DE3042387A1

DE3042387A1 - Schnellganggetriebe fuer motorfahrzeuge

Info

Publication number: DE3042387A1
Application number: DE19803042387
Authority: DE
Inventors: Grzegorz Konstanty Angered Janiszewski; Stig Herbert Albert Kungälv Weiertz
Original assignee: Volvo AB
Current assignee: Volvo AB
Priority date: 1979-11-22
Filing date: 1980-11-10
Publication date: 1981-05-27
Also published as: JPS5686256A; FR2470304A1; US4391164A; FR2470304B1; IT8050194A0; GB2064026A; GB2064026B; IT1146221B; SE7909663L; SE419201B

Description

HOFFMANN · ΕΙΤΙ,Ε & PARTNER

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) · D I PL.-I N G. W. EITLE · D R. RER. N AT. K. H O FFMAN N · DIPL.-ING. W. LEHN

DIPL.-ING. K.FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 · D-8000 MONCH EN 81 · TELE FON (089) 911087 . TELEX 05-29619 (PATH E)

34 220 p/hl

AB VOLVO, Göteborg / Schweden

Schnellganggetriebe für Motorfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schnellganggetriebe für Motorfahrzeuge mit einem Planetenträger, welcher mit einer Eingangswelle verbunden ist, mit einem Ringzahnrad mit Innenverzahnung, welches mit den vom Planetenträger gehaltenen Planetenrädern im Eingriff steht und mit einer Ausgangswelle verbunden ist, mit einem mit den Planetenrädern im Eingriff stehenden Sonnenrad, einer zwischen dem Gehäuse des Schnellganggetriebes und dem Sonnenrad gekuppelten Einwegkupplung, welche so eingerichtet ist, daß sie das Sonnenrad mit dem Gehäuse verriegelt, wenn ein Antriebsdrehmoment von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle übertragen wird, und mit einer zweiten Kupplung, welche dazu bestimmt ist, im eingerückten Zustand eine drehfeste Verbindung zwischen dem Sonnenrad und dem Ringzahnrad einzurichten, wobei die Einwegkupplung mit Steuermitteln versehen ist, die mit

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Betriebsmitteln der zweiten Kupplung zusammenwirken, um die Blockierfunktion der Einwegkupplung aufzuheben, bevor die zweite Kupplung eingerückt ist.

Ein Schnellganggetriebe der zuvor genannten Art ist aus der schwedischen Offenlegungsschrift 403 076 bekannt und hat den Vorteil der Fähigkeit, mechanisch mit Hilfe des Schalthebels des Hauptgetriebes oder durch ein vereinfachtes elektrohydraulisches System eingelegt oder ausgerückt werden zu können. Dies eliminiert schwere, teure und komplizierte elektromagnetische und elektrohydraulische Systeme, welche bisher üblich waren und welche infolge der Pumpenverluste mit einem reduzierten Wirkungsgrad behaftet waren. Ein zusätzlicher wesentlicher Vorteil dieses Schnellganggetriebes besteht darin, daß die Einwegkupplung eine Motorbremsung eliminiert, wenn der Schnellgang eingelegt ist, während bei den anderen Zahnrädern eine Motorbremsung bewahrt wird. Mit diesem Schnellganggetriebe bzw. dieser Schnellgangtransmission ist es immer möglich, ein einwandfreies Herunterschalten vom Schnellgang zum Direktgang zu erhalten. Es ist jedoch schwierig oder praktisch unmöglich, ein weiches Schalten vom Direktgang zum Schnellgang zu erreichen, insbesondere da das Verschieben mittels einer kurzen Hebelbewegung durchgeführt wird, ohne jede bezeichnete Neutralstellung. Dies liegt im wesentlichen an der Funktion der Einwegkupplung. Die Einwegkupplung wird eingelegt, während die Eingangsund Ausgangswellen des Schnellganggetriebes sich mit nahezu der gleichen Geschwindigkeit noch in Drehung befinden, d.h. mit in Drehung befindlichem Sonnenrad. Das Resultat des Einlegens besteht darin, daß die Blockierteile der Einwegkupplung plötzlich in Verriegelungseingriff gebracht werden und das Sonnenrad verriegelt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Schnellganggetriebe der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß ein weiches Schalten auch dann erzielt werden

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kann, wenn vom Direktantrieb, d.h. von den niedrigeren Gängen zum Schnellantrieb, d.h. zum Schongang, geschaltet wird.

Dies wird entsprechend der Erfindung dadurch erreicht, daß das Sonnenrad mit Bremsmitteln koordiniert ist, welche umgeordnet und dazu bestimmt sind, das Sonnenrad nach dem Lösen der zweiten Kupplung und vor dem Einrichten der Blockierfunktion der Einwegkupplung zu bremsen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt:

Figur 1 schematisch ein Schnellganggetriebe (overdrive) entsprechend der Erfindung,

Figur 2 eine teilweise im Längsschnitt dargestellte Ausführungsform des Schnellganggetriebes gemäß der Erfindung,

Figur 5 einen Querschnitt entlang der Linie III-III in Figur 2 und

Figur 4 eine detaillierte Ansicht eines Teils der Bremsvorrichtung.

In Figur 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Motor, das Bezugszeichen 2 eine Hauptkupplung und das Bezugszeichen 3 einen Hauptgetriebekasten. Eine Planetentransmission 5 ist mit der Abtriebswelle 4 des Getriebekastens 3 verbunden und umfaßt ein Ringzahnrad 6, Planetenräder 7 und ein Sonnenrad Der Planetenträger 9 der Planetentransmission 5 ist mit der Abtriebswelle 4 des Getriebekastens 3 verbunden, während das Ringzahnrad 6 mit der Abtriebswelle 10 der Planetentrans-

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mission verbunden ist. Eine Einwegkupplung 12 ist zwischen dem Sonnenrad 8 und dem Gehäuse 11 der Planetentransmission gekuppelt, wobei ein Gummiabsorber 13 dazwischen gekuppelt ist, um die Torsionsschwingungen zu absorbieren. Die Einwegkupplung 12 ist mit einer Hülse 14 versehen, welche durch Verschieben und gleichzeitiges Verdrehen für die Drehung in beiden Richtungen das Sonnenrad 8 außer Eingriff bringen kann. Für diesen Zweck hat die Hülse 14 einen radialen Stift 15, welcher in einer auf ihrer Nabe befindliche Diagonalnut eingreift, um die Hülse zu drehen, wenn sie axial verschoben wird. Außerdem ist die Hülse 14 mit einer Vielzahl von Axialstiften 16 versehen, welche Verriegelungsteile der Einwegkupplung in Form von Rollen 17 aus ihrer Eingriffslage versetzen. Diese Hülse 14 ist ebenso in Richtung auf die Eingriffslage durch eine Feder 18 federvorgespannt.

Zwischen dem Ringzahnrad 6 und dem Sonnenrad 8 ist eine Kupplung angeordnet, welche ein mit einer Reibfläche versehenes und auf einer mit dem Ringzahnrad 6 verbundenen Nabe verschiebbares erstes Kupplungsteil 19 und ein zweites Kupplungsteil 21 umfaßt, welches von einer Nabe 22 getragen wird. Diese Nabe 22 bildet den Außenring der Einwegkupplung und ist mit dem Sonnenrad 8 und der Einwegkupplung 12 verbunden. Das zweite Kupplungsteil 21 ist nur begrenzt axial verschiebbar und ist durch eine Feder 23 in Richtung auf das erste Kupplungsteil vorgespannt. Das Versetzen des Kupplungsteils 19 und der Hülse 14 wird mittels Gabeln 24, 25 erreicht, welche mit einem Schalthebel 26 des Getriebekasten 3 über eine Schiebestange 27 gekuppelt ist.

Entsprechend der Erfindung trägt der Außenring 22 der Einwegkupplung ebenso ein Teil 28 einer Reibungsbremse. Das andere Teil 29 der Bremse ist für eine Axialverschiebung mit Hilfe der Gabel 24 in Lagern des Transmissionsgehäuses montiert und ist in einer Drehrichtung durch eine Feder 29a vorgespannt, wie dies mehr im einzelnen in Verbindung mit Figur 2 bis 4 beschrieben wird.

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Figur 1 zeigt die aus den Kupplungsteiien 19, .21; bestehende Kupplung im gelösten Zustand. Die Hülse 14 ist-in eine Lage gebracht, in der die Einwegkupplung 12 betriebsbereit ist, d.h. sie erlaubt die Drehung der Nabe 22 und des damit verbundenen Sonnenrades 8 in nur eine Drehrichtung.. Beim Antrieb der Abtriebswelle 4 des Getriebekastens 3 wird das Drehmoment auf den Planetenträger 9 übertragen und das Sonnenrad 8 ist gegen eine Drehung in Drehrichtung des Planetenträgers durch die Einwegkupplung 12 verriegelt. Das Planetenrad 7 rollt gegenüber dem stationären Sonnenrad 8 ab und treibt das Ringzahnrad 6 mit einer höheren Drehgeschwindigkeit als die Drehgeschwindigkeit des Planetenträgers 9. Auf diese Weise ist der Schnellgang eingelegt.

Wenn vom Schnellgang in den direkten Antrieb geschaltet wird, beispielsweise in den vierten Gang, wird zunächst die Hauptkupplung 12 gelöst, wonach der Schalthebel 26 des Getriebekastens 3 in die Position des vierten Ganges bewegt wird. Die Blockierfunktion der Einwegkupplung 12 wird dadurch aufgehoben, indem die Hülse 14 durch die Gabel 24 in die Löserichtung versetzt wird. Zum selben Zeitpunkt wird das Kupplungsteil 19 durch die Gabel 25 gegen das Kupplungsteil 21 versetzt. Die Reibflächen der Kupplungsteile 19, 21 berühren dadurch einander, um die Drehgeschwindigkeit des Ringzahnrades 6 und des Sonnenrades 8 zu synchronisieren. Dies erfolgt nur nach der Aufhebung der Blockierfunktion der Einwegkupplung. Ein weiches Herunterschalten wird dank der Tatsache erreicht, daß die Kupplungsteile 19, 21 auf diese Weise als Synchronisiermittel dienen.

Beim Zurückschalten in den Schnellgang wird die Funktionsfolge umgedreht, jedoch mit der Ausnahme, daß die Bremse 28, 29 verwendet wird. Zur selben Zeit, zu der die Gabel 25 das Kupplungsteil 19 in Figur 1 nach rechts außer Eingriff mit dem Kupplungsteil 21 bewegt, bewegt die Gabel 24 das Bremsenteil 29 in Richtung auf das Bremsenteil 28. Die Bewegungen

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der Gabeln 24,' 2.5 sind aufeinander abgestimmt, so daß die Kupplung 19, 21 gelöst wird, bevor die Bremsenteile 28, in Eingriff miteinander gelangen, um das Sonnenrad 8 zum Stehen zu bringen. Weiterhin werden das Bremsenteil 29 und die Hülse 14 der Einwegkupplung durch die Gabel 24 auf solche Weise beeinflußt, daß die Bremse 28, 29 ihre Funktion beginnt, bevor die Blockierfunktion der Einweg- - kupplung eingerichtet wird. So dient die Bremse als eine Synchronisiervorrichtung für ein weiches Einlegen des Schnellganges .

Figuren 2 und 3 zeigen eine Ausführungsform einer Schnellgangtransmission entsprechend der Erfindung, welche dieselbe Prinzipkonstruktion und -funktion hat, wie die zuvor beschriebene Transmission. Daher werden hier nur die Teile in Verbindung mit der Bremsvorrichtung im einzelnen beschrieben. Eine weitere Information ergibt sich aus der zuvor genannten schwedischen Offenlegungsschrift 403 076.

Die Bremsvorrichtung umfaßt einen Bremskonus 30, welcher mit dem Außenring 31 der Einwegkupplung einstückig ausgebildet ist. Weiterhin umfaßt die Bremsvorrichtung einen Bremskonus 32, welcher axial in und außer Eingriff mit dem Bremskonus 30 bewegbar ist. Der Konus 32 ist mit axial ausgerichteten Stiften 33 versehen, welche durch zugehörige Hohlräume 34 in einer Schiebegabel 35 ragen, welche ihrerseits mit einer Umfangsnut im Eingriff steht, die sich in der Kupplungshülse 36 der Einwegkupplung befindet. Wie am besten aus Figur 4 ersichtlich ist, sind die Stifte 33 mit einer Schulter 37 versehen, die mit einer schräg verlaufenden Anschlagfläche 38 versehen ist, welche auf die Gabel 35 zu gerichtet ist. Die Hohlräume 34 der Gabel sind mit einer abgeschrägten Kante versehen, die eine Anschlagfläche 39 bildet. Diese Anschlagfläche 39 ist auf die Anschlagfläche gerichtet. Der oberste Stift 33 steht mit einer Schrauben-

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feder 41 in Berührung/ die um eine Schiebestange 40 gelegt ist. Diese Feder spannt den Stift in Richtung auf die Anschlagfläche 39 des Hohlraumes 34 vor.

In der Lage der Gabel 35 entsprechend Figuren 2 bis 4 ist der Schnellgang eingelegt. Wenn der Direktantrieb eingelegt wird, wird die Gabel von der dargestellten Lage nach links bewegt, so daß die Anschlagflächen 39 der Hohlräume 34 links von den Anschlagflächen 38 der Stifte 33 zu liegen kommen. Der Konus 32 wird durch die Feder 41 in eine Lage gedreht, in der die Anschlagflächen aufeinander liegen. Wenn so der Schnellgang eingelegt wird, wird durch das Aufeinandereinwirken der Anschlagflächen 38, 39 der Bremskonus 32 gegen den Bremskonus 30 gedrückt. Wenn der Konus 30 und dadurch das Sonnenrad zum Anhalten gebracht wurde, wird die Schrägung der Anschlagflächen ein Drehen des Bremskonus 32 um einen geringen Betrag verursachen, so daß die Schultern 37 der Stifte 33 in die Hohlräume gelangen können. Die Gabel 35 kann in die in den Figuren dargestellte Lage bewegt werden. Nur in diesem letzten Teil des Verschiebeweges der Gabel 35 wird die Blockierfunktion der Einwegkupplung eingerichtet, indem die Hülse 36 auf die zuvor beschriebene Weise verdreht wird. So wird die Einwegkupplung erst in Eingriff gebracht, nachdem das Sonnenrad abgebremst wurde. Daraus resultiert ein weiches Umschalten.

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Claims

HOFFMANN · EITLE & PARTNER PATENTANWÄLTE λ λ / y ο O Π DR. ING. E. HOFFMANN1(1930-197«) · DIPL.- ING. W.EITLE · DR.RER. N AT. K.HOFFMANN . OIPL.-I NG. W. LEH N DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELIASTRASSE 4 · D-8000 MD NCH EN 81 · TELEFON (08?) 911087 · TELEX 05-29619 (ΡΑΤΗΈ) 34 220 p/hl AB VOLVO, Göteborg / Schweden Schnellganggetriebe für Motorfahrzeuge Patentansprüche

1. Schnellganggetriebe für Motorfahrzeuge mit einem PlanetentJfager (9) , welcher mit einer Eingangswelle (4) verbunden ist, mit einem Ringzahnrad (6) mit Innenverzahnung, welches mit den vom Planetenträger gehaltenen Planetenrädern (7) im Eingriff steht und mit einer Ausgangswelle (10) verbunden ist, mit einem mit den Planetenrädern im Eingriff stehenden Sonnenrad (8), einer zwischen dem Gehäuse des Schnellganggetriebes und dem Sonnenrad gekuppelten Einwegkupplung (12), welche so eingerichtet ist, daß sie das Sonnenrad mit dem Gehäuse verriegelt, wenn ein Antriebsdrehmoment von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle übertragen" wird, und mit einer zweiten Kupplung (19, 21), welche dazu bestimmt ist, im eingerückten Zustand eine drehfeste Verbindung zwischen dem Sonnenrand und dem Ringzahnrad einzurichten, wobei die Einwegkupplung mit Steuermitteln (14) versehen ist, die mit Betriebsmitteln (25) der zweiten Kupplung zusammenwirken, us die Blcckisrfunktion der Einwegkupplung aufzuheben, bevor öi-i swaite Kupplung eingerückt ist, dadurch g e k e η η - ζ '£ i ο Ii η es t .-. äsB aas Sonnenrad (Q) mit Br-enisemaitteln

(28, 29; 30, 32) zusammenwirkt, die so angeordnet sind, daß das Sonnenrad nach dem Ausrücken der zweiten- Kupplung (19, 21) und vor dem Einrichten der Blockierfunktion der Einwegkupplung (12) das Sonnenrad bremst.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Bremsenmittel erste und zweite Reibteile (28, 29; 30, 32) umfassen, welche in und außer Reibeingriff miteinander bewegbar sind, daß das erste Reibteil (28; 30) drehfest mit dem Sonnenrad (8) für eine gemeinsame Drehung mit diesem verbunden ist, und daß das zweite Reibteil (29; 32) mit Mitteln (24; 35) verbunden ist, die zur Verhinderung der Drehung des zweiten Reibteiles wirken.

3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das erste Reibteil (28; 30) starr mit einem Teil (22; 31) der Einwegkupplung Π 2) verbunden ist, welches Teil mit dem Sonnenrad verbunden ist, und daß das zweite Reibteil (29; 32) unter dem Einfluß der Mittel (24; 35) axial verschiebbar ist, die mit den Steuermitteln (14; 36) der Einwegkupplung verbunden sind.

4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel für die Axialverschiebung des zweiten Reibteils aus einer Schiebegabel (24; 35) besteht, die mit einer Schiebestange (27; 40) verbunden ist,velche im Schnellganggetriebegehäuse axial verschiebbar ist und mit den Steuermitteln für die Einwegkupplung in Form einer axial verschiebbaren drehbar gelagerten Hülse (14; 36) in Eingriff bringbar ist.

5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das zweite Reibteil (32) und die Schiebegabel (35) mit Anschlagflächen (38, 39) versehen sind,

welche miteinander zusammenwirken, um das zweite Reibteil mit dem ersten Reibteil in Eingriff zu bringen/ wenn die Schiebegabel sich um einen ersten Abstand in eine Richtung bewegt, um die Blockierfunktion der Einwegkupplung einzurichten, und daß die Anschlagflächen abgeschrägt ausgebildet sind, um nach der Bewegung der Schiebegabel um den ersten Abstand ein Verdrehen des zweiten Reibteiles relativ zur Schiebegabel zu erreichen und um die Anschlagflächen außer Eingriff miteinander zu bringen, wonach die Schiebegabel relativ zum Reibteil bewegbar ist, um die Blockierfunktion der Einwegkupplung (12) einzurichten.

6. Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das zweite Reibteil (32) mit axial ausgerichteten Stiften (33) versehen ist, die durch in der Schiebegabel (35) ausgebildete Hohlräume (34) verlaufen, daß jeder Hohlraum mit einer abgeschrägten Kantenfläche (39) ausgebildet ist, welche eine Anschlagfläche bildet, und daßjeder Stift (33) eine Schulter (37) aufweist, die auf dieser Kantenfläche zugerichtet und mit einer abgeschrägten Kantenflache (38) versehen ist, die die zweite Anschlagflache bildet.

7. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß Federmittel (4t) vorgesehen sind, die zum Halten der Anschlagflächen (38, 39) in Eingriff miteinander wirksam sind»

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