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Schaltgetriebe in Vorgelegebauart
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I)ie Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe in Vorgelegebauart, insbesondere
ein Nutzfahrzeug-lnecllselgetriehe mit einem Grllndgetriebe und einer Vorschaltgruppe
mit wenigstens zwei Vorschaltstufen.
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Insbesondere Nutzfa}lrzeug-Wecllselgetriehe werden - um alle Fahrzeugsituationen
optimal zu beherrschen - zunellmend als Vielgang-Getriebe mit bis zu sechszehn Gangstufen
ausgeführt.
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Um Baulänge zu sparen und Kosten und Gewichte dabei in Grenzen zu
halten, werden diese Getriebe fast ausschließlich als Gruppengetriebe ausgebildet.
Insoweit sind hier insbesondere zwei Bauarten zu nennen.
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Bei sogenannten Range-Getrieben wird hinter einem vier- bis fünfgängigen
Schaltgetriebe als Grundgetriebe eine Zwei-Gang-Gruppe angeordnet, deren Gruppensprung
größer als der Gesamtsprung im Schaltgetriebe ist. Damit können die Gänge im Schalt-
-getriebe zweimal durchfahren werden. Die Umschaltung der nachgeordneten
Zwei-Cang-Gruppe
erfolgt - meist pneumatisch - bei einem Viergang-Wechselgetriebe zwischen den Gängen
vier und fünf. Der fünfte Gang ist somit - abgesehen von der Schaltstellung der
Zwei-Gang-Gruppe - mit dem ersten Gang identisch.
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Bei den sogenannten Splitting-Getrieben wird vor oder hinter einem
fünf- bis sechsgängigen Getriebe eine Zwei-Cang-Gruppe angeordnet, der Gruppensprung
etwa halb so groß ist wie die Einzelsprünge im Getriebe. hierdurch ergibt sich die
Möglichkeit, Zwischengänge zu schalten, die, meist pneumatisch betätigt, vom Fahrer
aber nur geschaltet werden, wenn dies eine besondere Fahrsituation erfordert, da
eine zusätzliche Manipulation - Umschaltung der Gruppe - erforderlich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vielstufiges Schaltgetriebe
der eingangs genannten Art zu schaffen, das sich in seinem Schaltschema nicht von
einem normalen Vielganggetriebe ohne Vorschaltgruppe unterscheidet und das dementsprechend
trotz vorhandener Vorschaltgruppe keinerlei zusätzliche Manipulation erfordert.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch ermöglicht, daß die Vorschaltgruppe
einen Gruppensprung aufweist, der etwa doppelt so groß wie der Einzel sprung zwischen
den Gangstufen des Grundgetriebes ist. Hierdurch kann die Schaltung der Vorschaltgruppe
in den Schaltprozeß integriert werden, und zwar bei konventionellem Schaltschema.
Es ist hierdurch im Rahmen der Erfindung nämlich möglich, ausgehend von zwei aufeinander
folgenden
Gangstufen des Grundgetriebes die jeweils über nächste Gangstufe durch Umschalten
der Vorschaltgruppe zu schalten.
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Im Schaltschema sind hierzu zweckmäßigerweise die durch Umschalten
der Vorschaltgruppe schaltbaren Gangstufen ebenso wie die Gangstufen des Grundgetriebes,
ausgehend von denen durch Umschalten der Vorschaltgruppe die nächsten beiden Gänge
geschaltet werden, jeweils einer Schaltgasse zugeordnet, wobei die beiden Schaltgassen
durch eine Wählgasse verbunden und einander benachbart sind.
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Diese Zuordnung macht es in einfacher Weise möglich, daß die Vorschaltgruppe
beim Schaltgassenwechsel jeweils selbsttätig umgeschaltet wird, was beispielsweise
durch eine pneumatische Schaltung der Vorschaltgruppe erreichbar ist.
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Weist die Vorschaltgruppe eine langsame und eine schnelle Vorschaltstufe
auf, so erweist es sich bei einem Schaltschema, bei dem die zweite und die dritte,
die vierte und die fünfte sowie jeweils entsprechend aufeinander folgende Gänge
einer Schaltgasse zugeordnet sind, als zweckmäßig, wenn die Vorschaltgruppe derartig
geschaltet wird, daß beim Wechsel der Schaltgasse, in der der zweite und der dritte
Gang liegen, zum Wechsel in die Schalteasse, in der der vierte und der fünfte Gang
liegen, in die schnelle Vorschaltstufe geschaltet wird, während beim Wechsel von
der Schaltgasse, in der der vierte und der fünfte Gang liegen, zur Schaltgasse,
in der der sechste und der siebte Gang liegen, in die langsame
Schaltstufe
geschaltet wird. Ausgehend von dieser kann zur Schaltgasse, in der der achte und
der neunte Gang liegen, wiederum in die schnelle Schaltstufe geschaltet werden,
so daß im Rahmen der Erfindung mit dem Wechsel der Schaltgasse jeweils selbsttätig
und ohne gesondertes Zutun des Fahrers eine andere Vorschaltstufe zugeschaltet wird
und somit die zwei aufeinander folgenden Gängen im Crundgetriebe zugeordneten Räderpaare
durch Umschalten der Vorschaltgruppe für die beiden entsprechenden, nächstfolgenden
Gänge gleichermaßen genutzt sind.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen in ihren weiteren
Einzelheiten und Merkmalen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Schaltschema für ein
gemäß der Erfindung gestaltetes Vielgang-X2'echselgetriebes Fig. 2 schematisch den
Getriebeaufbau eines erfidungsgemäßen Vielgang-Wechselgetriebes, dem ein Schaltschema
gemäß Fig. 1 zugeordnet ist, Fig. 3 das Gangschema des Getriebes gemäß Fig. 2 mit
dem in den jeweiligen Gängen gegebenen Leistungsweg u n d Fig. 4 eine schematisierte
Schnittdarstellung durch ein Getriebe gemäß Fig. 2, anhand derer die Betätigungseinrichtungen
veranschaulicht sind.
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Für ein Getriebe mit insgesamt neun Gängen und einem Rückwärtsgang,
bei dem der erste Gang insbesondere als Kriechgang ausgelegt ist, ist in Fig. 1
ein Schaltschema veranschaulicht, bei dem der erste und der Rückwärtsgang R in einer
gesonderten Schaltgasse 1 liegen und für die Pahrgänge II - IX eine sogenannte Doppel-H-Schaltung
Verwendung findet, bei der jeweils zwei Gänge, also die Fahrgänge II III bzw. IV,
V bzw. VIX VII bzw. VIII, IX jeweils einer Schaltgasse 2 bis 5 zugeordnet sind.
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Die Schaltgassen 1 bis 5 sind ut reinander durch die Wählgasse 6 verbunden.
Mit einem derartigen Schaltschema ist ein Getriebe gemäß Fig. 2, das eine Vorschaltgruppe
7 und ein Grundgetriebe 8 umfaßt, bei erfindungsgemäßer Ausgestaltung schaltbar,
ohne daß sich für die Bedienungsperson hinsichtlich der Schaltung von Grundgetriebe
8 und Vorschaltgruppe 7 Betätigungsunterschiede ergäben.
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Bezüglich des in Fig. 1 veranschaulichten Getriebes ist die Eingangswelle
mit 9 bezeichnet, auf der das Zahnrad lo drehbar und über eine Schaltkupplung verdrehfest
fixierbar angeordnet ist.
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Es steht in Eingriff mit einem Zahnrad 11, das drehfest auf der Vorgelegewelle
12 angeordnet ist und bildet mit diesem die erste Vorschaltstufe, bzw. erste Konstante
der Vorschaltgruppe 7.
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Koaxial zur Eingangswelle 9 liegt die Ausgangswelle 13, auf der, der
Eingangswelle 9 benachbart, das kleinere Zahnrad 14 der zweiten Vorschaltstufe der
Vorschaltgruppe drehbar und über eine Schaltkupplung drehfest fixierbar gelagert
ist, das mit dem auf der Vorgelegewelle 12 drehfest angeordneten Zahnrad 15 kämmt.
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Ober die Wechselkupplung 16 kann einerseits das Zahnrad lo gegenüber
der Eingangswelle 9 und andererseits das Zahnrad 14 gegegenüber
der
Eingangswelle 9 drehfest fixiert werden, dessen Fixierung gegenüber der Ausgangswelle
13 über die Wechselkupplung 17 möglich ist. Bei gleichzeitiger Fixierung gegenüber
Eingangswelle 9 und Ausgangswelle 13 ist ein Durchtrieb (direkter Gang IX) gegeben.
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Dem Grundgetriebe 8 sind für den Vorwärtstrieb vier Räder paare und
für den Rückwärtsgang ein weiteres Räderpaar mit hier nicht dargestelltem Umkehrrad
zugeordnet. Die Räderpaare sind mit 19, 20 bzw. 21, 22 bzw. 23, 24 bzw. 25, 26 bzw.
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27, 28 bezeichnet, wobei die Räder 19, 21, 23, 25 und 27 jeweils drehbar
und über Kupplungsmittel fixierbar auf der Ausgangswelle 13 sitzen, während die
Räder 20, 22, 24, 26, 28 drehfest auf der Vorgelegewelle angeordnet sind.
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Während über die Wechselkupplung 17 auch das Rad 19 gegenüber der
Eingangswelle drehfest fixierbar ist, sind über Wechselkupplungen 29, 30 jeweils
wahlweise die Räder 21 oder 23 bzw. 25 oder 27 gegenüber der Ausgangswelle 13 drehfest
zu fixieren.
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Aus den aus Fig. 2 ersichtlichen Größenverhältnissen der Zahnräder
ist für die Vorschaltgruppe ersichtlich, daß die Räder 1o, 11 die langsame und die
Räder 14, 15 die schnelle Vorschaltstufe bilden. Die Größe des Obersetzungssprunges
zwischen der langsamen und der schnellen Stufe der Vorschaltgruppe, also der Gruppensprung
innerhalb der Vorschaltgruppe, ist dabei etwa doppelt so groß wie der Einzelsprung
zwischen den
Gangstufen des Grundgetriebes, wodurch es möglich
ist, die Zahnräder eines Gangradpaares, also die dem zweiten Gang zugeordneten Zahnräder
23 und 24 sowie die dem dritten Gang zugeordneten Zahnräder 21 und 22 durch Umschaltung
der Vorschaltgruppe vom langsamen ins schnelle in gleicher Weise für den vierten
und den fünften Gang zu benutzen.
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Bezogen auf das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist dies dadurch
möglich, daß der Verschiebeweg des Schaltfingers 31, der unverschiebbar und unverdrehbar
auf der Schaltwelle 32 sitzt, und der aus der Verschiebung des nicht dargestellten
Wählhebels in der Wählgasse 32 es Schaltschemas gemäß Fig. 1 zwischen der Schaltgasse
2 und der Schaltgasse 3 resultiert, kleiner ist als die Breite der der entsprechenden
Schaltgabel 33 zugeordneten, der Wählgasse entsprechenden Quernut 34, so daß der
Schaltfinger 31 sowohl für Schaltgasse 2 als auch für die Schaltgasse 3 in der Quernut
34 der Schaltgabel 33 liegt und die Schaltgabel 33, über die die entsprechende Wechselkupplung
29 betätigt wird, gegenüber dem gleichen Schaltlineal 35 zwischen den Endpunkten
der Schaltgassen 2, 3 entsprechenden Rasterungen des Schaltlineales 35 verschiebt.
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Während also die Schaltgabel 33 unabhängig davon, ob der nicht dargestellte
Wählhebel in der Schaltgasse 2 oder Schaltgasse 3 liegt, in gleicher Weise betätigt
wird, hat der Wechsel von der Schaltgasse 2 in die Schaltgasse 3 und umgekehrt eine
Betätigung eines Steuerventiles 36 zur Folge, das im Ausführungsbeispiel als pneumatisches
Ventil ausgebildet wird
und über das die Vorschaltgruppe 7 umgeschaltet
wird. Bezogen auf das gezeigte Ausführungsbeispiel hat dabei das Anheben des Betätigungsnockens
37 des Steuerventiles 36 über den Schaltfinger 31 bzw. dessen Ringbund 38, über
den der Schaltfinger 31 auf der Schaltwelle 32 befestigt ist, eine Umschaltung der
Vorschaltgruppe von der langsamen Vorschaltstufe (Räder 10, 11) auf die schnelle
Vorschaltstufe (Räder 14, 15) zur Folge.
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In entsprechender Weise erfolgt auch die Umschaltung Loim Obergang
von der Schaltgasse 3 auf die Schaltgasse 4 bzw.
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von der Schaltgasse 4 auf die Schaltgasse 5,wobei den Schaltgassen
4 und 5 das Schaltlineal 39 zugeordnet ist, das mit einer Schaltgabel 40 zusammenwirkt,
wobei der Schaltfinger 31 in die Quernut 41 eingreift.
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Aus Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 3 ist ersichtlich, daß bei der erfindungsgemäßen
Getriebeausgestaltung die Auslegung insgesamt so getroffen ist, daß der Stufensprung
zwischen der schnellen Stufe der Vorschaltgruppe, also den Rädern 14 und 15 und
der schnellsten Stufe des Grundgetriebes 8, also dem Räderpaar 19, 20 etwa dem Einzelsprung
zwischen den Gangstufen des Grundgetriebes 8 entspricht, so daß die schnelle Vorschaltstufe
praktisch auch als Fortsatzstufe des Grundgetriebes Verwendung finden kann, was
konkret dadurch geschieht, daß bei Kraftfluß von der Eingangswelle 9 auf die Vorgelegewelle
12 über die langsame Vorschaltstufe und Rückfluß von der Vorgelegewelle 12 auf die
Ausgangswelle 13 über die schnelle Vorschaltstufe der siebte Gang geschaltet ist.
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Erfindungsgemäß ergibt sich somit bei übliche, Doppel-H-förmigem Schaltschema
für die Fahrgänge II bis IX und bei hierzu paralleler, gesonderter Schaltgasse für
Rückwärtsgang R und Kriechgang I ein einfacher und gedrungener Getriebeaufbau mit
gleichmäßiger Getriebestufung zumindest über dieFahrgänge II bis VIII, während der
neunte Gang als direkter Gang ausgelegt ist.
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Insbesondere erweist sich bei dem erfindungsgemäßen Getriebeaufbau
die Schaltmechanik als einfach, da zur Betätigung der eigentlichen Fahrgänge II
- IX bezüglich des Grundgetriebes 8 nur zwei Schaltlineale und zwei Schaltgabeln
notwendig sind. Ein gesondertes Schaltlineal 42 mit zugeordneter Schaltgabel 43
ist für den Gang I und den Rückwärtsgang R vorgesehen.
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Die Schaltwelle 32 wird bei der dargestellten Konstruktion über einen
Zwischenhebel 44 in ihrer Achsrichtung verschoben sowie um ire Achse verschwenkt.
Die Verbindung zwischen dem Zwischenhebel 44 und der eigentlichen Schalt- bzw. Betätigungshebel
des Getriebes ist nicht dargestellt.