DE3320431C2 - Kraftfahrzeuggetriebe - Google Patents
KraftfahrzeuggetriebeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit einem
Grundgetriebe und einem an dessen Ausgangsseite gekuppelten
Bereichsgetriebe.
Fahrzeuggetriebe, die aus einem Grundgetriebe und einem mit
dessen Ausgangsseite gekuppelten Bereichsgetriebe bestehen,
sind bei Schwerlastkraftwagen sehr verbreitet, insbesondere
um eine große Anzahl Schaltstufen zu schaffen und um die
Drehzahl in einem bevorzugten Bereich zu halten, wenn bei
verschiedenen Geschwindigkeiten und Lasten gefahren wird.
Insgesamt sind acht Gänge bei einem Vierganggrundgetriebe und
einem Zweigangbereichsgetriebe vorgesehen.
In der DE-Z ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 82 (1980)
7/8, Heinz Hässle, Artikel "Ecosplit - Eine neue
Getriebereihe für schwere Nutzfahrzeuge", S. 369 bis 374 ist
ein Kraftfahrzeuggetriebe beschrieben, das ein Grundgetriebe
und ein an der Ausgangsseite des Grundgetriebes
angeflanschtes Bereichsgetriebe umfaßt. Das in einem
Bereichsgetriebegehäuse angeordnete Bereichsgetriebe weist
einen mit einem Zahnradkranzträger verbundenen Zahnradkranz
auf. Der Zahnradkranzträger ist drehbar auf einer
Ausgangswelle befestigt. Eine axial verschiebbare, jedoch in
bezug auf den Zahnradkranzträger drehfeste Schalthülse ist in
einer ersten Schaltstellung mit einem Kupplungsring in
Eingriff gebracht, der auf einer Zwischenscheibe befestigt
ist, die wiederum an dem Bereichsgetriebegehäuse fixiert ist.
Für einen direkten Durchtrieb bzw. einen Blockumlauf der
Planetenstufe wird die Schalthülse in einer zweiten
Schaltstellung mit einem Kupplungsring in Eingriff gebracht,
der an der Ausgangswelle befestigt ist. In der ersten
Schaltstellung tritt bei dieser Konstruktion eine
Drehmomentenbeanspruchung des Bereichsgetriebegehäuses auf.
Des weiteren sind in der zweiten Schaltstellung die
Planetenräder infolge des Drehmomentes zwischen dem
Planetenradträger und dem Zahnradkranz einer hohen Belastung
unterworfen. Das Drehmoment wird hierbei über den
Planetenradträger, die Ausgangswelle, den Kupplungsring, die
Schalthülse und den Zahnradkranzträger zurück zum
Zahnradkranz übertragen, wobei die Größe des Drehmomentes von
dem Verhältnis zwischen den Radien des Sonnenrades und des
Zahnradkranzes abhängig ist. Bei einem Übersetzungsverhältnis
von 1 : 3 bis 1 : 4 beträgt das Drehmoment etwas das Zwei- bis
Dreifache des Eingangsdrehmoments.
Aus der GB-PS 1183801 ist ein Bereichsgetriebe bekannt, das
ein Bereichsgetriebegehäuse, ein Sonnenrad, einen
Planetenträger mit mehreren Planetenrädern und ein Hohlrad
umfaßt. Die Planetenräder stehen ständig mit dem Sonnenrad
und dem Hohlrad in Eingriff. Das Sonnenrad ist drehfest mit
der Eingangswelle verbunden, und der Planetenträger ist
drehfest mit der Ausgangswelle verbunden. Das Hohlrad ist
drehbar auf der Eingangswelle gelagert und weist eine
Wechselschaltkupplung mit einer Schalthülse auf, die axial
verschiebbar aber drehfest auf einem Absatz des Hohlrades
fixiert ist. Zum Erzielen eines direkten Durchtriebs
verbindet die Schalthülse in einer ersten Schaltstellung das
Hohlrad drehfest mit der Eingangswelle. In einer zweiten
Schaltstellung verriegelt die Schalthülse das Hohlrad
drehfest mit einer Zwischenwand des Bereichsgetriebegehäuses.
Bei dieser Anordnung tritt in der zweiten Schaltstellung eine
Drehmomentenbeanspruchung des Bereichsgetriebegehäuses auf.
Aus der DE 26 22 493 A1 ist ein Fahrgetriebe bekannt,
bestehend aus einem Grundgetriebe mit einem Getriebegehäuse
und einer darin gelagerten Abtriebswelle sowie einem
hinzugeschalteten Bereichsgetriebe in Planetenräder-Bauweise
mit einem Bereichsgetriebegehäuse, dessen Gehäusevorderwand
an eine Gehäuseendwand des Grundgetriebes angeflanscht ist.
Das Eingangsglied des Bereichsgetriebes ist ein Sonnenrad,
während das Abtriebsglied für zwei schaltbare,
unterschiedlich untersetzte Drehbewegungen gleicher
Drehrichtung ein Planetenradträger ist. Ein den
Planetenradträger umgebendes Hohlrad ist mittels einer
Steuerhülse in einem bestimmten Maße axial verschiebbar im
Bereichsgetriebegehäuse gelagert und in einer ersten
Endstellung drehfest mit dem Bereichsgetriebegehäuse, genauer
gesagt einer Gehäusezwischenwand des Bereichsgetriebes,
verbunden. In einer zweiten Endstellung ist das Hohlrad
drehfest mit inneren Kupplungszähnen eines axial zum Hohlrad
und drehbar im Bereichsgetriebegehäuse auf der Abtriebswelle
angeordneten Zahnrads verbunden. Bei der beschriebenen
Konfiguration tritt in der ersten Endstellung des Hohlrades
eine Drehmomentenbeanspruchung des Bereichsgetriebegehäuses
auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeuggetriebe mit
einem Bereichsgetriebe zu schaffen, das einer geringeren
Belastung als der, die bei den vorbekannten Bereichsgetrieben
auftritt, unterworfen ist, und das dabei kompakter so
hergestellt werden kann, daß kein Moment auf sein
Bereichsgetriebegehäuse übertragen wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Kraftfahrzeuggetriebe mit
den Merkmalen des Anspruchs 1.
Mit der Erfindung wird in vorteilhafter Weise das Problem des
Verdrehmoments im hohen Bereich verhindert, wobei die
Belastung auf die Drehmoment übertragenden Teile des
Getriebes, wie z. B. der Planetenträger, seine Verbindung zur
Ausgangswelle, die Verbindung der Schalteinrichtung zur Welle
und der Schalteinrichtung selbst im Betrieb im hohen Bereich
entscheidend geringer als bei der bekannten Konstruktion ist.
Mit einem Übersetzungsverhältnis in dem oben erwähnten
Intervall beträgt die Belastung auf die Torsionsmoment
übertragenden Teile beispielsweise nur etwa 30% der Belastung
auf die entsprechenden Teile bei dem bekannten Getriebe.
Insbesondere im hohen Arbeitsbereich treten gewöhnlich hohe
Übergangsbelastungen auf. Durch die Festlegung des
Zahnkranzringes an einer Gehäuseendwand auf der Eingangsseite
des Getriebes kann beim Betrieb im niedrigeren Bereich die
oben erwähnte Zwischenscheibe weggelassen werden. Die
Gehäuseendwand kann in vorteilhafter Weise der hinteren
Endwand des Grundgetriebes entsprechen, so daß auf das
Getriebegehäuse kein Drehmoment übertragen wird, so daß es
dünner und aus einem anderen Material als Gußeisen, z. B.
Aluminium, hergestellt werden kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es
zeigt die Figur
einen Längsschnitt durch ein mit einem
Grundgetriebe verbundenes Bereichsgetriebe.
In der Figur ist der hintere Abschnitt eines Gehäuses 1 eines
Grundgetriebes dargestellt, an dem ein Flansch 2 eines
offenen Gehäuses 3 eines Bereichsgetriebes angeschraubt ist.
Die hintere Endwand 4 des Gehäuses 1 bildet somit
gleichzeitig die vordere Endwand des Gehäuses 3 des
Bereichsgetriebes. Das Grundgetriebe weist eine Ausgangswelle
5 auf, die sich in das Gehäuse 3 des Bereichsgetriebes
erstreckt und die Eingangswelle des Bereichsgetriebes
ausbildet, das über ein Planetengetriebe (allgemein mit der
Bezugsziffer 6 bezeichnet) mit einer Ausgangswelle 7 mit
einem Flansch zur Verbindung der Antriebswelle des Fahrzeugs
verbunden ist.
Das Planetengetriebe 6 umfaßt ein Sonnenrad 8, das fest auf
der Eingangswelle 5 befestigt ist und mit Planetenrädern 9
kämmt, die auf Spindelwellen 10 befestigt sind, die von einem
Planetenradträger 11 getragen werden, der wiederum mittels
einer Verkeilung 12 an der Ausgangswelle 7 befestigt ist. Die
Planetenräder 9 kämmen mit einem Zahnkranz 13, der fest an
einer Schalthülse 14 befestigt ist, die axial mittels einer
mit dem Schaltmechanismus des Fahrzeuges verbundenen
Schaltgabel (nicht gezeigt) verschiebbar ist.
Die Schalthülse 14 weist innere Kupplungszähne 15 auf, die in
der in der Figur dargestellten Stellung mit entsprechenden
Zähnen in einem Kupplungsring 16 in Eingriff treten, der
mittels einer Verkeilung 25 drehfest mit der Eingangswelle
verbunden ist. Der Kupplungsring 16 hat einen
Synchronisationskonus 17, der einen Synchronring 18 trägt,
der mit den Zähnen 15 der Schalthülse 14 in Eingriff steht.
Ein entsprechender gezahnter Kupplungsring 19 mit einem
Synchronisationskonus 20, der einen Synchronring 21 trägt,
ist an der hinteren Gehäuseendwand 4 des Grundgetriebes
befestigt und dient ebenfalls als Lagersitz für das vordere
Wellenlager 22 des Bereichsgetriebes. Der Kupplungsring ist
gegen Drehung mittels eines ringförmigen gezahnten
Sperrelements 23 gesichert, das mittels Stiften 24 an der
Gehäuseendwand 4 befestigt ist und Zähne aufweist, die die
Zähne des Kupplungsrings 19 in Eingriff nehmen.
In der in der Figur dargestellten Stellung der Schalthülse 14
ist der Zahnkranz 13 gegen eine Drehung in bezug auf die
Eingangswelle mittels der Zähne 15 der Hülse 14, die von den
Zähnen des Kupplungsrings 16 in Eingriff genommen werden,
gesperrt. Somit ist das Planetengetriebe gesperrt und es
besteht ein direkter Durchtrieb zwischen der Eingangs- und
der Ausgangswelle. Wenn die Schalthülse 14 und mit ihr der
Zahnkranz 13 von der in der Figur dargestellten Stellung nach
links verschoben wird, wird die Schalthülse zuerst von dem
Kupplungsring 16 gelöst. Durch die Wirkung des Synchronrings
21 werden die Schalthülse 14 und der Zahnkranz 13 gebremst,
woraufhin die Zähne 15 der Schalthülse 14 mit den Zähnen des
Kupplungsrings 19 in Eingriff gebracht werden, wodurch der
Zahnkranz 13 mit der Gehäuseendwand 4 versperrt wird. Nunmehr
ist der untere Arbeitsbereich geschaltet, wobei sich die
Eingangswelle in Abhängigkeit vom Übersetzungsverhältnis des
Getriebes mit einer höheren Drehzahl dreht.
Weiter soll darauf hingewiesen werden, daß mit der Erfindung
das Bereichsgetriebe in vorteilhafter Weise aus weniger
Teilen hergestellt werden kann. Durch die Anordnung der
Schalteinrichtung zwischen der Gehäuseendwand des
Grundgetriebes und des Planetengetriebes selbst ist es
möglich, nicht nur die oben erwähnte Zwischenscheibe, sondern
ebenfalls solche Teile, wie den Zahnkranzträger mit Lagern
und Führungshülse wegzulassen, da der Zahnkranz direkt mit
der Schalthülse verbunden werden kann.
Claims (5)
1. Kraftfahrzeuggetriebe, mit einem Grundgetriebe und
einem an einer ausgangsseitigen Gehäuseendwand (4) des
Grundgetriebes angebrachten Bereichsgetriebe,
wobei das Bereichsgetriebe ausgestattet ist mit einem in einem Gehäuse (3) angeordneten Planetengetriebe (6) mit einem auf einer Eingangswelle (5) befestigten Sonnenrad (8), das mit mittels eines Planetenradträgers (11) gelagerten Planetenrädern (9) kämmt,
wobei der Planetenradträger (11) mit einer Ausgangswelle (7) verbunden ist, und
wobei die Planetenräder (9) mit einem Zahnkranz (13) kämmen, der mittels einer Schaltkupplung entweder gegen eine Drehung relativ zum Gehäuse (4) zur Schaffung eines Übersetzungsverhältnisses ins Langsame zwischen der Eingangswelle (5) und der Ausgangswelle (7), oder gegen eine Drehung relativ zur Eingangswelle (5) und zur Ausgangswelle (7) zur Schaffung eines direkten Durchtriebs zwischen den Wellen gesperrt werden kann,
wobei der Zahnkranz (13) drehfest mit einer Schalthülse (14) verbunden ist,
wobei die Schalthülse (14) axial zwischen einer ersten Schaltstellung, in der sie eine drehfeste Verbindung zwischen dem Zahnkranz (13) und der Eingangswelle (5) schafft, und einer zweiten Schaltstellung, in der sie eine drehfeste Verbindung zwischen dem Zahnkranz (13) und der Gehäuseendwand (4) des Grundgetriebes auf der Eingangsseite schafft, verschiebbar ist.
wobei das Bereichsgetriebe ausgestattet ist mit einem in einem Gehäuse (3) angeordneten Planetengetriebe (6) mit einem auf einer Eingangswelle (5) befestigten Sonnenrad (8), das mit mittels eines Planetenradträgers (11) gelagerten Planetenrädern (9) kämmt,
wobei der Planetenradträger (11) mit einer Ausgangswelle (7) verbunden ist, und
wobei die Planetenräder (9) mit einem Zahnkranz (13) kämmen, der mittels einer Schaltkupplung entweder gegen eine Drehung relativ zum Gehäuse (4) zur Schaffung eines Übersetzungsverhältnisses ins Langsame zwischen der Eingangswelle (5) und der Ausgangswelle (7), oder gegen eine Drehung relativ zur Eingangswelle (5) und zur Ausgangswelle (7) zur Schaffung eines direkten Durchtriebs zwischen den Wellen gesperrt werden kann,
wobei der Zahnkranz (13) drehfest mit einer Schalthülse (14) verbunden ist,
wobei die Schalthülse (14) axial zwischen einer ersten Schaltstellung, in der sie eine drehfeste Verbindung zwischen dem Zahnkranz (13) und der Eingangswelle (5) schafft, und einer zweiten Schaltstellung, in der sie eine drehfeste Verbindung zwischen dem Zahnkranz (13) und der Gehäuseendwand (4) des Grundgetriebes auf der Eingangsseite schafft, verschiebbar ist.
2. Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Schalthülse (14) gleichzeitig als Zahnkranzträger
dient und fest mit dem Zahnkranz (13) verbunden ist.
3. Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Schalthülse (14) in einer der Schaltstellungen
einen ersten, in bezug zur Eingangswelle (5)
festgelegten Kupplungsring (16) in Eingriff nimmt, und
in der anderen Schaltstellung einen zweiten, an dem
Gehäuseteil (4) befestigten Kupplungsring (19) in
Eingriff nimmt.
4. Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Gehäuse (3) auf der Eingangsseite offen ist und
einen Flansch (2) aufweist, der fest an die
Gehäuseendwand (4) des Grundgetriebes auf dessen
Ausgangsseite anschraubbar ist, und daß der zweite
Kupplungsring (19) mit Mitteln (23, 24) zur
Befestigung des Kupplungsrings (19) an der
Gehäuseendwand (4) des Grundgetriebes versehen ist.
5. Kraftfahrzeuggetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis
4, insbesondere für Schwerlastkraftwagen, das ein
Grundgetriebe und ein Bereichsgetriebe umfaßt, wobei
sich die Ausgangswelle (5) des Grundgetriebes in das
Gehäuse (3) des Bereichsgetriebes erstreckt und die
Eingangswelle (5) des Bereichsgetriebes bildet,
dadurch gekennzeichnet, daß
in der zweiten Schaltstellung der Zahnradkranz (13)
mit der dem Bereichsgetriebe zugewandten
Gehäuseendwand (4) des Grundgetriebes drehfest
versperrt ist.
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