DE3320431C2 - Kraftfahrzeuggetriebe - Google Patents

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.

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.