DE3909939A1

DE3909939A1 - Lastschaltgetriebe

Info

Publication number: DE3909939A1
Application number: DE19893909939
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Tenberge
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1988-03-30
Filing date: 1989-03-25
Publication date: 1989-10-19
Also published as: DE3909939C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lastschaltgetriebe, bestehend aus einem Koppel-, Stell- und Schaltgetriebeteil, wobei mittels Umlaufrädersätzen des Koppelgetriebeteils eine Ausgangsdrehzahl des in seinem Übersetzungsverhältnis variablen Stellgetriebeteils zumindest der Drehzahl einer Hauptantriebswelle überlagerbar ist und ausgangsseitige Koppelwellen verbindbar sind mit einem Sonnenrad einer ersten Planetenradstufe des Schaltgetriebeteils, der eine zweite Planetenradstufe nachgeordnet ist, von deren Steg eine Hauptabtriebswelle des Schaltgetriebeteils antreibbar und deren Hohlrad gehäusefest abbremsbar ist.

Ein Lastschaltgetriebe der vorgenannten Gattung ist aus der DE-PS 33 42 047 bekannt. Dabei ist das Koppelgetriebe als vierwelliges Umlaufrädergetriebe ausgebildet, in welchem der Drehzahl einer Hauptantriebswelle eine Ausgangsdrehzahl einer als Stellgetriebeteil dienenden stufenlos einstellbaren hydrostatischen Einheit überlagert wird. Zwei ausgangsseitige Koppelwellen treiben jeweils alternativ über den Stellbereich der hydrostatischen Einheit mit sich stufenlos aneinander anschließenden Drehzahlen den nachgeordneten Schaltgetriebeteil an. Die beiden Planetenradstufen dieses Schaltgetriebeteils werden über vier mit Doppelzahnkupplungen versehene Schaltblöcke betätigt, wobei jeder Schaltblock zwei bzw. drei Einkuppelstellungen und zum Teil auch eine Neutralstellung aufweist (Fig. 11). Eine zur Betätigung dieser Schaltblöcke zu verwendende Schalteinrichtung ist daher in ihrem Aufbau sehr kompliziert, und es ist aufgrund des Getriebeaufbaus erforderlich, zwei Doppelzahnkupplungen (S 1 und S 3) durch rotierende Teile hindurch zu schalten. Hinzu kommt, daß in den Gängen 3 bis 6 vorbereitende Schaltungen erfolgen müssen, damit an den zu schaltenden Kupplungshälften beim Gangwechsel Synchronlauf besteht.

Weiterhin ist aus der EP-A 02 22 108 ein Lastschaltgetriebe bekannt, dessen Koppelgetriebeteil aus zwei Summierungsplanetengetrieben besteht, wobei eine Koppelwellendrehzahl gebildet wird aus der Drehzahl einer Hauptantriebswelle und der Ausgangsdrehzahl eines Stellgetriebeteils, und dieser Koppelwellendrehzahl nochmals im zweiten Summierungsplanetengetriebe die Ausgangsdrehzahl es Stellgetriebeteils überlagert wird. Das Lastschaltgetriebe weist keinen dem Koppelgetriebe nachgeordneten Schaltgetriebeteil auf, vielmehr wirken die Koppelwellen unmittelbar oder über ein Wendegetriebe auf die Hauptabtriebswelle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schaltgetriebeteil eines Lastschaltgetriebes der genannten Gattung derart auszubilden, daß bei Verwendung einer geringen Anzahl von Getriebe- und Schaltelementen viele Gangstufen schaltbar sind. Dabei soll eine einfache Betätigung der Schaltelemente möglich sein.

Diese Aufgabe wird an einem Lastschaltgetriebe der vorgenannten Gattung nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, daß ein Hohlrad der ersten Planetenradstufe über eine Kupplung an einen drehfest mit der Hauptabtriebswelle verbundenen Steg der zweiten Planetenradstufe kuppelbar ist, und daß ein Steg der ersten Planetenradstufe mit einem Sonnenrad der zweiten Planetenradstufe verbunden und an die Hauptabtriebswelle kuppelbar ist. Der Schaltgetriebeteil ist auf diese Weise als äußerst kompaktes Zweisteg-Umlaufgetriebe ausgebildet, zu dessen Schaltung einfach ausgebildete druckmittelbetätigte Bremsen und Kupplungen verwendet werden können. Je nach Schaltstellung des Schaltgetriebeteils und Schaltung der Drehzahlüberlagerungen im Koppelgetriebe sind für ein Kraftfahrzeug bei geringen Zugkraftanforderungen Fahrgeschwindigkeitsbereiche innerhalb eines Stellbereiches des stufenlosen Stellgetriebes beherrschbar, an die sich die jeweils nächste Gangstufe oder die höchsten Gangstufen unmittelbar anschließen können.

Gemäß Anspruch 2 kann der Steg der ersten Planetenradstufe mit dessen Sonnenrad kuppelbar sein. Mit dieser zwischen Sonnenrad und Steg der ersten Planetenradstufe angeordneten Kupplung ist in Kombination mit den Schaltelementen der ersten und zweiten Planetenradstufe wahlweise ein direkter Durchtrieb des Schaltgetriebeteils oder eine Drehzahlübersetzung der Ausgangsdrehzahl der Koppelwellen ausschließlich über die zweite Planetenradstufe schaltbar.

Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel vereinfacht dargestellt ist. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Lastschaltgetriebes mit einem Koppelgetriebeteil, dem ein hydrostatischer Stellgetriebeteil zugeordnet und ein aus zwei Planetenradstufen bestehender Schaltgetriebeteil nachgeschaltet ist und

Fig. 2 eine Schaltlogik für das Getriebe nach Fig. 1.

In der Fig. 1 ist ein Lastschaltgetriebe mit stufenlos einstellbarer Übersetzung dargestellt, das aus einem Koppelgetriebeteil 1, einem als hydrostatische Einheit ausgebildeten Stellgetriebeteil 2 und einem Schaltgetriebeteil 3 besteht. Dabei werden sowohl der Koppelgetriebeteil 1 als auch der Stellgetriebeteil 2 von einer Hauptantriebswelle 4 angetrieben, die mit dem Abtrieb einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine verbunden ist. Die Hauptantriebswelle 4 treibt über unterschiedliche Zahnräderpaarungen leistungsverzweigt einen Steg 5 des Koppelgetriebeteils 1 und eine als Verstellpumpe 6 ausgebildete hydrostatische Primäreinheit des Stellgetriebeteils 2 an. Die Verstellpumpe 6 bildet einen hydraulischen Kreis mit einem im Schluckvolumen konstanten Hydromotor 8, so daß die Übersetzung des Stellgetriebes in den Stellbereichsgrenzen der Verstellpumpe 6 stufenlos von -1 bis +1 einstellbar ist. Der Koppelgetriebeteil 1 weist eine Doppelplanetenstufe 8 auf, an der abtriebsseitig Koppelwellen 9 und 10 angeordnet sind, die über Kupplungen 11 und 12 an eine Zwischenwelle 13 kuppelbar sind. Diese Zwischenwelle 13 führt einerseits unmittelbar zum Schaltgetriebeteil 3 und andererseits zu einem weiteren Umlaufrädersatz 14, in welchem der Drehzahl der beiden Kuppelwellen 9 und 10 die Drehzahl der Hauptantriebswelle 4 überlagerbar ist. Dieser Umlaufrädersatz 14 des Koppelgetriebeteils 1 hat ausgangsseitig eine Koppelwelle 15.

Die Koppelwelle 15 ist durch die als Hohlwelle ausgebildete Zwischenwelle 13 und durch den Schaltgetriebeteil 3 hindurchgeführt und mittels einer Kupplung 16 unmittelbar mit einer Hauptabtriebswelle 17 verbindbar. Der Schaltgetriebeteil 3 weist eine erste Planetenradstufe 18 und eine zweite Planetenradstufe 19 auf. Dabei treibt die Zwischenwelle 13 mittels eines drehfest auf ihr angeordneten Sonnenrades 20 Planetenräder 21 der ersten Planetenradstufe 18 an, die mit einem Hohlrad 22 kämmen. Ein Steg 23 dieser ersten Planetenradstufe 18 kann über eine Kupplung 24 mit dem Sonnenrad 20 verbunden werden und nimmt weiterhin ein inneres Zentralrad 25 der zweiten Planetenradstufe 19 auf, die weiterhin Planetenräder 26 und ein äußeres Zentralrad 27 aufweist. Ein Steg 28 dieser zweiten Planetenradstufe 19 ist einerseits unmittelbar mit der Hauptabtriebswelle 17 verbunden und andererseits über eine Kupplung 29 an das Hohlrad 22 der ersten Planetenradstufe 18 kuppelbar. Das äußere Zentralrad 27 der zweiten Planetenradstufe 19 kann über eine Bremse 30 gehäusefest abgebremst werden. Der das innere Zentralrad 25 der zweiten Planetenradstufe 19 aufnehmende Steg 23 der ersten Planetenradstufe 18 ist über eine Kupplung 31 mit der Hauptabtriebswelle 17 verbindbar.

Eine Schaltlogik für das Lastschaltgetriebe der Fig. 1 ist der Fig. 2 zu entnehmen. Der Schaltgetriebeteil 3 liefert drei Gangstufen für die Vorwärtsfahrt. Die größte Übersetzung beim Antrieb am Sonnenrad 20 der ersten Planetenradstufe 18 und Betätigung der Kupplung 29 sowie der Bremse 30, die mittlere Gangstufe bei Antrieb über die Kupplungen 24 oder 31, das innere Zentralrad 25 der zweiten Planetenradstufe 19 bei geschlossener Bremse 30 und den direkten Durchtrieb bei direkter Überbrückung des Schaltgetriebeteils 3, in dem die Kupplungen 24 und 29 gleichzeitig eingerückt, so daß die Zwischenwelle 13 direkt mit der Hauptabtriebswelle 17 verbunden ist. Darüber hinaus kann die Hauptabtriebswelle 17 unter Umgehung des Schaltgetriebeteils 3 auch direkt über die Kupplung 16 mit der dritten Koppelwelle 15 des Koppelgetriebeteils 1 verbunden werden. Folgende Schaltabläufe lassen sich an einem Kraftfahrzeug, das mit dem erfindungsgemäßen Lastschaltgetriebe ausgerüstet ist, durch die Betätigung der Schaltelemente des Schaltgetriebeteils 3 für die Vorwärtsfahrt realisieren:

V 21-V 2-V 3-V 4-V 5-V 6
V 21-V 2-V 3-V 4-V 5-V 6 L
V 21-V 2-V 3-V 4 L
V 41-V 4-V 5-V 6
V 41-V 4-V 5-V 6 L
V 4-V 4 L
V 61-V 6
V 61-V 6 L

Der erfindungsgemäße Schaltgetriebeteil 2 kann selbstverständlich auch einem Koppelgetriebeteil mit anderem Aufbau und anderer Anzahl von Koppelwellen nachgeschaltet werden. Beispielsweise kann der Koppelgetriebeteil auch entsprechend der gattungsbildenden DE-PS 33 42 047 oder der weiterhin zum Stand der Technik genannten EP-A 02 22 108 ausgebildet sein.

Bezugszeichen

1 Koppelgetriebeteil
2 Stellgetriebeteil
3 Schaltgetriebeteil
4 Hauptantriebswelle
5 Steg
6 Verstellpumpe von 2
7 Hydromotor von 2
8 Doppelplanetenstufe von 1
9 Koppelwelle
10 Koppelwelle
11 Kupplung an 9
12 Kupplung an 10
13 Zwischenwelle
14 Umlaufrädersatz von 1
15 Koppelwelle von 14
16 Kupplung zwischen 15 und 17
17 Hauptabtriebswelle
18 erste Planetenradstufe von 3
19 zweite Planetenradstufe von 3
20 Sonnenrad von 18
21 Planetenräder von 18
22 Hohlrad von 18
23 Steg von 18
24 Kupplung zwischen 20 und 23
25 inneres Zentralrad von 19
26 Planetenräder von 19
27 äußeres Zentralrad von 19
28 Steg von 19
29 Kupplung zwischen 22 und 28
30 Bremse an 27
31 Kupplung zwischen 23 und 17

Claims

1. Lastschaltgetriebe, bestehend aus einem Koppel- (1), Stell- (2) und Schaltgetriebeteil (3), wobei mittels Umlaufrädersätzen (8, 14) des Koppelgetriebeteils (1) eine Ausgangsdrehzahl des in seinem Übersetzungsverhältnis variablen Stellgetriebeteils (2) zumindest der Drehzahl einer Hauptantriebswelle (4) überlagerbar ist und ausgangsseitige Koppelwellen (10 und 11) verbindbar sind mit einem Sonnenrad (20) einer ersten Planetenradstufe (18) des Schaltgetriebeteils (3), der eine zweite Planetenradstufe (19) nachgeordnet ist, von deren Steg (28) eine Hauptabtriebswelle (17) des Schaltgetriebeteils (3) antreibbar und deren äußeres Zentralrad (27) gehäusefest abbremsbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hohlrad (22) der ersten Planetenradstufe (18) über eine Kupplung (29) an einen drehfest mit der Hauptabtriebswelle (17) verbundenen Steg (28) der zweiten Planetenradstufe 19) kuppelbar ist, und daß ein Steg (23) der ersten Planetenradstufe (18) mit einem inneren Zentralrad (25) der zweiten Planetenradstufe (19) verbunden und an die Hauptabtriebswelle (17) kuppelbar ist.

2. Lastschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (23) der ersten Planetenradstufe (18) mit dessen Sonnenrad (20) kuppelbar ist.