DE3508351A1

DE3508351A1 - Mehrgang-zahnradschaltgetriebe, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3508351A1
Application number: DE19853508351
Authority: DE
Inventors: Manfred 8015 Markt Schwaben Schindler
Original assignee: Ficht GmbH
Current assignee: Ficht GmbH
Priority date: 1985-03-08
Filing date: 1985-03-08
Publication date: 1986-09-11

Description

Mehrgang-Zahnradschaltgetriebe, insbesondere tür
Krafttahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf ein Mehrgang-Zahnradschaltgetriebe mit Stirnrädern, insbesondere für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Zahnradschaltgetriebe mit mehreren Vorwärtsgängen und einem oder auch mehreren Rückwärtsgängen für Kraftfahrzeuge sind in vielen konstruktiv einfachen oder komplizierten Ausführungsformen bekannt. Sie bestehen im wesentlichen aus einer Getriebeantriebswelle mit einem an deren hinteren Ende befestigten Getriebeantriebsrad, das mit dem vorderen Stirnrad der Vorgelegewelle dauernd in Eingriff steht. Auf dieser Vorgelegewelle sind für die einzelnen Vorwärtsgänge Stirnräder unverdrehbar befestigt, die mit Gegenrädern dauernd kämmen, die auf der Getriebeabtriebswelle frei drehbar gelagert sind. Geschaltet werden die einzelnen Gangstufen durch zwischen den einzelnen Stirnrädern auf der Getriebeabtriebswelle axial verschiebbar gelagerte Schaltmuffen mit beiderseitigen Mitnehmerklauen, die bei der Gangwahl stirnseitig in das jeweilige Zahnrad eingreifen. Für den Rückwärtsgang ist zusätzlich ein Umkehrrad zur Änderung der Drehrichtung vorgesehen; vgl. Bussien, Automobiltechnisches Handbuch, Bd. 2, 18. Auflage, S. 237.
Ein Nachteil der bekannten mehrgängigen Stirnradschaltgetriebe besteht grundsätzlich darin, daß diese Getriebekonzeption eine erhebliche Baulänge aufweist, die z.B. bei Personenkraftwagen zu vorne in den Fahrgastraum hinein sich erstreckende Getriebegehäuse führt, die sich störend zwischen dem Fahrer- und dem Beifahrersitz autwölben. Auch müssen bei solchen Getrieben die verwendeten Zahnräder in ihren Durchmessern klein gehalten werden* um nicht auch noch den Einbauraum quer zu den Getriebewellen gro dimensionieren zu müssen Bei gleicher Übertragungsleistung relativ kleine Zahnräder sind jedoch werkstoffmäßig und herstellungstechnisch teuer.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Mehrgang-Schaltgetriebe der eingangs genannten Art in sehr kurzer Bauweise zu schaffen, das trotzdem die Unterbringung vieler Gangstufen erlaubt und außerdem die Verwendung relativ großer Zahnräder und damit größere freiheit in der Werkstoffwahl zuläßt.
Diese Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale gelöst.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Durch den erfindungsgemäßen Einsatz zweier Zentralräder mit relativ großen Teilkreisdurchmessern in Verbindung mit über ihren Umfang verteilt angeordneten Gangrädern in zwei parallelen, in einem verhältnismäßig kleinen Abstand nebeneinander liegenden Getriebequerebenen entsteht eine extrem kurze Getriebekonzeption. Die relativ großen Zentralräder bringen den Vorteil mit sich, daß auch bei hohen Drehmomenten die spezifischen Zahnbelastungen niedrig bleiben, so daß Werkstoff geringerer Güteklasse für ihre Herstellung genügen. Durch das größere Platzangebot ist außerdem eine solche Getriebebauart konstruktiv einfacher zu automatisieren. Alle Bauteile für die dann notwendige Synchronisierung können nämlich auf einer Seite der einen Getriebequerebene angeordnet werden. Hieraus ergibt sich der weitere Vorteil des leichten Zugangs bei der Montage und der der Wartung.
Ferner führt das erfindungsgemäße Mehrgangschaltgetrieb in Verbindung mit einem Antriebsmotor mit sternförmig angeordneten Zylindern zu einem räumlich kompakten Antriebsaggregat, da deren drei konstruktive Hauptebenen, nämlich die Motorzylinderebene und die beiden Getriebequerebenen, in denen die beiden Zentralräder mit ihren jeweiligen Gangrädern liegen, relativ nahe parallel aneinander gerückt werden können, wobei die Umfangsdimensionen dieser drei Konstruktionsebenen etwa die gleiche Grölle aufweisen.
Das erfindungsgemäße Triebwerk eignet sich insbesondere zum Antrieb von Sonderkraftfahrzeugen mit Heck- oder Frontantrieb, z.B. für Busse, insbesondere aber für Panzerfahrzeuge, bei denen eine minimale Einbaulänge verlangt wird, die Einbauhöhe dagegen in Grenzen ausreichend vorhanden ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der trtinunq dargestellt. Es zeigen: Figur 1 eine Seitenansicht des Mehrgang-Schaltrnetriebes mit sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang schematisch, Figur 2 die Zahnräderanordnung des Mehrgang-Scnaltgetriebes in Richtung der Getriebewelle und Figur 3 das Mehrgang-Schaltgetriebe perspektivisch mit einem Antriebsmotor.
Auf einer Getriebeantriebswelle 1 ist ein Getriebeantriebsrad 2 mit einem relativ großen Teilkreisdurchmesser drehfest angeordnet. Mit der Außenverzahnung des als Zentralrad fungierenden Getriebeantriebsrades 2 stehen sechs getriebeeingangsseitige Vorwärtsgangräder 3, 4, 5, 6, 7 und 8 mit kleineren Teilkreisdurchmessern in dauerndem Eingriff, ebenso ein getriebeeingangsseitiges Rückwärtsgangrad 9 Die vorgenannten Zahnräder 2, 3, 4, 5, ö> 7, 8 und 9 liegen alle in einer getriebeeingangsseitigen Getriebequerebene E.
Den Vorwärtsgangrädern 3, 4, 5, 6, 7 und 8 in einem relativ kleinen Konstruktionsabstand jeweils koaxial gegenüber befinden sich sechs getriebeausgangsseitige Vorwärtsgangräder 10, 11, 12, 13, 14 und 15. Das gleiche gilt für das getriebeausgangsseitige Rückwartsgangrad 16. Zwischen den jeweiligen koaxial gegenüberliegenden Zahnrädern, die Zahnradpaare 3 und 10 sowie 4 und 11 sowie 5 und 12 sowie 6 und 13 sowie 7 und 14 sowie 8 und 15 sowie 9 und 16 bilden, sind Schiebekupplungen 17 vorgesehen, die nur einseitig kuppeln. Damit werden je nach Gangwahl jeweils nur zwei koaxial gegenüberliegende Zahnräder, also ein Zahnradpaar, miteinander drehfest verbunden.
Die getriebeausgangsseitigen Vorwärtsgangräder 10, 11, 12> 13> 14 und 15 und das Umkehrrad 18 des Rückwärtsganges stehen im dauernden Eingriff mit der Außenverzahnung eines Getriebeabtriebsrades 19 mit relativ großem Teilkreisdurchmesser, das auf einer Getriebeabtriebswelle 20 drehfest sitzt. Das Getriebeabtriebsrad 19 als zweites Zentralrad liegt mit den getriebeausgangsseitigen Vorwärtsgangrädern 10 bis 15 sowie mit dem getriebeausgangsseitigen Rückwärtsgangrad 16 und dem Rückwärtsgangumkehrrad 18 in einer zweiten Konstruktionsebene, und zwar in der getriebeausgangsseitigen Getriebequerebene A. Die Getriebequerebenen E und A verlaufen parallel zueinander.
Durch die ertindungsgemäße etriebegrundkonzeption zweier, in zwei parallelen Querebenen E und A gegenüberliegend angeordneter, verhältnismäßig großer Zentralräder als Getriebeantriebsrad 2 und als Getriebeabtriebsrad 19, die über ihre Außenverzahnung mit den entsprechend abgestuften Gangrädern dauernd in Eingriff stehen, wird z.B. bei einem Kraftfahrzeugschaltgetriebe mit seiner spezifischen bzw. charakteristischen Gangabstufung eine in bezug auf die Zahnräder besondere "Konstruktionsdichte" uns 1 Hinblick tarif den Außenumfang des Gesamtgetriebes eine optimale Raumform erreicht. Dies geht anschaulich aus den Darstellungen der Zeichnung hervor, wonach die vielen Zahnräder auf engstem Raum untergebracht sind und das Gesamtgetriebe annähern@@ scheibenförmig gestaltet werden kann und darüber hinaus eier entsDrechenden Motorform äquivalent ist. Mit anderen Worten, durch den räumlichen Versatz der Längsachsen der beiden Zentralråder in mindestens einer zur Getriebeebene E senkrechten Ebene bzw.
des Getriebeantriebsrades 2 und des Getriebeabtriebrades 19 bzw.
der Getriebeantriebswelle 1 und der Getriebeabtriebswelle 20 läßt sich eine Konstellation für die vielen Zahnräder bzw. ein Anordnungsschema erreichen, das bei minimalen Raumverhältnissen durch geschickte Anordnung und Verteilung der einzelnen Zahnräder die Unterbringung eines Maximums von Gangabstufungen erbringt.
Uie aus Figur 3 hervorgeht, wird das erfindungsge-:äßn Schaltcrtriebe durch eine Brennkraftmaschine 21 mit sternförmig anqeordneten Zylindern 22 angetrieben, die in einer zu den Getriehequerebenen A und E parallelen tUdne, der Motorebene C, liegen.
Auf der Getriebeabtriebswelle 20 sitzt ein weiteres Zahnrad ,.
drehfest, das mit einem Zahnrad 24 kämmt , welches suf ci Actisantriebe 25 einwirkt.
Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, zeichnet sich das erfindungsgemäße Mehrgang-Getriebe durch eine kurze Bauweise und die Möglichkeit aus. daß die Synchronisation jeder Getriebestufe nach nur einer Seite erfolgt, so daß das Synchronisationsglied also nur entriegelt oder verriegelt zu werden braucht.
Auch bei hohen Drehmomenten treten nur geringe Zahnkräfte infolge der relativ großen Durchmesser auf; hieraus resultiert eine relativ freie Werkstoffwahl für die einzelnen Zahnräder. Schließlich ist ein leichter Zugang zum Getriebe durch Lösen z.B. eines Gehäusedeckels möglich; auch ist das Mehrgang-Getriebe leicnt zu automatisieren.
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Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Mehrgang.ZahnradschaltgetrieDe mit St i rnrädern , insbesonue>-e für Kraftfahrzeuge, mit einer Getriebeantriebswelle, auf dem ein Getriebeantriebsrad fest angeordnet ist, das Schülträdermit Vorwärtsgangrädern und einem Rückwärtsgangrad mit Umkehrrad antreibt, und mit einer Getriebeabtriebswelle, die über die Schalträder je nach gewähltem Gang mit entsprechender Drehzahl bzw. Drehrichtung angetrieben wird, wobei alle Stirnräder miteinander dauernd in eingriff stehen und die einzelnen Gangstufen wahlweise einkuppelbar sind, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß das auf der Getriebeantriebswelle (1) drehfest sitzende Getriebeantriebsrad (2) mit einem verhältnismäßig großen Teilkreisdurchmesser ausgeführt ist und als Zentralrad über seine Außenvtr zahnung mit über seinen Umfang verteilt angeordneten getriebeeingangsseitigen Vorwärtsgangrädern (3, 4, 5, 6, 7 und 8) und mit einem getriebeeingangsseitigen Rückwärtsgangrad (9) dauernd in Eingriff ist, und daß ferner auf der Getriebeabtriebswelle (20) ein Getriebeabtriebsrad (19) ebenfalls mit einem vertältnismäßig großen Teilkreisdurchmesser wellenfest angeordnet ist, das als Zentralrad über seine Außenverzahnung mit über seinen Unfang verteilt angeordneten getriebeausgangsseitigen Vorwärtsgangrädern (10, 11, 12, 13, 14 und 15) und mit dem Umkehrrad (18) des Rückwärtsganges, das von einem ausgangsseitigen Rückwärtsgangrad (16) angetrieben wird, dauernd in Eingriff ist, wobei das Getriebeantriebsrad (2) mit seinen Gangrädern (3 bis 8 und 9) in einer getriebeeingangsseitigen Querebene (E) und das Getriebeabtriebsrad (19) mit seinen Gangrädern (10 bis 15 sowie 16 und 18) in einer getriebeausgangsseitigen Querebene (A) liegt, und beiJe Getriebequerebenen (E und A) zueinander parallel liegen, und die getriebeeingangsseitigen Vorwärtsgangräder (3 bis 8) und die getriebeausgangsseitigen Vorwärtsgangräder (10 bis 15) einer jeden Vorwärtsgangstufe paarweise koaxial gegenüberlieqen und wahlweise jeweils die beiden Gangräder einer jeden Vorwärtsgangstufe mittels einer Schiebekupplung (17) miteinander kuppelbar sind.
2. Mehrgang-Zahnradschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das getriebeeingangsseitige Rückwärtsgangrad (9) und das getriebeausgangsseitige Rückwärtsgangrad (16) koaxial gegenüberliegen und durch eine Schiebekupplung (17) miteinander einseitig kuppelbar sind.
3. Mehrgang-Zahnradschaltgetriebe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Achsen (1, 20) von Getriebeantriebsrad (2) und Getriebeabtriebsrad (19) in mindestens einer zur Getriebeebene (E) senkrechten Ebene gegeneinander verschoben angeordnet sind.
4. Mehrgang-Zahnradschaltgetriebe nacn Anspruch 1 und 2, von einer Brennkraftmaschine angetrieben, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß als Antriebsmaschine eine Brennkraftmaschine (21) mit sternförmig angeordneten Zylindern (22) dient, deren Ebene (C) parallel zu den beiden Getriebequerebenen (E und A) liegt.