das Splitgetriebe manuell geschaltet, während das Hauptgetriebe und das Gruppengetriebe automatisch pneumatisch geschaltet werden. Die pneumatischen Schalteinrichtungen für das Hauptgetriebe und das Gruppengetriebe werden bei manuellem Wechsel von einer Gangstufe zur nächsten Gangstufe aktiviert. Dabei kann das Splitgetriebe eine manuell zu betätigende Schalteinrichtung mit Gassen für sechs Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang aufweisen, die bei kontinuierlich an- bzw. absteigender Gangfolge abwechselnd auf die 2-Gang-Stufen des Splitgetriebes zugreift. Für das Hauptgetriebe und das Gruppengetriebe sind pneumatische Schalteinrichtungen vorgesehen, die beim Wählen der manuellen Schalteinrichtung in die Gasse des gewünschten Ganges entsprechend aktiviert werden. Das damit erzielte Schaltbild entspricht dem eines üblichen 6-Gang-Schaltgetriebes mit zusätzlich einem oder zwei Rückwärtsgängen. Zum Schalten der Vorwärtsgänge betätigt etwa der Schalthebel der Schalteinrichtung abwechselnd die zwei Gangstufen des Splitgetriebes, wobei bei jedem Wechsel einer Gangstufe ein Synchronisierungspa ket des Hauptgetriebes pneumatisch aktiviert wird. Dabei wird für jeweils zwei gegenüberliegende Gänge, z. B. den 1. und den 2. Gang, den 3. und den 4. Gang sowie den 5. und den 6. Gang, jeweils die gleiche Gangstufe des Hauptgetriebes pneumatisch aktiviert. Die weitere pneumatische Umschaltung von den jeweiligen Langsam- auf die Schnellstufen der einzelnen Gänge erfolgt dann über das Gruppengetriebe.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein 12-Gang-Getriebe mit logischem Schaltbild zu schaffen, dessen technischer Bauaufwand verringert ist.
Ausgehend von einem Getriebe der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Zur Schaffung eines kontinuierlichen logischen Schaltbildes für das 12-Gang-Getriebe in 2 × 3 × 2-Bauweise mit geringem technischem Aufwand ist also vorgesehen, daß die Bereichsgruppen-Umschaltung durch das Gruppengetriebe ohne bewußte Aktion des Fahrers erfolgt.
Vorteilhaft ist dabei, daß der Rückwärtsgang und der erste Gang einander gegenüberliegen und daß zwischen den Gassen für die Gänge 2 und 3 sowie 4 und 5 die Bereichsgruppen-Umschaltung erfolgt. Der 1. Gang und der Rückwärtsgang werden als reine Rangiergänge mit der ersten Schaltschiene klauengeschaltet betätigt. Mit dem Wechsel auf die 3.
Schaltschiene wird der wiederkehrende 1. Gang als 4. Gang im Schaltbild synchronisiert geschaltet.
Ohne Überlagerung wird ein 6-Gang-Getriebe geschaffen, daß mit seinen vier Schaltgassen eine logische Schaltfolge aufweist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigen:
1 den Radsatzaufbau des erfindungsgemäßen 12-Gang-Getriebes;
2 das Kraftflußschema für das erfindungsgemäße Getriebe;
3 das erfindungsgemäß erhaltene Schaltbild; und
4 die zu den einzelnen Gassen gehörenden Schaltschienen.
In 1 ist mit GV das Splitgetriebe mit HG das Hauptgetriebe und mit GP das Gruppengetriebe bezeichnet. Die Hintereinanderschaltung dieser drei Teilgetriebe bildet das erfindungsgemäße 12-Gang-Getriebe 1. In üblicher Weise ist dieses mit einer Eingangswelle, einer Hauptwelle, einer Ausgangswelle und einer Vielzahl von Zahnradpaaren versehen, wobei die erfindungsgemäße Radsatzaufteilung gemäß 1 wie folgt vorgenommen wird:
zwischen dem Rückwärtsgangrad R und dem Radpaar 21 ist ein Klauenpaket 2 angeordnet;
zwischen dem Radpaar 21 und dem Radpaar 22 ist ein Synchronpaket 3 angeordnet;
zwischen dem Radpaar 22 und der Konstanten II ist ein Synchronpaket 4 angeordnet;
dem Klauenpaket 2 bzw. der Schaltgasse für den Rückwärtsgang und den 1. Gang ist eine Schaltschiene 11 mit fest angeordneter Schaltgabel 12 zugeordnet (4);
dem Synchronpaket 4 bzw. der Schaltgasse für die Gänge 2/3 ist eine Schaltschiene 13 mit fest angeordneter Schaltgabel 14 zugeordnet;
dem Synchronpaket 3 bzw. der Schaltgasse 4/5 ist eine Schaltschiene 15 mit fest angeordneter Schaltgabel 16 zugeordnet;
dem Synchronpaket 4 bzw. der Schaltgasse für den 6. Gang ist eine Schaltschiene 17 ohne Schaltgabel zugeordnet; zwischen Schaltschiene 17 und Schaltschiene 13 ist ein Koppelstück 18 vorgesehen, welches die Schaltrichtung der Schiene 13 relativ zu derjenigen der Schiene 17 umkehrt und das Koppelstück 18 stützt sich am Getriebegehäuse im Gelenkpunkt 19 ab.
2 zeigt das Kraftflußschema für die beiden Rückwärtsgänge R1 und R2 und für die zwölf Vorwärtsgänge 1 bis 12.
3 zeigt das so erhaltene Schaltbild, wobei mit 6 die Schaltgasse für den Rückwärtsgang und den 1. Gang, mit 7 die Schaltgasse für den 2. und den 3. Gang, mit 8 die Bereichsgruppen-Umschaltung durch das Gruppengetriebe, mit 9 die Schaltgasse für die Gänge 4 und 5 und mit 10 die Schaltgasse für den 6. Gang bezeichnet sind.
Dieses Schaltbild weist eine logische Schaltfolge mit Planetengruppenschaltung zwischen zwei Gassen auf. Insgesamt weist das 12-Gang-Getriebe vier Synchronpakete und ein Klauenpaket auf.
Die Hauptwellenräder für den 1. und für den 2. Gang tragen vorzugsweise an- und abtriebsseitig Kupplungsverzahnungen, wobei die abtriebsseitige Kupplungsverzahnung des Hauptwellenrades für den 1. Gang mit dem Klauenpaket zusammenwirkt und die antriebsseitige Kupplungsverzahnung des Hauptwellenrades des 1. Ganges mit dem Synchronpaket 3 zusammenwirkt. Die abtriebsseitige Kupplungsverzahnung des Hauptwellenrades für den 2. Gang wirkt mit dem Synchronpaket 3 und die antriebsseitige Kupplungsverzahnung des Hauptwellenrades für den 2. Gang wirkt mit dem Synchronpaket 4 zusammen.
Das Rad der Konstanten II weist, wie es von den sogenannten ECOSPLIT- oder ECOMID-Getrieben der Anmelderin bekannt ist, ebenfalls an- und abtriebsseitige Kurzverzahnungen in Richtung der Synchronpakete auf.
4 ist zu entnehmen, daß die Schaltschiene der Gasse für den Rückwärtsgang und den 1. Gang mit dem Klauenpaket I zusammenwirkt, die Schaltschiene der Gasse für die Gänge 2 und 3 mit dem Synchronpaket III zusammenwirkt, die Schaltschiene der Gasse für die Gänge 4 und 5 mit dem Synchronpaket II zusammenwirkt und die Schaltschiene der Gasse für den 6. Gang über eine Umlenkung mit dem Synchronpaket III zusammenwirkt.
Mit dieser erfindungsgemäßen Anordnung läßt sich bei einem 2 × 3 × 2-Radsatz ein nebeneinander liegendes kontinuierliches Schaltbild mit logischer Schaltsequenz erzeugen.
Besonders vorteilhaft ist dabei, daß der Rückwärtsgang und der 1. Gang einander in derselben Gasse gegenüberliegen und daß zwischen den Gassen 2/3 und 4/5 die Bereichsgruppen-Umschaltung durch das Gruppengetriebe erfolgen kann.
Der 1. Gang und der Rückwärtsgang sind als reine Rangiergänge mit der ersten Schaltschiene klauengeschaltet betätigbar. Mit dem Wechsel auf die dritte Schaltschiene wird der wiederkehrende 1. Gang als 4. Gang im Schaltbild synchronisiert geschaltet.

1: Getriebe
2: Klauenpaket
3: Synchronpaket
4: Synchronpaket
5: Schaltbild
6: Schaltgasse
7: Schaltgasse
8: GP-Umschaltung
9: Schaltgasse
10: Schaltgasse
11: Schaltschiene
12: Schaltgabel
13: Schaltschiene
14: Schaltgabel
15: Schaltschiene
16: Schaltgabel
17: Schaltschiene
18: Koppelstück
19: Gelenkpunkt
20: Zahnradpaar
21: Zahnradpaar
22: Zahnradpaar
GV: Vorschalt- bzw. Splitgetriebe
HG: Hauptgetriebe
GP: Bereichs- bzw. Gruppengetriebe

Claims

12-Gang-Getriebe in 2 × 3 × 2-Bauweise für Nutzfahrzeuge mit einem mehrgängigen Splitgetriebe (GV), einem Hauptgetriebe (HG) und einem mehrgängigen Gruppengetriebe (GP) sowie mit einer Schalteinrichtung, die Schaltschienen (11, 13, 15, 17), Schaltgabeln (12, 14, 16), ein Klauenpaket (2), Synchronpakete (3, 4) und einen Schalthebel aufweist, der in vier Schaltgassen geführt wird, gekennzeichnet durch den folgenden Aufbau: zwischen dem Rückwärtsgangrad und dem benachbarten Zahnradpaar (21) ist ein Klauenpaket (2) angeordnet; zwischen dem Zahnradpaar (21) und dem benachbarten Zahnradpaar (22) ist ein Synchronpaket (3) angeordnet; zwischen dem Zahnradpaar (22) und der Konstanten (II) ist ein Synchronpaket (4) angeordnet; dem Klauenpaket (2) oder der Schaltgasse für den 1. Gang und den Rückwärtsgang ist eine Schaltschiene (11) mit fest angeordneter Schaltgabel (12) zugeordnet; dem Synchronpaket (4) oder der Schaltgasse für den 2. und den 3. Gang ist eine Schaltschiene (13) mit fest angeordneter Schaltgabel (14) zugeordnet; dem Synchronpaket (3) oder der Schaltgasse für den 4. und den 5. Gang ist eine Schaltschiene (15) mit fest angeordneter Schaltgabel (16) zugeordnet; dem Synchronpaket (4) oder der Schaltgasse für den 6. Gang ist eine Schaltschiene (17) ohne Schaltgabel zugeordnet; zwischen der Schaltschiene (17) und der Schaltschiene (13) ist ein die Schaltrichtung der Schaltschiene (13) relativ zu derjenigen der Schaltschiene (17) umkehrendes Koppelstück (18) angeordnet und das Koppelstück (18) stützt sich über einen Gelenkpunkt (19) am Getriebegehäuse ab.

12-Gang-Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptwellenräder des 1. und des 2. Ganges an- und abtriebsseitig Kupplungsverzahnungen aufweisen, wobei die abtriebsseitige Kupplungsverzahnung des Hauptwellenrades für den 1. Gang mit dem Klauenpaket (2) zusammenwirkt und die abtriebsseitige Kupplungsverzahnung des Hauptwellenrades für den ersten Gang mit dem Synchronpaket (3) zusammenwirkt, während die abtriebsseitige Kupplungsverzahnung des Hauptwellenrades für den 2. Gang mit dem Synchronpaket (3) und die antriebsseitige Kupplungsverzahnung des Hauptwellenrades für den 2. Gang mit dem Synchronpaket (4) zusammenwirkt.

12-Gang-Getriebe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad der Konstanten (II) an- und abtriebsseitig Kurzverzahnungen aufweist, die mit den benachbarten Synchronpaketen zusammenwirken.

12-Gang-Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereichsgruppen-Umschaltung zwischen der Gasse für den 2. und den 3. Gang und der Gasse für den 4. und den 5. Gang erfolgt.