DE2715874C3 - Zahnräder-Wechselgetriebe - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Zahnräder-Wechselgetriebe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Aus der US-PS 34 29 202 ist ein derartiges Getriebe bekannt. Die Gänge des Hauptgetriebes werden, wie es in so einem Getriebe üblich ist, dabei nacheinander zweimal entsprechend den zwei Bereichen des Gruppengetriebes durchgeschaltet. Das Gruppengetriebe verdoppelt also die Gangzahl des Hauptgetriebes.

Oft ist es erwünscht, mindestens in einem »schnellen« Bereich des Gruppengetriebes eine feinere Gangabstufung verfügbar zu haben. Da bei einer Gruppenanordnung die Stufensprünge im Hauptgetriebe gleichmäßig sein müssen, ist es üblich, ein weiteres Gruppengetriebe als sogenannte Splitgruppe dem Hauptgetriebe vorzuschalten und dessen Stufensprünge zu halbieren oder die Nachschaltgruppe um einen weiteren Planetensatz zu verlängern. Die zusätzliche Vorschaltgruppe bzw. der weitere Planetensatz in der Nachschaltgruppe vergrößern jedoch die Baulänge der gesamten Anordnung, was in vielen Fällen wegen knapper Einbauverhältnisse nicht hingenommen werden kann.

Aus der US-PS 36 73 890 ist ein Zahnräder-Wechselgetriebe bekannt mit einem mehrgängigen Hauptgetriebe und einem, mehrere Übeiäetzungsstufen aufweisenden Gruppengetriebe. Dabei ist aber dem Hauptgetriebe das Gruppengetriebe vorgeschaltet, und der Antrieb erfolgt über das äußere Zentralrad. Die Verbindung des Hauptgetriebes mit dem Gruppengetriebe erfolgt auch nicht nur über eine Welle, und die erkennbare Nebenwelle ist im Bereich des Hauptgetriebes angeordnet Mit diesem Getriebeaufbau kann zwar eine Erweiterung des Gesamt-Übersetzungsbereiches erzielt werden, weil mit dem Gruppengetriebe auch drei verschiedene Übersetzungen für jeden Gang des Hauptgetriebes möglich sind. Der axiale Bauaufwand ist aber so hoch wie bei einem Zahnräder-Wechselgetriebe mit Gruppen- und Splitgetriebe oder eben mit einem Gruppengetriebe, das zwei Planetensätze aufweist.

Darüber hinaus muß zur besseren Anpassung an den Fahrzustand immer im Hauptgetriebe geschaltet werden.

Es ist daher Aufgabe dieser Erfindung, ein Zahnräder-Wechselgetriebe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, das eine in einem »schnellen« Gruppenbereich wirksame Spliteinrichtung aufweist, ohne daß durch dieje die Baulänge des Getriebes ungünstig beeinflußt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe nach dem Inhalt des Anspruchs 1 wird das im Gruppengetriebe vorhandene Planetengetriebe durch weitere schaltbare Getriebeglieder mit Leistungsverzweigung angetrieben, so daß das Gruppengetriebe außer dem ersten Bereich — in dem das Planetengetriebe als Untersetzungsgetriebe wirkt — und dem zweiten Bereich — in welchem das Planetengetriebe als Block umläuft — eine dritte Übersetzungsstufe erhält, die bei entsprechender Auslegung zur Unterteilung der Gänge des Hauptgetriebes geeignet ist, die etwa der Quadratwurzel aus dem durchschnittlichen Stufensprung der Gänge des Hauptgetriebes (bzw. dem Reziprokwert hieraus) entspricht.

Auf diese Weise kann eine als Spliteinrichtung (Leistungsverzweigung) sonst erforderliche Vorschaltgruppe oder ein weiterer Planetensttz in der Nachschaltgruppe vermieden werden. Die zusätzlichen Getriebeglieder lassen sich im vorhandenen Planetengruppengetriebe ohne wesentliche Bauraumvergrößerung unterbringen, so daß die platzsparende Konzeption eines Schaltgetriebes mit Planetenschaltgruppe erhalten bleibt, das sich ohne großen Aufwand schalten läßt, da im Gruppengetriebe (für dessen erste Schaltkupplung) bereits eine Schalteinrichtung vorhanden ist, die entsprechend ergänzt werden kann (Schaltstellung »langsam« — »schnell« — »split«).

Bei dem Zahnräder-Wechselgetriebe nach der Erfindung erfolgt die Leistungsverzweigung im Gegensatz zum obengenannten Getriebe nach der US-PS 36 73 890 im oberen Bereich nur durch eine Umschaltung im Gruppengetriebe.

Die neue Spliteinrichtung läßt sich auch nachträglich einbauen, sofern gewisse Vorkehrungen am Gehäuse zur Aufnahme und Lagerung der weiteren schaltbaren Getriebeglieder getroffen wurden.

Mit den in Anspruch 2 angegebenen Merkmalen wird

im höchsten Gang ein Overdrive, daher ein Drehzahlschongang, erreicht (Gesamtübersetzung < 1).

Nach Anspruch 3 ist es ohne weiteres möglich, die Schaltkupplung doppelt auszuführen und damit zwei verschiedene Obersetzungsstufen zu schalten und so eine noch feinere Unterteilung der Stufensprünge des Hauptgetriebes zu erzielen bzw. im Hauptgetriebe Gangstufen einzusparen.

Die Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung erläutert Das darin dargestellte Zahnräder-Wechselgetriebe besteht aus einem Hauptgetriebe 10 mit vier Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang und einem in Planetenbauweise ausgeführten Gruppengetriebe 11.

Das Hauptgetriebe ist in bekannter Weise in Vorgelegebauart mit von ihren Wellen ausschaltbaren, ständig in Eingriff befindlichen Zahnrädern ausgeführt end enthält eine Eingangswelle 12, eine Vorgelegewelle 13 sowie eine Hauptwelle 14, über welche die Leistungsübertragung vom Hauptgetriebe auf das nachgeschaltete Gruppengetriebe 11 erfolgt.

Das Gruppengetriebe 11 enthält einen einfachen Planetensatz 15 mit drei Gliedern — Sonnenrad, Steg, Hohlrad —, dessen Sonnenrad 16 ständig mit der Hauptwelle 14 des Hauptgetriebes 10 und dessen Steg

17 ständig mit einer Ausgangswelle 20 des Zahnräderwechselgetriebes verbunden ist. Ein derartiger Planetensatz weist zwei Übersetzungsstufen auf, d. h. die Drehzahlen aller Glieder liegen erst dann fest, wenn die Drehzahlen zweier Glieder bestimmt sind. Das Hohlrad

18 dieses Planetensatzes ist über eine erste Schaltkupplung 21 wahlweise mit dem Gehäuse 22 oder einem der beiden anderen Glieder — in diesem Fall dem Steg 17 — verbindbar, was im ersten Fall (»langsamer Bereich«) eine Übersetzung ins Langsame und im zweiten Fall (»schneller Bereich«) einen direkten Durchtrieb mit dem als Block umlaufenden Planetensatz ergibt. Die bisher beschriebene Anordnung ist bekannt und ergibt ein Getriebe mit acht Vorwärtsgängen, von denen zunächst die vier Gänge des Hauptgetriebes im »langsamen« Gruppenbereich nacheinander geschaltet und nach Umschaltung des Gruppengetriebes in den »schnellen« Bereich nochmals nacheinander geschaltet werden.

Das Gruppengetriebe 11 weist außer dem Planetensatz 17 noch vier Zahnräder 23, 24, 25, 26 als weitere Getriebeglieder auf, von denen das Zahnrad 23 auf der Verlängerung der Hauptwelle 14 bzw. der ersten, dem Sonnenrad 16 zugeordneten Welle des Planetensatzes angeordnet ist, die Zahnräder 24 und 25 auf einer zur ersten Welle parallelen Nebenwelle 27 angeordnet sind und das Zahnrad 26 mit dem Hchirad 18 fest verbunden ist. Die Zahnräder 23 bis 26 stellen insgesamt zwischen dem Sonnenrad 16 und dem Hohlrad 18 eine (von 1 -. 1 verschiedene) Übersetzung her, die fiber eine zweite Schaltkupplung 28 zwischen der Nebenwelle 2? und dem darauf drehbar gelagerten Zahnrad 25 schaltbar ist Die zweite Schaltkupplung 28 wird nur eingerückt, wenn die erste Schaltkupplung 21 ausgerückt ist Bei eingerückter zweiter Schaltkupplung wird dem Planetensatz auf zwei Pfaden Leistung zugeführt: über durch das mit der Welle 14 direkt verbundene Sonnenrad 16 und zweitens durch das von der Welle mittelbar über die Zahnräder 23 bis 26 angetriebene Hohlrad. Die beiden Leistungsteile werden im Planetensatz über dessen Planetenrad 19 wieder zusammengeführt und über den Steg 17 der Ausgangswelle zugeführt Es ergibt sich damit eine dritte Übersetzung des Gruppengetriebes, die ins Schnelle geht und sich anhand der Zähnezahlen Zi₆ und Z18 des Sonnen- bzw. Hohlrades und der Zähnezahlen Zn, Zu, Z25, Z26 der Zahnräder 23 bis 26 wie folgt errechnet

1 =

-23

und sich durch Variation der Zähnezahlen so auslegen läßt, daß sie zur Unterteilung der Gänge des Hauptgetriebes geeignet ist. Beträgt der durchschnittliche Stufensprung (Verhältnis der Übersetzungen zweier benachbarter Übersetzungsstufen) im Hauptgetriebe beispielsweise = 1,37, so wäre eine zum Splitten der Gangstufen des Hauptgetriebes geeignete, zu den Bereichsübersetzungen zusätzliche Übersetzungsstufe des Gruppengetriebes ;'=/Π37=1,17 bzw. 0,86 (Reziprokwert von 1,17 bei Übersetzung ins Schnelle).

Die in den einzelnen Gängen des Zahnräderwechselgetriebes wirksamen Gesamtübersetzungen sowie die zugeordneten Teilübersetzungen des Haupt- und Gruppengetriebes gehen aus nachfolgender Tabelle hervor:

Gang Gesamt-

Gesamtgetriebe Übersetzung

Teilübersetzung Teilübersetzung im Gruppengetriebe
Hauptgetriebe

1.	9,16	2,67	3,43	0,86
2.	6,58	1,92	3,43
3.	4,71	1,37	3,43	0,86
4.	3,43	1,00	3,43
5.	2,67 1	") £7	1,00	0,86
5/	2,38 I	Z,O /
6.	•■"ή	1 9?	1,00	0,86
6.'	1,65/
7.	1,37}		1,00
7.'	1,17/	1,37
8.	I1OOl		1,00
8.'	0,86 J	1,00

»langsamer«
Gruppenbereich

»Schneller«
Gruppenbereich

Es ist erkennbar, daß das Wechselgetriebe trotz der drei Übersetzungsmöglichkeiten des Gruppengetriebes (ϊ=2,43; 1,00; 0,86) nur zwei Bereiche aufweist und daß im »schnellen« Bereich abwechselnd Schaltungen im Gruppengetriebe (zwischen den Übersetzungen 1,00 und 0,86) und im Hauptgetriebe stattfinden.

Weiterhin g>eht hervor, daß von den durch die Spüleinrichtung erzeugten zusätzlichen Gänge 5', 6', 7', 8' der letzte Gang 8' einen Overdrive ergibt (Gesamtübersetzung 1). Es ist jedoch auch möglich, mit einer etwas anderen Räderanordnung das Hohlrad entgegengesetzt zum Sonnenrad anzutreiben, so daß die

zum Splitten dienende dritte Übersetzung des Gruppengetriebes ins Langsame geht. In diesem Fall ergibt sich eine zusätzliche unterteilende Übersetzung zwischen dem vierten und fünften Gang, während der Gang 8' entfällt.

Mittels der Schaltkupplung 28 — die dann als Doppelkupplung auszuführen wäre — kann auch über ein hier nicht dargestelltes weiteres Getrieberad (Losrad) und eine ebenfalls nicht dargestellte Außenverzahnung eine zweite Übersetzung zwischen der Nebenwelle 27 und dem Hohlrad 18 eingeschaltet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Zahnräder-Wechselgetriebe, bestehend aus einem mehrgängigen Hauptgetriebe und einem über nur eine Welle diesem nachgeschalteten, mehrere Übersetzungsstufen aufweisenden Gruppengetriebe, welches ein Planetengetriebe mit mindestens drei Gliedern und zwei Übersetzungsstufen enthält, wobei das innere Zentralrad ständig mit der Abtriebswelle des Hauptgetriebes, der Planetenträger ständig mit der Ausgangswelle des Zahnräder-Wechselgetriebes verbunden und das äußere Zentralrad wahlweise über eine erste Schaltkupplung in einer ersten Übersetzungsstufe des Gruppengetriebes mit dem Gehäuse und in einer zweiten Übersetzungsstufe (Direktstufe) mit dem Planetenträger verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein vor dem inneren Zentralrad (16) des Gruppengetriebes (11) auf der Abtriebswelle (14) des Hauptgetriebes (10) befestigtes weiteres Zahnrad (23) mit einem auf einer im Gehäuse des Gruppengetriebes drehbar gelagerten Nebenwelle (27) fest verbundenen Zahnrad (24) kämmt, wobei die Nebenwelle eine drehfeste, jedoch axial verschiebbare zweite Schaltkupplung (28) sowie mindestens ein an diese ankuppelbares Losrad (25) trägt, welches im dauernden Eingriff mit mindestens einer weiteren, am äußeren Zentralrad (18) des Planetengetriebes angeordneten Verzahnung (26) steht, wodurch mindestens eine dritte Übersetzungsstufe im Gruppengetriebe zur Unterteilung der Gänge des Hauptgetriebes vorhanden ist.

2. Zahnräder-Wechselgetriebe nach Anspruch 1, dessen Hauptgetriebe ins Langsame übersetzende Gänge aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Übersetzungsstufe des Gruppengetriebes eine ins Schnelle wirkende Teilübersetzung aufweist.

3. Zahnräder-Wechselgetriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß über die zweite Schaltkupplung (28) auf der Nebenwelle (27) je eines von zwei Losrädern schaltbar ist.