DE3131156C2

DE3131156C2 - "Stirnradwechselgetriebe"

Info

Publication number: DE3131156C2
Application number: DE19813131156
Authority: DE
Inventors: Walter 7990 Friedrichshafen Müller; Friedrich 7996 Meckenbeuren Schreiner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1981-08-06
Filing date: 1981-08-06
Publication date: 1986-05-28
Also published as: GB2103317A; BR8204622A; GB2103317B; DE3131156A1; CA1190063A

Abstract

Stirnradwechselgetriebe, das über eine Doppelkupplung und zwei konzentrisch angeordnete Getriebeantriebswellen lastschaltbar ist und eine zu den Antriebswellen koaxiale oder auch achsversetzte Abtriebswelle hat und mit Schaltkupplungen, wobei die Zuordnung der Zahnräder, Schaltkupplungen und Wellen einschließlich der Rückwärtsgangeinrichtung zueinander so erfolgt, daß eine hohe Mehrfachnutzung von Zahnrädern, Wellen und Schaltkupplungen in den jeweiligen, auch praktisch nutzbaren Gängen erfolgt und damit der Bauaufwand im Getriebe und, bezogen auf die Schaltkupplungen, auch in der Getriebesteuerung verringert wird bzw. sich auch eine Verkürzung des Getriebes durch einen kompakteren Aufbau ergibt. Die Rückwärtsgangeinrichtung ist dabei vorrangig zwischen den beiden Antriebskonstanten mit einer Schaltkupplung oder einem Schieberad und innerhalb der radialen Erstreckung der zwei parallel angeordneten Wellen, z.B. der Antriebswelle/Abtriebswelle zu der Nebenwelle bzw. der Antriebs-/Nebenwelle zu der Abtriebswelle, angeordnet.

Description

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Die Erfindung betrifft ein Stirnradwechselgetriebe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, da» mit Hilfe einer Doppelkupplung unter Last geschaltet werden kann.

Solche Getriebe sind bekannt, wenn sie auich bei den automatisch schaltbaren Getrieben sowohl im Pkw- wie auch im Lkw-Bereich bis jetzt kaum verwirklicht worden sind.

■ Nicht zuletzt ist dies neben den Steuemngsprobte- «> men, die bei solchen Getrieben auftauchen, auch auf den relativ großen Bauaufwand, verbunden mit der Getriebegröße, zurückzuführen.

Aus der DE-PS 9 23 402 ist ein solche« Getriebe bekannt, wobei nach F i g. 2 mit 4 Radzügen 6 Gänge und nach F i g. 3 mit 5 RadzUgen 7 Gänge bei gegenüber den Antriebswellen koaxial angeordnetem Abtrieb erzielbar sind. Die meisten der Räder sind aber sehr aufwendig mit einer Hohlwelle ausgeführt, und darüber hinaus sind neben der lastschaltbaren Doppelkupplung noch relativ viele Schaltkupplungen nötig, die bei einem modernen Getriebe mit jeweils einer Synchronisiereinrichtung versehen sein müßten. Da der Steuerungsaufwand für so viele Schaltkupplungen sehr hoch ist, ergeben sich zusätzliche Nachteile.

Darüber hinaus zeigt diese Druckschrift keine Lösungen für die Anordnung von zumindest einem Rückwärtsgang. Sollte ein solcher verwirklicht werden müssen, ist nach Fig.2 ein 5. und nach Fig.3 ein 6. Radzug notwendig, wobei sich die Anzahl der Zahnräder wie auch der Schaltkupplungen erhöht.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Stirnradwechselgetriebe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen mit einem reduzierten Bauaufwand am Getriebe und vor allem auch bei der Getriebesteuerung gemessen an den zu erzielenden und praktisch verwertbaren Gangabstufungen einschließlich des Rückwärtsgangbereiches.

Diese Aufgabe wird jeweils mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 und 2 in gleicher Weise erfüllt

Allen Getrieben ist gemeinsam, daß die einzelnen Getriebeelemente, wie Zahnräder und Kupplungen, bei den zu schaltenden Gängen - im Vorwärts- und Rückwärtsbereich - mehrfach benutzt werden, besonders günstig zueinander angeordnet sind und auf diese Weise zu jeweils einem Getriebe mit einer relativ großen Anzahl nutzbarer Gänge bei vergleichsweise geringem Bauaufwand führt Besonders die stark reduzierte Anzahl der Schaltkupplungen führt nicht nur zu einer wesentlichen Vereinfachung im Getriebeaufbau, sondern vereinfacht auch die Steuerung.

Obwohl nach Anspruch 1, wie beim vergleichbaren Stand der Technik, für eine gleiche zu erzielende Gangzahl 5 Radzüge notwendig sind, konnten die Schaltkupplungen von 10 auf 6 reduziert werden, was zu einer wesentlichen Vereinfachung fi.hrt

Nach dem Stirnradwechselgetriebe gemäß Anspruch 2 und in der konkreten Ausgestaltung nach Anspruch 3 werden mit nur 4 Radzügen 6 Vorwärtsgäiige und noch 4, auch unter bestimmten Bedingungen nutzbare Rückwärtsgänge gewonnen, so daß sich dieses Getriebe besonders dann eignet, wenn eine kurze Baulänge von Vorteil ist Die Plazierung der Rückwärtsganganordnung zwischen den beiden Antriebskonstanten ist obwohl eine kurze R-Gang-Welle benötigt wird, besonders vorteilhaft, weil der Bauraum infolge der notwendigen, lastschaltbaren Doppelkupplung zur Verfügung steht und die Rückwärtsgangeinrichtung zwischen den konzentrisch angeordneten Antriebswellen und der Nebenwelle angeordnet werden kann.

Wird nach Anspruch 4 und in der konkreten Ausgestaltung nach Anspruch 5 die Riickwärtsgangeinrichtung mit einem Schieberad vorgesehen, so kann der Bauaufwand auch bei Schrägverzahnung noch weiter verringert werden, ohne irgendwelche Nachteile in Kauf nehmen zu müssen, weil die Anordnung der Schieberadeinrichtung zwischen den beiden Konstanten die gleichen Vorteile bringt wie eine Rückwärtsganganordnung mit Schaltkupplung.

Um die Bauaufwandsverringerung annähernd vergleichbar zu machen, sind in der nachfolgenden Tabelle die Getriebeelemente - Zahnräder, Lastschaltkupplungen, Schaltkupplungen — addiert und durch die nutzbaren Gänge geteilt worden, so daß der sich ergebende Wert sowohl für den Stand der Technik wie

auch für die einzelnen Losungen nach den Fig, t bis 5

den Grad der Mehrfachbenutzung vergleichbar macht.

Dabei sind alle Lösungen sowohl mit allen möglichen

als auch mit nur einem Rückwärtsgang dargestellt Zusätzlich ist zu berücksichtigen, daß der Bauaufwand for eine Schaltkqppliing natürlich höher ist als für ein Zahnrad, und zwar im Getriebe selbst und vor allem auch bei der Steuerung.

	I	2	3	4	5	6	7	S
	LS-Kupp-	S-Kupp-	Zahnräder	Summe	Gänge	4:5	Gänge	4:7
	lungen	lungen		1-3
DE-PS 9 23 402 (Fig. 2)	2	6 + 1=7	8+3 = 11	20	7	2,86	7	2,86
DE-PS 9 23 402 (Fig. 3)	2	10	10 + 1 = 11	23	7	3,28	7	3,28
Fig. 1+2	2	6	11	19	8	2,37	7	2,71
Fig. 3+4	2	6	10	18	10	1,80	7	2,57
Fig. 5 + 4	2	5	9	16	10	1,60	7	2,28

Das Wechsel- oder Schaltgetriebe nach der DE-OS 2643 177 ist nicht lastschaltbar, und die im Bereich der hohlen Eintriebswelle angeordnete, doppelseitig wirkende Klauenkupplung, ermöglicht, wie allgemein bekannt, iediglich das Spliten der Grundgänge. Weiterhin ist der Rückwärtsgang — Radsatz — aus Gründen der Bemessung von dem allgemein üblichen Bereich am Getriebeausgang in Richtung auf den Getriebeeingang zu verlegt

Im folgenden werden weitere Einzelheiten der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen erläutert. Es zeigt jo

Fig. 1 ein Getriebeschema eines Stirnradwechselgetriebes mit Doppelkupplung und Schaltkupplungen und einer Nebenwelle mit koaxial angeordneten Antriebsund Abtriebswelle.

Fig.2 eine Darstellung der in jedem Gang jeweils a eingeschalteten Kupplungen und in jedem Gang erreichten Gesamtübersetzungen für ein Getriebe nach Fig. 1.

Fig.3 ein Getriebeschema nach Fig. 1, jedoch mit einer anderen Anordnung der Getriebeelemente sowie der Rückwäri gangeinrichtung.

F i g. 4 eine Darstellung nach F i g. 2, jedoch gemäß Getriebeschema nach F i g. 3.

F i g. 5 einen Schnitt durch das Getriebe nach F i g. 3 im Bereich der beiden Konstanten mit einem Schieberad als R-Gang-Einrichtung.

Den Stirn: adwechselgetrieben nach den F i g. 1 und 3 ist gemeinsam, daß die lastschaltbare Doppelkupplung A/B über den äußeren Lamellenträger mit einer Eingangswelle des Getriebes verbunden ist. Die ><' lastschaltbare Kupplung h ist dabei über den Innenlamellenträger Ai mit einer radial innenliegenden Antriebswelle 2, mit einem ersten Antriebszahnrad 21 sowie mit einer Hälfte Cj einer Schaltkupplung C fest verbunden. Die lastschaltbare Kupplung B ist über den Innenlamellenträger B₂ und über eine Antriebshohlwelle 3 mit einem zweiten AntriebszahnrrJ 31 verbunden.

In F i g. 1 wird die erste Antriebskonsiante im Radzug Il von dem ersten Antriebsrad 21 und dem auf der Nebenwelle gelagerten und eine Kupplungshälfte Gl μ der Schaltkupplung G tragenden Zahnrad 55 gebildet, während die zweite Äntricbskonstante über das Antriebsrad 31 und das fest mit der Nebenwelle 5 verbundene Zahnrad 51 im Radzug I gebildet wird. Die Nebenwelle 5 trägt im Radzug III noch das mit zwei Kuppeleinrichtungen G 2 und H2 versehene und drehbar gelagerte Zannrad 56. Weiter sind auf dieser Nebenwelle 5 die zweite Hälfte HI der Schaltkupplung //zwischen dem Radzug III und IV sowie die Zahnräder 52 und 53 im Radzug IV und V drehfest angeordnet Die zu den konzentrisch angeordneten Antriebswellen 2 und 3 koaxial angeordnete Abtriebswelle <! trägt zwischen dem Radzug II und III die andere Hälfte CX der Schaltkupplung C sowie die Kupplungskörper Di zwischen dem Radzug III und FV und Ei/Fl zwischen dem Radzug IV und V₁ der für eine Doppelkuppiung E und F eingerichtet ist Auf der Abtriebswelle 4 ist im Radzug III das Zahnrad 41 mit der Kupplungseinrichtung DI der Schaltkupplung D drehbar gelagert, im Radzug IV das Zahnrad 42 mit Schalteinrichtung E 2 der Schaltkupplung fund im Radzug V das Zahnrad 43 mit der Schalteinrichtung Fl der Schaltkupplung F. Im Radzug V ist zur Bildung des Rückwärtsganges das Zwischenrad 54 angeordnet

In Fig.3 sind die Antriebswellen 2 und 3 und die Antriebsräder 21, 31 wie in Fig. 1 angeordnet Die Nebenwelle 5 trägt drehfest das Zahnrad 57 im 1. und das Zahnrad 52 im Radzug IV sowie den Kupplungskörper H1 der Schaltkupplung //zwischen dem Radziig III und IV. Weiter ist auf dieser Nebenwelle im Radzug II das mit einer Kuppeleinrichtung Gi versehene Zahnrad 55 und im Radzug III das mit zwei Kuppeleinrichtungen G 2, H 2 versehene Zahnrad 56 drehbar gelagert Zwischen dem Radzug II und III ist die Schaltkupplung G und zwischen dem Radzug IH und IV die Schaltkupplung H angeordnet Die koaxial zu den Antriebswellen 2 und 3 angeordnete Abtriebswelle 4 trägt drehfest den Kupplungskörper Ci der Schaltkupplung C zwischen dem Radzug II und 111, den Kupplungskörper D1 der Schaltkupplung D zwischen dem Radzug III und IV und den Kupplungskörper Ei der Schaltkupplung E zwischen dem Radzug IV und dem Abtrieb. Die Zahnräder 41 im 3. und 42 im Radzug IV sind drehbar auf der Abtriebswelle angeordnet und haben noch Kupplungseinrichtungen D 2 und E 2. Die Rückwärtsganganordnung ist zwischen d?n beiden Antriebskonstanten der Radzüge I und Π angeordnet wobei in vorteilhafter Weise der Antrieb über ein fest mit der Rückwärtsgangwelle 61 verbundenes Zahnrad 62 vom zweiten A'triebszahnrad 31 aus erfolgt und über eine Rückwärtsgangkupplung F die Verbindung zum Rückwärtsgangrad 63 zu dem auf der Nebenwelle gelagerten Zahnrad 55 im Radzug II hergestellt werden kann. Mit dieser Anordnung sind 4 nutzbare Rückwärtsgänge schaltbar (Fig. 4).

Die Fig. 5 zeigt eiiifn Schnitt der Fig. 3 mit einem Zwischenrad als Rückwärtsgangeinrichtung 60. Das Zwischenrad ist als Schieberad G 5 auf einer Schiebe-

radwelle 66 in axialer Richtung verschiebbar, wobei der Eingriff mit dem Antriebszahnrad 31 wie auch mit dem auf der Nebenwelle 3 gelagerten Zahnrad 33 möglich ist und damit die Rückwärtsgänge eingerückt sind.

Die' Darstellungen der F i g. 2 und 4 bedürfen keiner zusätzlichen Erläuterung. Die in den jeweiligen Gängen geschalteten, lastschaltbaren Kupplungen A und B sowie die eingelegten Schaltkupplungen C bis H sind diesen Darstellungen entnehmbar. Weiter ist erkennbar, welche Schaltvorrichtungen in dem jeweiligen Antriebsstrang, der lastfrei ist, bei Hoch- und auch bei

Rückschaltungen vorgenommen werden müssen. Es ist auch erkennbar, daß in den Vorwärtsgängen die lastschaltbaren Kupplungen A und B jeweils abwechselnd zum Einsatz gelangen, und schließlich sind diesen Darstellungen die Übersetzungen in allen Gängen zu entnehmen.

Der Gegenstand ist nicht auf die dargestellten Stirnradwechselgetriebe beschränkt, sondern es ist z. B. auch möglich, die Schieberanordnung nach F i g. 5 analog für die andere Getriebeanordnung nach Fig. I TM nutzen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

U Stirnradwechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer auf der Eingangswelle angeordneten, lastschaltbaren Doppelkupplung und mit einer Nebenwelle, bei dem mit vier Radzügen und mit drei Schaltkupplungen auf der zur Eingangswelle koaxialen Abtriebswetlc und mit weiteren Schaltkupplungen auf der Neben welle ι ο sechs Vorwärtsgänge erzielt werden und bei dem die Doppelkupplung zur Eingangswelle parallel und mit dieser trieblich verbunden angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Nebenwelle (5) zwei Schaltkupplungen (G, H) und getriebeausgangsseitig zur Erzielung von zwei Rückwärtsgängen ein Radsatz (V) und auf der Abtriebswelle (4) eine Schaltkupplung (F) angeordnet sind (F ig. Iund2).
2. Stintradwechselgetriebe mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Nebenwelle (5) zwei Schaltkupplungen (G, H) und zwischen den beiden Antriebskonstanten (Radzug I und II) eine Rückwärtsgangeinrichtung (6) zur Erzielung von vier Rückwärtsgängen angeordnet sind (F i g. 3 und 4).
3. Stirnradwechselgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwärtsgangeinrichtung (6) eine Rückwärtsgangwelle (61) und ein mit ihr fest verbundenes erstes Rückwärtsgangrad (62), das. mit dem zweiten Antriebszahnrad (31) kämmt, und ein auf ihr geledertes _zwejtes Rückwärtsgangrad (63) aufweist, das über eiine Schaltkupplung (F) mit dem auf ^pr Nebenwelle (5) gelagerten Zahnrad (55) des Radzuges (II) trieblich verbindbar ist (F ■ g. 3).
4. Stirnradwechselgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwärtsgangeinrichtung (60, F i g. 5) mit einem Schieberad (G 5) gebildet wird.
5. Stirnradwechselgetriebe nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das !Schiebers i (GS) auf der Rückwärtsgangwelle (66) verschiebbar sitzt, daß es wahlweise das zweite Antriebszahnrad (31) auf der Antriebshohlwelle (3) und diese mit dem auf der Nebenwelle (5) drehbar gelagerten Zahnrad (55) des Radzuges 11 verbindet (F i g. S).