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Vielstufiges Kupplungs-Schaltgetriebe'
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insbesondere für Nutzfahrzeuge Es sind Kupplungs-Schaltgetriebe bekannt,
bei denen Schaltkupplungen, welche auf den Stirnseiten der Getriebewellen angeordnet
sind und ausserhalb des Oelraumes der Zahnräder licgen, die Uebersetzungsstufen
erzeugen. Es ist auch bekannt, eine mit einer Schaltkupplung ausgerüstete Zentralwelle
vorzusehen, über die das Motordrehmoment in das Getriebe eingeleitei wird und parallel
zur Zentralwelle einc oder mehrere VorgelegewelLen vorzusehen, welche an ihren Stirnseiten
ebenfalls mit Schaltkupplungen ausgerüstet sind und in einer gegenüber der Schaltkupplung
der Zentralwelle in Längsrichtung versetzten Vertikal ebene angeordnet sind (DBP
1 055 376).
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Um cine Vielstufigkeit zu erzielen, ist auch bereits cin Kupplungs-Schaltgetriebe
(DBi> 927 487) vorgeschlagen worden, bei dem die Schaltkupplungen am Ein- und
Ausgang des Getriebes angeordnet sind. Bei dieser Lösung wird der Vorteil der kurzen
Baulänge des eigentlichen Getriebeteiles zu Teil wieder aufgehoben und die Kombination
mit einem Nachschaltgetriebe erschwert, weil die am Getriebeausgang angeordneten
Schaltkupplungen in einem abgetrennten, ölfreien Raum laufen müssen.
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Bisher war es bei einem Kupplungs-Schaltgetriebe mit auf der Seite
des Kupplungsflansches angeordneten Schaltkupplungen möglich, insgesamt fünf Getriebestufen
zu erzeugen, weil die Relation zwischen Reibflächenbemessung der Schaltkupplungen
und Zahnradabmessungen die Anordnung von vier Schaltkupplungen in ciner Ebene am
Umfang zulässt. Diese fünf Schaltstufen, komhiniert mit cincr zweistufigen Nachschaltgruppe
ergeben acht
Vorwärts-Getriebestufen, wenn auch der Rückwärtsgang
durch cine Schaltkupplung betätigt wird und zchn Vorwärtsgänge, falis eine getrennte
Reversiergruppe nachgeschaltet ist.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, ein Kupplungsschaltgetriebe
mit trocken laufenden, im Motor-Anschlussgehäuse angeordncten Reibelementen dahin
weiterzubilden, dass eine für Nutzfahrzeuge sowohl für Hubkolbenmotor- als auch
Turbinenantrieb geforderte Getriebeabstufung mit über 10 GällgeIl möglich wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht das vielstufige Schaltgetriebe der
Erfindung vor, dass das Motordrehmoment vom Glockenteil der Scbaltkuppi ung der
Zentralwelle über zwei Antriebszahnräder eingeleitet wird, sechs Vorgelegewellen
vorgesehen sind und die Schaltkupplungen in drei in Getriebelängsrichtung versetzten
Vertikalebenen nngcordnet sind.
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Mit zweistufiger Nachschaltgruppe und einer zusätzlichen Reersiergruppe
ist es dann möglich, mit im Verhältnis zu konventionellen mechanischen sowie gemischt
hydrodynamisch-mechanischein Schaltgetrieben kleinen Längenabmessungen auszukommen,
wobei der Durchmesser des Getriebegehäuses nicht über den des Schwungradgehäuses
hinaus geht.
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Ein Getriebe der Erfindung kann vierzehn Vorwärtsgänge und mehrere
Rückwärts gänge aufweisen. Rei Schaltung auch der Rückwärtsstufe durch eine Schaltkupplung,
also bei Fortfall der getrennten Reversierstufe, sind bei dieser Lösung zwölf Vorwärtsgänge
und zwei Rückwärtsgänge realisierbar.
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n den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
In Fig. 1 ist der Längsschnitt durch ein Schaltgetriebe mit 12 Vorwärtsgängen und
2 Rückwärtsgängen wiedergegeben, bei dem das Kupplungs-Schaltgetriebe mit einer
zweistufigen Vorgelege-Nachschaltgruppe ausgerüstet ist.
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In Fig. 7 bis 5 ist ein Schaltgetriebe wiedergegeben, bei dein dem
Kupplungs-Schaltgetriebe eine Reversier- sowie eine zweistufige Planetengruppe mit
Klauenschaltung nachgeschaltet ist, so dass sich 14 Vorwärts- und 7 Rückwärtsstufen
ergeben.
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stellt den iii fig. 5 mit C-J), lig . 3 den in 10 Fig. 5 mit E-F
und schliesslich Fig. 4 den in Fig. 5 mit G-H gekennzeichneten Längsschnitt durch
ein 14-gängiges Kupplungs-Schaltgetriebe der.
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In Fig. 5 ist der i in Fig. 2 mit A-13 gekennzeichnete Querschnitt
durch dieses 14-Ganggetriebe wiedergegeben. In dieser Schnittzeichnung ist die Anordnung
der Schaltkupplungen und deren Staffelung verdeutlicht.
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Die beschriebenen Getriebe werden ausschliesslich durch Druckluft
betätigt. Ihr Aufbau erlaubt die Anwendung heute geforderter Redienerleichterung,
also Fortfall des Kupplungspedals halb- oder voll automatische Schaltung der Getriebestufen.
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Beim Schaltgetriebe Fig. 1 wird das Motordrehmoment vom Schwungrad
1 über die mit zwei Lamellen 3 und 4 ausgerüstete Anfahr-Kupplung in die Schaltkupplung
5 der Zentral welle des Kupplungs-Schaltgetriebes eingeleitet. Bei dem Getriebe
ist auch die Anwendung einer normalen Drucklager-gelüfteten Scheibenkupplung möglich.
Im vorliegenden Beispiel weist die Anfahrkupplung
zwei Kupplungsdruckplatten
6 und 7 auf, zwischen denen, am Umfang verteilt, Kocken 81 sitzen, die mit den Schwunggewichten
aus einem Strick hergestellt sind und bei einer bestimmten Drehzahl, die durch die
Grösse ihrer Schwunggewichte sowie durch die Vorspannung der Radialfedern 9 gegeben
ist, den Reibungsschluss herstellen. Rückzug federn 10 ilnd 11 sorgen für eine Rückführung
der Druckplatten 6 und 7 bei leerlaufender Kupplung. Die Eindreibungsfläche der
Kupplung wird durch den Gehäusedeckel 12, der auch die Radialfedern 9 trägt, gebildet.
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Das Motordrehmoment wird über die Aussenglocke 51 der Schaltkupplung
5 in die Hohlwelle 13 des Kupplungs-Schaltgetriebes geleitet. Die Hohlwelle ist
mittels Rol lenlager 11 im Getriebedeckel 15 gelagert und weist auf ihrer der Schaltkupplung
5 gegenüberliegenden Stirnseite zwei Zahnräder 16 und 17 auf.
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Die Schaltkupplung 5, welche den gleichen Aufbau besitzt wie die anderen
Schaltkupplungen, trägt auf ihrer Aussenglocke 51 die Belaglamellen 5a, während
Anlauflamellen 53, auf der Innenglocke 54, welche ein Bestandteil des Kupplungsflansches
55 ist, sitzen. Der Kupplungsflansch 55 steht mit der Zentralwelle 18 in kraftschlüssiger
Verbindung. Auf der Stirnseite der Zentralwelle 18 sitzt der Betätigungskolben 56
der Schaltkupplung, welcher, abgedichtet durch die Ringdichtungen 57 und zusammen
mit dem axial beweglichen Ringzylinder 5 den Druckraum 510 bildet. Letzterem wird
zum Schalten über die Rohrung 181 über eine Schlei rringzuführung Druckluft tim
Betät i gen zugeführt. Der Ringzylinder 5 drückt dann über seinen Ringwulst 5 das
Lamellenpaket 52, 53 zusammen.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist oberhalb der Zentralwelle die Vorgelegewelle
der 5, bzw. 11. Vorwärtsübersetzungsstufe angeordnet. Hierbei wird bei gelöster
Zentralkupplung 5 das
Motordremoment über die Aussenglocke 51, die
Hohlwelle 13, das Zahnrad 16, in das Vorgelegerad 19 und von hier über die Hohlwelle
20 über die Schaltkupplung 21 in die Innenwelle 22, auf das damit verbundene Zahnrad
23 und über das Abtriebsrad 24 zum Antriebsritzel 25 des Nachschaltgetriebes 26
geleitet.
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Die beiden gegenüberliegenden Vorgelegewellen des Nachschaltgetriebes
26 sind nicht mit dargestellt. Dieses Getriebe besitzt einen konventionellen Aufbau.
Es wird über eine Schaltmuffe 27, welche mit zwei Synchronisierringen 28 und 29
ausgerüstet ist, geschaltete. Zum Schalten wird die Schaltkupplung 5 der Zentralwelle
gelüftet. In der dargestellten Stcllung der Schaltmuffe ist dic Uebersetzung über
das Antriebs ritzel '5, die nicht mit dargestellten Vorgelegewellen, auf das Abtriebszahnrad
30 eingestellt. Zahnrad 30 ist mit der Abtriebswelle 31 und damit mit der Karndanwelle
32 verbunden. Die Schaltung des Nachschaltgetriebes 26 wird über einen Druckluftkolben
33, der beidseitig beaufschlagt ist, ausgelöst. Unterhalb der Zentralweile ist die
Vorgelegewellc des Rückwärtsganges wiedergegeben.
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Der Antrieb erfolgt über das kleinere Ringangsritzel 17, das Vorgelegerad
34, die Hohlwelle 35, die Schaltkupplung 36 auf die Innenwelle 37 und das Zahnrad
38. letzteres kämmt mit dem Zwischenrad 39, welches das Abtriebszahnrad 40 antreibt.
Die Rückwärtsbewegung wird über das Nachschaltgetriebe auf den Antricb übert ragen.
Im vorliegenden Beispiel sind sechs Vorgelegewellen vorgesehen, bei denen die Schaltkupplungen
in drei Ebenen angeordnet sind.
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Ilas in Fig. 2 bis 5 dargestellte Getriebe weist 14 Vorwärtsgänge,
eine nachgeschaltete Rückwärtsgangstufe und eine nachgeschaltete Uebersetzungsstufe
mit Planetenrädern und Klauenschaltung auf. Mit diesem Getriebe kanii beispielsweise
folgende Uebersetzungsre ihe realisiert werden:
Vorwärts Rückwärts
1. Gang 10,79 1. Gang 12,9 2. Gang 8,92 2. Gang 10,75 3. Gang 7,43 4. Gang 6,19
5. Gang 6. Gang 4,3 7. Gang 3,58 8. Gang 2,98 9. Gang 2,49 10. Gang 2,07 11. Gang
1,73 12. Gang 1,44 13. Gang 1,2 14. (;aog 1 , 0 l)ie am Schwung rad 1 angebrachte,
zum Anfahren dienende Zentrifugalkupplung besitzt denselben Aufbau wie die Anfahrkupplung
des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 und ist deshalb mit densolben Kennzi ffern
versehen. Auch hierbei steht die Kupplungsinnenglocke 2 mit der Aussenglocke der
Zentralschaltkupplung 5 in kraftschlüssiger Verbindung. Durch die Kupplungs-Aussenglocke
werden über die Hohlwelle 41 die beiden Ringangs-Vorgelegeräder 42 und 43 angetrieben.
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Im Schnitt C-D ist oberhalb der Zentralwelle die Vorgelegewelle des
6. bzw. 13. Ganges dargestellt. Vom Vorgelegerad 43 aus wird das Rad 44 und über
die Hohlwelle 45 die Schaltkupplung 46 angetrieben. Bei geschlossener Schaltkupplung
46 erfolgt der Antrieb über die Innenwelle 47 auf das Zahnrad 48, welches mit dem
Zentralrad 49 auf der Zentralwelle 50 kämmt.
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Ilnterhalh der Zentralwelle ist die Vorgelegewelle des 1. bzw.
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8. Ganges wiedergegeben. Die Aussenglocke der Schaltkupplung 51 dieser
Uebersetzungsstufe wird durch das Zahnrad 5' vom Vorgelegerad 42 aus über die Hohlwelle
53 angetrieben. Die Innenwelle 54 treibt das Zahnrad 55, welches mit dem Zentralrad
56 der Zentralwelle 50 kämmt, an.
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Im Schnitt H-F der Fig. 3 ist oberhalb der Zentralwelle die Vorgelegewelle
des 3. bzw. 10. Ganges dargestellt. In diesem Jal 1 wird vom Vorgelegerad 42 über
das Zahnrad 57 und die l-lohlwelle 58 die Schalkupplung 59 angetrieben. Bei geschlossener
Kupplung ist die Innenwelle 60 mit dem Antrieb verbunden und treibt über das Zahnrad
61 das Zentralrad 49 an. Unterhalb der Zentralwelle ist die Vorgelegewelle des 4.
bzw. 11. Ganges wiedergegeben. Der Antrieb erfolgt hierbei über das grössere Vorgelegerad
43, über das Zahnrad 62, die Zahnrad 62, die Hohlwelle 63, die Schaltkupplung 64,
die Innenwelle 65, das Zahnrad 66, das Zentragrad 56 auf die Zentralwelle 50.
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Schliesslich ist in Fig. 4 die Vorgelegewelle des 5. bzw. 12.
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Ganges und die des 2. bzw. 9. Ganges veranschaulicht. Die 5.
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bzw. 12. Gangstufe wird vom grossen Vorgelegerad 43 über das Zahnrad
67, Hohlwelle 68, Schaltkupplung 69, Innenwelle 70, ahn rad 71, Zentral rad 72,
Zentralwelle 50 eingestellt. Unterhalb der Zentralwelle wird über das kleine Vorgelegerad
42 das Zahnrad 73, Hohlwelle 74, Schaltkupplung 75, Innenwelle 76, aiinrad 77 das
Rad 72 und damit die Zentralwelle 50 angetrieben.
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Die Zentralwelle ist in der Getriebegehäusewand 78, welche die nicht
mit eingezeichneten Zuführungskanäle für die Druckluft der Schalkupplungen enthält,
gelagert und treibt über die auf Vorwärtsfahrt gestellte Schaltmuffe 79 das Innensonnenrad
80 der Planeten-Nachschaltgruppe an. Die Schaltung der Nachschalgruppe erfolgt bei
gelüfteter Schaltkupplung 5.
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In den Zeichnungen ist die durch die Druckluftbetätigung 81 bewegte
Schaltmuffe 82, welche auf der Abtriebswelle 83 schiebbar angeordnet ist, mit der
Klauenverzahnung 841 des Steges 84 verbunden Dadurch ist die Nachschaltgruppe auf
Uebersetzung eingestellt. Der Antrieb geht über die Planetenräder 85, die sich an
der festen Aussensonne 80 abstützen, auf den Steg 84 und von hier über die Schalmuffe
auf die Abtriebswelle 83 und die Kardanwelle 87. In der gestrichelt angedeuteten
Lage verbindet die Schaltmuffe die Abtriebswelle 83 mit der Klauenverzahnung 88
des Innensonnenrades. Dann ist der Steg 84 frei und der Antrieb erfolgt direkt ohne
uebersetzung.
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Zwischen Kupplungs-Schalgetriebe und Nachschaltgruppe ist die Reversierungruppe,
die aus dem auf der Zentralwelle 5 sitzenden Zahnrad 89, den an der Getriebegehäusewand
78 gelagerten Planetenrfldern 90 und des innen verzahnten Glockenrades 91 besteht
angeordnet. Sie wird durch die Schaltmuffe 79, welche durch die Druckluftbetätigung
92 verschoben wird, eingestellt. In den Zeichnungen ist die Stellung der Schaltmuffe
74 bei Vorwärtsfahrt dargestellt. Dabei ist die Klauenverzahnung 501 der Zentralwelle
über die Schaitmuffe mit der Verzahnung 801 des Innensonnenrades 80 der Nachschaltgruppe
verbunden. Gestrieheit ist die Stellung der Schaltmuffe 74 bei Rückwärtsschaltung
angegeben. Dabei wird die Klauenverzahnung 911 des Glockenrades 91 mit der Verzahnung
801 des Innensonnenrades 80 verbunden.
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Dadurch ist die Drehrichtung umgekehrt.
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Zusammenfassend werden die in den einzelnen Get riebeglingen eingeschalteten
Wellen, Zahnräder mud Schaltelemente angeführt 1. Gang: 41, 42, 52, 53, 51, 54,
55, 56, 50, 79, 80, 85, 84, 89, 83, 87
2. Gang: 41, 42, 73, 74,
75, 76, 77, 72, 50 79, 80, 85, 84, 82, 83, 87 3. Gang: 41, 42, 57, 58, 59, 60, 61,
49, 50, 79, 80, 85, 84, 82, 83, 87 4. Gang : 41, 13, 62, 63, 64, 65, 66, 56, 5,
79, 80, 85, 84, 82, 83, 87 5. Gang: 41, 43, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 50, 79, 80,
85, 84, 82, 83, 87 6. Gang: 41, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 79, 80, 85, 84,
82, 83, 87 7. Gang: 5, 50 79, 80, 85, 84, 82, 83, 87 8. Gang : 41, 42, 52, 53, 51
54, 55, 56, 50, 79, 80, 88, 83, 87 9. Gang: 41, 42, 73, 74, 75, 76, 77, 72, 50,
79, 8(), 88, 83, 87 10. Gang: 41, 42, 57, 58, 59, 60, 61, 49, 50, 79, 80, 88, 83,
87 11. Gang: 41, 43, 62, 63, 64, 65, 66, 56, 50, 79, 80, 88, 83, 87 12. Gang: 41,
43, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 50, 79, 80, 88, 73, 87 13. Gang: 41, 43, 44, 45, 46,
47, 48, 49, 50, 79, 80, 88, 83, 87
Gang: 5, 50 79, 8O, 88, 83,
87 1. Rückwärtsgang: 41, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 89, 90, 91, 79, 80, 88,
83, 87 2. Rückwärtsgang: 5, 50, 89, 90, 91, 79, 80, 88, 83, 87.
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In Fig. 6 ist das Beispiel einer Getriebebedienung des mit 14 Vorwärts-
und 2 Rückwärtsgängen ausgerüsteten Getriebes nach f:i g . 2 bis 5 veranschaulicht.
Durch Querbewegung des Schalthebels beim Uebergang vom 7. in den 8. Gang oder vom
8. in den 7. Gang wird die Schaltmuffe 82 der Nachschaltgruppe betätigt.