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Die Patentanmeldung betrifft ein Zahnräderwechselgetriebe
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mit einem von Hand geschalteten, mehr gängigen Hauptgetriebe und einem
nachgeschalteten 3-Gang-Gruppengetriebe in Vorgelegebauart.
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Stand der Technik Ein Zahnräderwechselgetriebe nach dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1 ist aus der US-PS 26 40 374 bekannt.
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Fig. 10 dieser Patentschrift zeigt eine Ausführungsform mit einem
3-Gang-Gruppengetriebe, welches in Verbindung mit dem Hauptgetriebe einen unteren,
einen oberen und einen gesplitteten oberen Gangbereich ergibt. Die beiden Kupplungen
des Gruppengetriebes sind durch zwei am Handschalthebel des Hauptgetriebes vorhandene
Fingerhebel über Servomotoren zu betätigen. Die Schaltung des Getriebes ist kompliziert.
Besonders das Abwärtsschalten aus dem oberen in den unteren Gangbereich ist ungünstig,
da außer dem Handschalthebel beide Fingerhebel betätigt werden müssen.
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Aufgabenstellung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Schalten,
besonders das Abwärtsschalten in den unteren Gangbereich eines Zahnräderwechselgetriebes
mit einer 3-Gang-Nachschaltgruppe, zu vereinfachen. Die Aufgabe wird durch ein Getriebe
nach den Patentansprüchen gelöst.
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Vorteile der Erfindung Der Aufbau des Gruppengetriebes gemäß Patentanspruch
1 ermöglicht ein einfaches Schalten, besonders ist das Abwärtsschalten von einem
Gang des oberen Bereiches in einen Gang des untersetzten Bereiches vereinfacht,
da die Stellung der einen Kupplung des Gruppengetriebes im untersetzten Bereich
beliebig ist und daher nur die zweite Kupplung verstellt werden muß.
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Die Ausführungsform eines Zahnräderwechselgetriebes nach Patentanspruch
2 ermöglicht das Abwärtsschalten aus einem gesplitteten Gang in den unteren Gangbereich
lediglich durch Bewegen des Handschalthebels zwischen den beiden H-förmigen Teilen
der Schaltkulisse.
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Zeichnungsbeschreibung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist
in der Zeichnung dargestellt und wird in der folgenden Beschreibung erlautet.
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Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung in einem Längsschnitt
durch das Zahnräderwechselgetriebe.
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Fig. 2 das Schaltschema einer Steuerungseinrichtung.
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GrupPenqetriebe Ein Zahnräderwechselgetriebe nach der Erfindung besteht
aus einem in der Zeichnung nicht dargestellten Hauptgetriebe und einem nachgeschalteten
3-Gang-Gruppengetriebe in Vorgelegewellenbauweise. Das Hauptgetriebe ist beispielsweise
ein mittels Handhebel und Synchronkupplungen schaltbares Wechselgetriebe üblicher
Bauart mit Doppel-H-Schaltung. Der Handschalthebel ist mit einer Schaltwelle 1 (Fig.
2) gekoppelt, die zur Vorwahl der Schaltgasse längsverschieblich und zum Schalten
der Gänge drehbar ist. Der Handschalthebel ist mit einem Nockenkörper 2 verbunden.
Dieser bewirkt in an sich bekannter Weise eine automatische Umschaltung zwischen
dem untersetzten und dem direkten Bereich des Gruppengetriebes, wenn der Handhebel
von dem einen H-förmigen Teil der Schaltkulisse zum anderen bewegt wird-. Weitere
Einzelheiten dieser Schalteinrichtung sind in der deutschen Patentanmeldung P 30
00 577.7 enthalten.
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Die Ausgangswelle 3 des Hauptgetriebes ist zugleich Eingangswelle
des Gruppengetriebes. Die Ausgangswelle 4 des Gruppengetriebes ist mittels eines
Lagers 5 im Innern der Welle 3 gelagert. Auf einer Vorgelegewelle 6 sind Zahnräder
7, 8, 9 befestigt. Ein mit dem Zahnrad 7 kämmendes Eingangszahnrad 10 ist mit der
Eingangswelle 3 fest verbunden. Auf der Ausgangswelle 4 ist ein Zahnrad 11 drehbar
und mit ihr
kuppelbar gelagert. Es kämmt mit dem Gegenrad 9 auf
der Vorgelegewelle. Die Zahnräderpaare 10/7 und 11/9 bilden die Untersetzungsstufe
des Gruppengetriebes. Ein weiteres Zahnräderpaar 12/8 bildet mit dem Zahnräderpaar
10/7 die Splitting-Stufe.
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Zwischen den Zahnrädern 10 und 12 ist eine Synchronkupplung K1 angeordnet.
Diese enthält eine Schiebemuffe 13, einen auf der Ausgangswelle drehbar gelagerten
Muffenträger 14 und zu beiden Seiten je einen verzahnten Kupplungskörper 15 und
16.
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Der linke Kupplungskörper 15 ist mit dem Eingangszahnrad 10, der rechte
Kupplungskörper 16 mit dem Zahnrad 12 fest verbunden. Letzteres ist auf dem hülsenförmigen
Muffenträger 14 drehbar gelagert.
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In einer weiteren Ausführungsform des Getriebes nach der Erfindung
mit zwei symmetrisch zur Ausgangswelle angeordneten Vorgelegewellen 6 sind keine
Lager zwischen 12 und 14 und 11 und 4 vorhanden. Die Zahnräder 12 und 11 werden
zwischen den dazugehörigen Vorgelegeräderpaaren radial beweglich geführt.
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Zwischen den Zahnrädern 12 und 11 ist eine zweite Kupplung K2 mit
einer Schiebemuffe 17 angeordnet. Die Schiebemuffe ist auf einem Muffenträger 18
undrehbar und längsverschieblich gelagert. Der Muffenträger 18 ist mit der Ausgangswelle
4
fest verbunden. Der linke Kupplungskörper 19 der Kupplung K2 ist mit dem Muffenträger
14, der rechte Kupplungskörper 20 mit dem Ausgangszahnrad 11 fest verbunden.
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Für die untersetzte Gangstufe des Gruppengetriebes wird die Schiebemuffe
17 der Kupplung K2 nach rechts bewegt und damit das Zahnrad 11 mit der Ausgangswelle
4 gekoppelt. Die Stellung der Schiebemuffe 13 der Kupplung K1 ist dabei beliebig.
In der direkten Gangstufe sind beide Kupplungen nach links geschaltet. Dadurch ist
die Eingangswelle 3 direkt mit der Ausgangswelle 4 verbunden und die Drehzahlen
der Welle 3 werden ungeändert auf die Ausgangswelle 4 des Zahnräderwechselgetriebes
übertragen.
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Bei einem 4gängigen Hauptgetriebe werden die Splitting-Gänge zwischen
den Gängen 5 bis 8 durch Umschalten der Kupplung K1 von links nach rechts, oder
umgekehrt, erreicht.
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Steuereinrichtung Fig. 2 zeigt schematisch eine Anordnung zum Steuern
des Gruppengetriebes in Abhängigkeit von den Vorwählbewegungen der Schaltwelle 1
und eines Splitting-Schalters 21 am Handschalthebel. Die Kupplung K1 wird mittels
einer Schaltstange 22 durch einen doppeltwirkenden Hydromotor M1 verstellt.
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Desgleichen wird die Kupplung K2 durch einen Hydromotor M2
über
eine Schaltstange 23 verstellt. Der mit der Schaltwelle 1 des Hauptgetriebes längsverschieblich,
aber undrehbar verbundene Nockenkörper 2 besitzt eine Steuerkurve 24, durch welche
zwei 3/2-Wegeventile 25 und 26 bei der Längsbewegung der Schaltwelle zwischen den
Schaltgassen für den 3./4. und den 5./6. Gang gegenläufig verstellt werden. Dabei
wird Druckluft aus einem Behälter 27.wechselweise den beiden Zylinderräumen des
Motors M2 zugeführt und die Kupplung K2 nach rechts oder links verstellt.
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Ein 4/2-Wegeventil (Relaisventil 28) steuert den Druckluftstrom wechselweise
zu den beiden Zylinderräumen des Motors M1. Ein durch den Splitting-Schalter 21
verstellbares Vorsteuerventil 29 steuert den Druckluftstrom zur Verstellung des
Relaisventils aus der gezeichneten Stellung in die Stellung für die Splitting-Gruppe.
Das Vorsteuerventil wird eingeschaltet durch Drücken des Splitting-Schalters. Ein
durch das Kupplungspedal 30 zu betätigendes Auslöseventil 31 gibt den Druckluftstrom
zum Relais 28 frei.
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Wirkungsweise des Getriebes Die Positionen der Kupplungen und Steuerorgane
in den drei Geschwindigkeitsbereichen des Zahnräderwechselgetriebes sind in der
Tabelle zusammengestellt.
| K1 l'el.Vent. Spl.Schalt K2 Schieberstell.von |
| Vent.25 Ventil 26 |
| Urfters.£3er. beliebig beliebig beliebig rechts oben unten |
| direkter " links Durchfl. Spl.Gru. links unten oben |
| unterbr. 11aus" |
| S»litter-" rechts Dtorchfl. Spl.Gru. links Seiten oben |
| offen ,,ein" |
In Fig. 2 sind die Steuerorgane in der Stellung für den untersetzten Bereich dargestellt.
Die Schaltwelle 1 und der mit ihr verbundene Nockenkörper 2 stehen in Neutralstellung
der Schaltgasse für den 3. und 4. Gang. Der Schieber des Ventils 25 ist eingedrückt,
der Schieber des Ventils 26 ist ausgefahren. Die Kupplung K2 wird durch den Motor
M2 nach rechts geschaltet und das Ausgangszahnrad 11 mit der Ausgangswelle 4 verbunden.
Damit ist der untersetzte Gang im Gruppengetriebe geschaltet. Im Hauptgetriebe kann
nun in üblicher Weise ein Gang des untersetzten Bereiches, z. B. der 3. Gang, geschaltet
werden. Dabei wurde durch die Betätigung des Kupplungspedals in der gezeichneten
"Aus"-Stellung des Splitting-Schalters 21 das Auslöseventil 31 geöffnet und die
Kupplung K1 nach links bewegt. In der "Ein"-Stellung des Splitting-Schalters würde
die Kupplung K1 nach rechts geschaltet. In beiden Fällen jedoch ist die Stellung
der Schiebemuffe 13 ohne Einfluß auf die Übersetzung, wenn die Schiebemuffe 17 die
"Rechts"-Stellung einnimmt.
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Bei der Bewegung des Handschalthebels vom 4. Gang in die nächste
Schaltgasse 5/6 wird der Nockenkörper 2 um eine Schaltgassenteilung nach links bewegt.
Die Ventile 25 und 26 werden aus der gezeichneten Stellung gegenläufig bewegt. Das
Hauptgetriebe läuft noch leer. Die Kupplung K2 wird durch den Motor M2 nach links
geschaltet. Die Kupplung K1 mit der Schiebemuffe 13 steht bereits links. Damit ist
der direkte Gang im Gruppengetriebe eingelegt.
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Soll bei Fahrt, beispielsweise im 5. Gang, der nächsthöhere Splitting-Gang
geschaltet werden, so wird der Hebel 21 betätigt. Dadurch wird das Vorsteuerventil
29 nach rechts in die "Offen"-Stellung bewegt. Relaisventil 28 wird entgegen der
Kraft der Feder 32 nach unten verstellt und die "Rechts"-Stellung der Kupplung K1
vorgewählt. Danach wird das Kupplungspedal 30 getreten, durch Druckluft in den linken
Zylinderraum des Motors M1 eintreten kann. Damit ist der zwischen dem 5. und 6.
Gang liegende Splitting-Gang eingelegt.
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Soll aus einem Splitting-Gang, z. B. bei Bremsfahrt, in einen Gang
des untersetzten Bereiches abwärts geschaltet werden, so muß lediglich der Handschalthebel
in die Stellung fur den gewünschten Gang bewegt werden. Durch den Wechsel des Bereiches
wird die Kupplung K2 selbsttätig von links nach rechts geschaltet. Der Splitting-Schalter
21 und die Kupplung K1 können in der Splitting-Stellung verbleiben.
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Zum Abwärtsschalten aus einem Splitting-Gang in den benachbarten
Gang des direkten Bereiches wird der Splitting-Schalter 21 in die "Aus"-Stellung
bewegt und das Kupplungspedal getreten.
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Im Unterschied zu einem bekannten Getriebe der Anmelderin (ZF-Prospekt
Ecosplit vom Januar 1980) werden bei dem Getriebe nach der Patentanmeldung nur die
Gänge des direkten Geschwindigkeitsbereiches gesplittet. Ein Hauptgetriebe mit vier
Vorwärts gängen und einem Rückwärts gang hat dann mit der 3-Gang-Nachschaltgruppe
insgesamt 12 Vorwärtsgänge, von denen die vier untersten Gänge und der R-Gang im
untersetzten Bereich und die vier oberen Gänge im direkten Gang und im Splitting-Gang
des Gruppengetriebes gcfahren werden.
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Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß das bekannte Getriebe
eine nachgeschaltete 2-Gang-Bereichsgruppe und eine integrierte Splitgruppe aufweist.
Diese drei Gruppen sind bei einem Getriebe nach der Patentanmeldung in einer Einheit
zusammengefaßt. Diese Nachschaltgruppe kann wahlweise an ein bereits vorhandenes
4-Gang-Getriebe angebaut werden.
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Bezugszeichen 1 Schaltwelle 2 Nockenkörper 3 Eingangswelle 4 Ausgangswelle
5 Lager 6 -Vorgelegewelle 7 Zahnrad auf 6 8 Zahnrad auf 6 9 Zahnrad auf 6 10 Eingangszahnrad
11 Ausgangszahnrad 12 Mittleres Zahnrad K1 Kupplung 13 Schiebemuffe von K1 14 Muffenträger
von K1 15 Linker Kupplungskörper von K1 16 rechter Rupplungskörpr von K1 K2 Kupplung
17 Schiebemuffe von K2 18 Muffenträger von K2 19 linker Kupplungskörper von K2 20
rechter Kupplungskörper von K2 21 Splitting-Schalter 22 Schaltstange von K1 M1 Druckluftmotor
von K1 23 Schaltstange von K2 M2 Druckluftmotor von K2 24 Steuerkurve 25 Wegeventil
26 Wegeventil 27 Druckluftbehälter 28 Relais-Ventil 29 Vorsteuerventil 30 Pedal
31 AuslOseventil 32 Feder
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