DE3932264C2 - Zahnradgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnradgetriebe nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Ein herkömmliches Zahnradgetriebe, bei dem die Antriebs­ welle koaxial der Ausgangswelle gegenübergesetzt ist, ist in dem Reparaturhandbuch für Toyota R 50-Getriebe gezeigt. Dieses Zahnradgetriebe gemäß dem Stand der Technik wird in Fig. 2 gezeigt. Eine Antriebswelle 22 ist einer Ausgangs­ welle 23 koaxial gegenübergesetzt und ist in einem Getriebegehäuse 21 gelagert, wobei ein Ende der Antriebs­ welle 22 in ein Ende der Ausgangswelle 23 drehbar eingepaßt ist. Eine Vorgelegewelle 24 ist im Getriebegehäuse 21 dreh­ bar gelagert und parallel unterhalb der Antriebswelle 22 und der Ausgangswelle 23 angeordnet. Ein Antriebszahnrad INg ist am Ende der Antriebswelle 22 angeordnet und steht im Eingriff mit einem Vorgelegezahnrad CINg, das auf einem Ende der Vorgelegewelle 24 angeordnet ist. Ein drittes Ausgangszahnrad 3g′ ist drehbar auf der Ausgangswelle 23 angeordnet und steht im Eingriff mit einem dritten Vorgelegezahnrad C3g′, das auf der Vorgelegewelle 24 ange­ ordnet ist. Ein zweites Ausgangszahnrad 2g′ ist auf der Ausgangswelle 23 drehbar angeordnet und steht im Eingriff mit einem zweiten Vorgelegezahnrad C2g′, das auf der Vorge­ legewelle 24 angeordnet ist. Ein erstes Ausgangszahnrad 1g′ ist drehbar auf der Ausgangswelle 23 angeordnet und steht im Eingriff mit einem ersten Vorgelegezahnrad C1g′, das auf der Vorgelegewelle 24 angeordnet ist. Ein fünftes Ausgangs­ zahnrad 5g′ ist auf der Ausgangswelle 23 angeordnet und steht im Eingriff mit einem fünften Vorgelegezahnrad C5g′, das auf der Vorgelegewelle 24 drehbar angeordnet ist.

Ein Rücklaufzahnrad Rg′ ist auf einer Schiebemuffe derart ausgebildet, daß es mit der Schiebemuffe in drehfester Ver­ bindung steht. Ein Rücklaufvorgelegezahnrad CRg′ ist dreh­ fest auf der Vorgelegewelle 24 angeordnet. Ein Rücklaufmit­ telzahnrad (nicht sichtbar) ist zwischen dem Rücklaufzahn­ rad Rg′ und dem Rücklaufvorgelegezahnrad CRg′ angeordnet und steht mit beiden Zahnrädern im Eingriff.

Eine Synchronisationseinrichtung 25 für den dritten und den vierten Gang ist zwischen der Antriebswelle 22 und der Aus­ gangswelle 23 angeordnet. Wenn die Schiebemuffe der Syn­ chronisationseinrichtung 25 in Rechtsrichtung gemäß Fig. 2 bewegt wird, tritt das dritte Ausgangszahnrad 3g′ über die Schiebemuffe mit der Ausgangswelle 23 derart in Eingriff, daß die Ausgangswelle 23 mit dem dritten Ausgangszahnrad 3g′ in drehfeste Verbindung gebracht wird, wodurch der dritte Gang eingelegt ist. Wenn die Schiebemuffe der Syn­ chronisationseinrichtung 25 in Linksrichtung gemäß Fig. 2 bewegt wird, tritt die Ausgangswelle 23 mit der Antriebs­ welle 22 über die Schiebemuffe derart in Eingriff, daß die Ausgangswelle mit der Antriebswelle in drehfeste Verbindung gebracht wird, wodurch der vierte Gang eingelegt ist. Eine Synchronisationseinrichtung 26 für den ersten, den zweiten und den Rückwärtsgang ist auf der Ausgangswelle 23 zwischen dem ersten Ausgangszahnrad 1g′ und dem zweiten Ausgangs­ zahnrad 2g′ angeordnet. Wenn die Schiebemuffe der Synchro­ nisationseinrichtung 26 in Rechtsrichtung gemäß Fig. 2 be­ wegt wird, tritt das erste Ausgangszahnrad 1g′ über die Schiebemuffe derart mit der Ausgangswelle in Eingriff, daß sich die beiden gleich schnell drehen, wodurch der erste Gang eingelegt ist. Wenn die Schiebemuffe in Linksrichtung gemäß Fig. 2 bewegt wird, tritt das zweite Ausgangszahnrad 2g′ mit der Ausgangswelle 23 über die Schiebemuffe derart in Eingriff, daß sich die Ausgangswelle 23 mit derselben Ge­ schwindigkeit wie das Ausgangszahnrad 2g′ dreht, wodurch der zweite Gang eingelegt ist. Wenn die Schiebemuffe in der mittleren Lage steht, steht das Rücklaufzahnrad Rg′ mit der Ausgangswelle derart in Eingriff, daß sich die Ausgangs­ welle 23 gleich schnell wie das Rücklaufzahnrad Rg′ dreht, wodurch der Rückwärtsgang eingelegt ist. Eine Synchronisa­ tionseinrichtung 27 für den fünften Gang ist auf der Vorge­ legewelle 24 neben dem fünften Vorgelegezahnrad C5g′ ange­ ordnet. Wenn die Schiebemuffe der Syn­ chronisationseinrichtung 27 in Richtung auf das fünfte Vor­ gelegezahnrad C5g′ bewegt wird, tritt das fünfte Vorgelege­ zahnrad C5g′ mit der Vorgelegewelle 24 in Eingriff, wobei der fünfte Gang eingelegt wird.

In diesem Zahnradgetriebe gemäß dem Stand der Technik ist die Synchronisationseinrichtung 26 für den ersten und den zweiten Gang auf der Ausgangswelle 23 derart angeordnet, daß die Vorgelegewelle 24 durch das Drehmoment der An­ triebswelle 22 ständig gedreht wird. Deswegen benötigt man zum Schalten von einem Gang in den anderen Gang viel Kraft. So muß man, wenn man z. B. in den ersten Gang schalten will, eine Kraft aufbringen, die dem Drehmoment entspricht, das benötigt wird, um die Ausgangswelle 23 nicht nur mit dem ersten Ausgangszahnrad 1g′, sondern auch mit der Vorgelege­ welle 24 und der Antriebswelle 22 drehen zu lassen. Dabei muß man, um in einen niedrigen Gang zu schalten, besonders viel Kraft aufwenden. Das auf ein Zahnradpaar eines Ganges einwirkende Drehmoment wird durch die T_ex1 ausgedrückt. T_e entspricht dem Antriebsdrehmoment der Antriebswelle 22 und i entspricht dem Übersetzungsverhältnis zwischen dem An­ triebszahnrad INg und dem Vorgelegezahnrad CINg. Für jedes Zahnradpaar ist eine Festigkeit erforderlich, die dem Dreh­ moment standhalten kann. Deswegen ist die erforderliche Radbreite der Zahnräder jedes Zahnradpaares derart groß, daß die sich daraus ergebenden Getriebemaße sowie das da­ durch bedingte Getriebegewicht ebenfalls groß werden. Des weiteren stellt jedes Kugellager ein Raum- bzw. Platzpro­ blem dar. Darüber hinaus ist das erste, zweite und dritte Ausgangszahnrad 1g′, 2g′, 3g′, die sich jeweils gegenüber der Ausgangswelle 23 drehen, an einer obenliegenden Stelle im Gehäuse 21 angeordnet, wodurch das Schmieröl nicht ohne weiteres zwischen die sich gegeneinander drehenden Elemente geführt wird, wobei sich jedes der unteren Ausgangsräder weiterhin gegenüber der Ausgangswelle dreht, und daher be­ sonders bei höheren Drehzahlen eine Beschädigung der Zahn­ räder bzw. der Ausgangswelle durch übermäßigen Verschleiß oder ein Festfressen zwischen der Ausgangswelle und den Ausgangsrädern entstehen kann.

Aus dem DE-GM 18 24 585 ist ein gattungsgemäßes Zahnradgetriebe bekannt. Dieses Zahnradgetriebe verfügt über eine Antriebswelle, deren ausgangsseitiges Ende über ein Lager in einer axialen Bohrung der Abtriebswelle zu dieser drehbar gelagert ist. Die Abtriebswelle wird beidseitig des Ein­ gangszahnrades gelagert. Das Eingangszahnrad der Abtriebswelle ist einstückig mit dieser ausgeführt. Zur Montage wird das an­ triebsseitige Lager auf die bereits im abtriebsseitigen Lager montierte Abtriebswelle von der Antriebsseite her aufgeschoben.

Die GB-PS 899 349 zeigt ein Zahnradgetriebe, dessen Ab­ triebswelle auf der Abtriebsseite mit einem doppelten Schräg­ kugellager gelagert ist. Ein Lager der Abtriebswelle dieses Zahnradgetriebes befindet sich abtriebsseitig von dem Ab­ triebszahnrad und die Abtriebswelle wird zusätzlich auf der An­ triebsseite des Abtriebszahnrades gelagert. Die Montage dieses Getriebes erfolgt daher grundsätzlich wie die Montage des in der DE-GM 18 24 585 gezeigten Getriebes.

Aus der GB-PS 1 426 718 ist ein Zahnradgetriebe bekannt, bei dem eine Vorgelegewelle vorgesehen ist, auf der ein Rückwärtsgang­ zahnrad gelagert ist, das mittels einer Synchronisierung mit der Vorgelegewelle verbindbar ist. Die Antriebswelle des Zahnradge­ triebes wird über ein Lager im Getriebegehäuse und ein zweites Lager gelagert, das an der Ausgangswelle vorgesehen ist. Die Ausgangswelle wiederum wird über zwei Lager im Getriebegehäuse gelagert.

Dem Anmeldungsgegenstand liegt die Aufgabe zugrunde, ein leichtes, kompakt zu bauendes Getriebe zu schaffen, das ko­ stengünstig zu fertigen ist.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Durch die Realisierung einer Abtriebswelle, die aus­ schließlich abtriebsseitig des Eingangszahnrades der Ab­ triebswelle gelagert ist, wird es möglich, die Montage des Getriebes erheblich zu vereinfachen. Bei einer solchen Konstruk­ tion ist es möglich, die Abtriebswelle samt dem Eingangszahnrad zu montieren und einfach in die Lagerung einzuschieben. Dabei wird durch die abtriebsseitige Lagerung der Abtriebswelle eine sichere und vorteilhafte Lagerung geschaffen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels ei­ nes erfindungsgemäßen Zahnradgetriebes, und

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Zahnradgetriebes gemäß dem Stand der Technik.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist eine Antriebswelle 2 auf einer Seite eines Getriebegehäuses 1 mittels zweier Kugellager 3, 4 drehbar gelagert. Auf der anderen Seite des Getriebege­ häuses wird eine Ausgangswelle 5 mittels Kugellager 6, 7 drehbar gelagert. Die Antriebswelle 2 und die Ausgangswelle 3 werden koaxial gegenübergesetzt, wobei ein Ende der An­ triebswelle 2 in ein Ende der Ausgangswelle 3 mittels, eines Kugellagers 8 drehbar eingepaßt wird. Eine Vorgelegewelle 9 wird im Getriebegehäuse 1 parallel unterhalb der Antriebs­ welle 2 und der Ausgangswelle 3 durch Kugellager 10, 11, 12 drehbar gelagert. In Fig. 1 sind auf der Antriebswelle 2 von links nach rechts ein Rücklaufzahnrad Rg, ein fünftes Antriebszahnrad 5g, ein erstes Antriebszahnrad 1g und ein zweites Antriebszahnrad 2g angeordnet. Ein drittes An­ triebszahnrad 3g wird auf der Antriebswelle 2 drehbar neben dem zweiten Antriebsrad 2g, angeordnet. Ein Rücklauf­ vorgelegezahnrad CRg, ein fünftes Vorgelegezahnrad C5g, ein erstes Vorgelegezahnrad C1g und ein zweites Vorgelegezahn­ rad C2g sind drehbar auf der Vorgelegewelle 9 ange­ ordnet. Jedes der Vorgelegezahnräder C5g, C1g, C2g steht mit dem jeweiligen Antriebszahnrad in Eingriff. Das Rücklaufvorgelegezahnrad CRg steht über ein mittleres Zahn­ rad Ig im Eingriff mit dem Rücklaufrad Rg. Ein drittes Vor­ gelegezahnrad C3g wird derart auf der Vorgelegewelle 9 an­ geordnet, daß es sich mit der Vorgelegewelle 9 dreht und mit dem dritten Antriebszahnrad 3g im Eingriff steht.

Ein Ausgangszahnrad Og wird drehfest auf einem Ende der Ausgangswelle 5 angeordnet und steht mit einem Ausgangsvor­ gelegezahnrad C0g im Eingriff, das drehfest auf der Vorge­ legewelle 9 angeordnet ist.

Eine Synchronisierkupplung als Synchronisationseinrichtung 13 für den Rückwärtsgang und den fünften Gang wird auf der Vorgelegewelle 9 zwischen dem Rücklaufvorgelegezahnrad CRg und dem fünften Vorgelege­ zahnrad C5g angeordnet. Dadurch, daß eine Schiebemuffe 13a der Synchronisationseinrichtung 13 in die eine oder andere Richtung bewegt wird, wird entweder das Rücklaufvorgelege­ zahnrad CRg oder das fünfte Vorgelegezahnrad C5g in drehfe­ ste Verbindung mit der Vorgelegewelle 9 gebracht. Eine Syn­ chronisationseinrichtung 14 für den ersten und den zweiten Gang wird auf der Vorgelegewelle zwischen dem ersten Vorge­ legezahnrad C1g und dem zweiten Vorgelegezahnrad C2g ange­ ordnet. Dadurch, daß eine Schiebemuffe 14a der als Synchronisa­ tionseinrichtung arbeitenden Synchronisierkupplung 14 in die eine oder andere Richtung bewegt wird, läßt sich das erste Zahnrad C1g oder das zweite Zahn­ rad C2g in drehfeste Verbindung mit der Vorgelegewelle 9 bringen. Eine weitere Synchronisierkupplung als Synchronisationseinrichtung 15 für den drit­ ten und vierten Gang wird auf der Antriebswelle 2 und der Ausgangswelle 5 zwischen dem dritten Antriebszahnrad 3g und dem Ausgangszahnrad Og angeordnet. Dadurch, daß eine Schie­ bemuffe 15a der Synchronisationseinrichtung 15 in die eine oder andere Richtung bewegt wird, läßt sich die Antriebs­ welle mit dem dritten Antriebszahnrad 3g oder mit der Aus­ gangswelle in drehfeste Verbindung bringen.

Im folgenden wird die Wirkungsweise des Zahnradgetriebes beschrieben. Dadurch, daß der Schalthebel 20 in eine Posi­ tion gebracht wird, die dem ersten Gang entspricht, bewegt sich die Schiebemuffe 14a der Synchronisationseinrichtung 14 für den ersten und zweiten Gang in Richtung des ersten Vorgelegezahnrads C1g (in Fig. 1 nach links), wobei das er­ ste Vorgelegezahnrad C1g in drehfeste Verbindung mit der Vorgelegewelle 9 gebracht wird. Dadurch wird das Drehmoment der Antriebswelle 2 über das erste Antriebsrad 1g, das er­ ste Vorgelegerad C1g, die Schiebemuffe 14a, die Vorgelege­ welle 9, das Vorgelegeausgangszahnrad COg und das Ausgangs­ zahnrad Og auf die Ausgangswelle 5 übertragen und dabei erhöht.

Wird der Schalthebel 20 in eine Position gebracht, die dem zweiten Gang entspricht, bewegt sich die Schiebemuffe 14a in Richtung des zweiten Vorgelegezahnrads C2g (in Fig. 1 nach rechts) und das zweite Vorgelegezahnrad C2g wird in drehfeste Verbindung mit der Vorgelegewelle 9 gebracht. Da­ durch wird das Drehmoment der Antriebswelle 2 über das zweite Antriebszahnrad 2g, das zweite Vorgelegezahnrad C2g, die Schiebemuffe 14a, die Vorgelegewelle 9′ das Vorgelege­ ausgangszahnrad COg und das Aufgangszahnrad Og auf die Aus­ gangswelle 5 übertragen und dabei erhöht.

Wird der Schalthebel 20 in eine Position gebracht, die dem dritten Gang entspricht, wird die Schiebemuffe 15a der Syn­ chronisationseinrichtung 15 für den dritten und vierten Gang in Richtung des dritten Antriebszahnrads 3g bewegt (in Fig. 1 nach links), wobei das dritte Antriebszahnrad 3g in drehfeste Verbindung mit der Antriebswelle 2 gebracht wird. Dadurch wird das Drehmoment der Antriebswelle 2 über die Schiebemuffe 15a, das dritte Antriebszahnrad 3g, das dritte Vorgelegezahnrad C3g, die Vorgelegewelle 9, das Vorgelege­ ausgangszahnrad COg und das Ausgangszahnrad Og auf die Aus­ gangswelle 5 übertragen und dabei erhöht.

Wird der Schalthebel 20 in eine Position gebracht, die dem vierten Gang entspricht, wird die Schiebemuffe 15a in Rich­ tung des Ausgangszahnrads Og (in Fig. 1 nach rechts) be­ wegt, wobei die Antriebswelle 2 in drehfeste Verbindung mit der Ausgangswelle 5 gebracht wird. Dadurch wird das Drehmo­ ment der Antriebswelle 2 über die Schiebemuffe 15a direkt auf die Ausgangswelle 5 übertragen.

Wird der Schalthebel 20 in eine Position gebracht, die dem fünften Gang entspricht, wird die Schiebemuffe 13a der Syn­ chronisationseinrichtung 13 für den Rückwärtsgang und den fünften Gang in Richtung des fünften Vorgelegezahnrads C5g (in Fig. 1 nach rechts) bewegt, wobei das fünfte Vorgelege­ zahnrad C5g in drehfeste Verbindung mit der Vorgelegewelle 9 gebracht wird. Dadurch wird das Drehmoment der Antriebs­ welle 2 über das fünfte Antriebszahnrad 5g, das fünfte Vor­ gelegezahnrad C5g, die Schiebemuffe 13a, die Vorgelegewelle 9, das Vorgelegeausgangszahnrad COg und das Ausgangszahnrad Og auf die Ausgangswelle 5 übertragen und dabei herabgesetzt.

Wird der Schalthebel 20 in eine Position gebracht, die dem Rückwärtsgang entspricht, wird die Schiebemuffe 13a in Richtung des Rücklaufvorgelegezahnrads CRg (in Fig. 1 nach links) bewegt, wobei das Rücklaufvorgelegezahnrad CRg in drehfeste Verbindung mit der Vorgelegewelle 9 gebracht wird. Dadurch wird das Drehmoment der Antriebswelle 2 über das Rücklaufrad Rg, das mittlere Zahnrad Ig, das Rücklauf­ vorgelegezahnrad CRg, die Schiebemuffe 13a, die Vorgelege­ welle 9, das Vorgelegeausgangszahnrad COg und das Aus­ gangszahnrad Og auf die Ausgangswelle 5 übertragen, wobei die Drehrichtung geändert und das Drehmoment erhöht wird.

Wie aus obigen Ausführungen hervorgeht, besteht das erfindungsgemäße Zahnradgetriebe aus einer Vielzahl von Zahnradpaaren, wobei zumindest die Zahnradpaare für die niedrigen Gänge jeweils aus einem Antriebszahnrad und einem drehbar auf der Vorgelegewelle angeordneten Vorgelegezahn­ rad bestehen. Die Synchronisationseinrichtungen für die niedrigen Gänge werden auf der Vorgelegewelle angeordnet.

Es wirkt auf jedes Zahnradpaar nur das Antriebs-Drehmo­ ment (T_E), so daß die benötigte Zahnradbreite herabgesetzt werden kann, und nur ein Ausgangszahnräderpaar entsprechend dem Drehmoment T_ExI auszulegen ist. Somit kann das Ge­ triebe mit verminderter Größe und vermindertem Gewicht aus­ geführt werden.

Dadurch, daß die sich zueinander drehenden Elemente zwi­ schen den Zahnrädern und der jeweiligen Welle auf der Seite der Vorgelegewelle angeordnet sind, und die Vorgelegewelle unterhalb der Antriebswelle angeordnet ist, wird das Schmieröl einfach und sicher an beide Stellen herangeführt. Deswegen wird kein Kugellager zwischen der Vorgelegewelle und den Vorgelegezahnrädern benötigt.

Claims (2)

1. Zahnradgetriebe mit einem Getriebegehäuse (1), einer An­ triebswelle (2), die in dem Getriebegehäuse (1) gelagert ist; einer Abtriebswelle (5), die in dem Getriebegehäuse (1) derart gelagert ist, daß sie koaxial gegenüber der Antriebswelle (2) angeordnet ist; einer einzigen Vorgelegewelle (9), die in dem Getriebegehäuse (1) parallel unterhalb der Antriebswelle (2) und der Abtriebswelle (5) gelagert ist; einer Vielzahl von Zahnrad­ paaren, deren Zahnräder miteinander in Eingriff stehen und von denen jedes aus einem auf der Antriebswelle (2) angeordneten An­ triebszahnrad und einem auf der Vorgelegewelle angeordneten Vor­ gelegezahnrad besteht; einem einzigen Abtriebszahnradpaar (Og, COg), dessen Zahnräder miteinander im Eingriff stehend drehfest auf der Abtriebswelle (5) und der Vorgelegewelle (9) angeordnet sind; und mehreren Synchronisierkupplungen, durch die das Drehmoment der Antriebswelle (2) auf die Vorgelegewelle (9) übertragen wird, wobei zumindest die Antriebszahnräder für die niedrigen Gänge drehfest auf der Antriebswelle (2) angeordnet sind, sowie zumindest die Getriebezahnräder für die niedrigen Gänge drehbar auf der Vorgelegewelle (9) angeordnet sind, und zumindest die Synchronisierkupplungen für die niedrigen Gänge auf der Vorgelegewelle (9) derart angeordnet sind, daß die Vor­ gelegezahnräder mit der Vorgelegewelle (9) in drehfeste Ver­ bindung bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgangsseitige Ende der Antriebswelle (2) eine Lagerung nur durch dessen Einpassen mittels eines Kugel- oder Nadellagers (8) in das antriebsseitige Ende der Abtriebswelle (5) erfährt und die Abtriebswelle (5) im Getriebegehäuse (1) mittels zweier separater Kugellager oder Kegelrollenlager (6, 7) ausschließlich abtriebsseitig des auf der Abtriebswelle (5) angeordneten Zahnrades (Og) des Abtriebszahnradpaares (Og, COg) gelagert ist.

2. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein erster, ein zweiter und ein Rückwärtsgang die niedrigen Gänge bilden,
daß die Vorgelegezahnräder für den ersten und den zweiten Gang auf der Vorgelegewelle (9) nebeneinander angeordnet sind, und
daß die Synchronisierkupplung (13) für den ersten und den zweiten Gang zwischen den Vorgelegezahnrädern für den ersten und den zweiten Gang angeordnet ist.