DE4000833C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Bei einem bekannten Zahnräderwechselgetriebe dieser Art (Daim­ ler-Benz-Getriebe G3/90-8, Daimler-Benz-Werkstatt-Handbuch "Getriebe Band 2, Nachtrag 6, Änderung Jan. 77", S. 002/4; Bet. Nr. 651 050 4500) ist einem vier Vorwärtsgangstufen und eine Rückwärtsgangstufe aufweisenden Hauptschaltgetriebe ein zwischen zwei Gangstufen umschaltbares Planetenräder-Nachschaltgetriebe im Kraftfluß nachgeordnet. Das äußere Zentralrad des Nach­ schaltgetriebes ist mit einer Hohlwelle bewegungsfest verbun­ den, welche von der Getriebeabtriebswelle mit radialem Spiel durchsetzt und mit einer synchronisierten Wechselschaltkupplung verbunden ist. Die Wechselschaltkupplung weist eine auf der Hohlwelle drehfest und axial verschiebbar angeordnete Schalt­ schiebemuffe auf, welche mittels korrespondierender Kupplungs­ zahnkränze wechselweise gegenüber einem gehäusefesten, von der Hohlwelle durchsetzten Kupplungszahnkranz und einem auf der Getriebeabtriebswelle bewegungsfest angeordneten Kupplungs­ zahnkranz formschlüssig festlegbar oder in einer mittleren Neutralstellung sowohl gegenüber dem Getriebegehäuse als auch gegenüber der Getriebeabtriebswelle frei drehbeweglich ange­ ordnet ist. Bei diesem bekannten Zahnräderwechselgetriebe ist somit eine Umschaltung des Nachschaltgetriebes stets mit einer Unterbrechung der Drehmomentübertragung zwischen dem Hauptschaltge­ triebe und der Getriebeabtriebswelle verbunden, unabhängig davon, ob Ein- und Ausgangswelle des Hauptschaltegetriebes in An­ triebsverbindung gebracht sind oder nicht.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht im wesent­ lichen darin, bei einem Zahnräderwechselgetriebe eine Umschal­ tung des dem Hauptschaltgetriebe im Kraftfluß nachgeordneten Nach­ schaltgetriebes ohne Unterbrechung der Drehmomentübertragung vornehmen zu können.

Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.

Bei dem Zahnräderwechselgetriebe nach der Erfindung läuft der Kraftfluß während der Umschaltung des Nachschaltgetriebes von dem Ausgangszahnrad auf der Ausgangswelle des Hauptschaltgetriebes direkt zur Getriebeabtriebswelle, so daß im Nachschaltgetriebe ein lastfreier Getriebezustand in den Verzahnungen erreicht ist, bei welchem die Umschaltung trotz der über den Planeten­ träger aufrecht erhaltenen Drehmomentübertragung naturgemäß erleichtert ist.

Einzelheiten und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles.

In der Zeichnung bedeuten:

Fig. 1 ein Getriebeschema eines 16-Gang-Wechselgetriebes nach der Erfindung, und

Fig. 2 eine Tabelle für die in den einzelnen Gängen be­ tätigten Schaltmittel des Wechselgetriebes von Fig. 1.

Zwischen einer von einem Antriebsmotor - ggf. über eine hydro­ dynamische Strömungseinheit - antreibbaren Eingangswelle 3 und einer koaxialen, mit Fahrzeugrädern koppelbaren Getriebeab­ triebswelle 25 sind räumlich in Reihe angeordnet:
ein Vorschaltgetriebe 6 mit einer eine Übersetzung ins Langsame aufweisenden Zahnradstufe 12 und mit einer eine Übersetzung ins Schnelle aufweisenden Zahnradstufe 14,
eine Kupplungsanordnung 10 mit vier unter Last schaltbaren reibschlüssigen Antriebskupplungen K1 bis K4,
ein aus zwei Teilgetrieben 37 und 39 mit je einer Vorgelege­ welle 8 bzw. 5 bestehendes Hauptschaltgetriebe 9 mit einer zur Ein­ gangswelle 3 koaxialen Ausgangswelle 7, und
ein einstegiges Planetenräder-Nachschaltgetriebe 29.

Die Antriebskupplungen K2 und K4 weisen eine gemeinsame Kupp­ lungstrommel 16 auf, mit welcher jeweils ihre primärseitigen Kupplungshälften verbunden sind. Die Kupplungstrommel 16 ist jeweils zentrisch und bewegungsfest zur Eingangswelle 3 als auch zu dem ringförmigen Eingangszahnrad 34 der Zahnradstufe 12 angeordnet, welch letzteres von der zentralen Eingangswelle 3 durchsetzt ist.

Die Antriebskupplungen K1 und K3 weisen eine gemeinsame Kupp­ lungstrommel 18 auf, mit welcher jeweils ihre primärseitige Kupplungshälfte verbunden ist. Die Kupplungstrommel 18 ist zentrisch und bewegungsfest zu dem Ausgangszahnrad 36 der Zahnradstufe 12 angeordnet, wobei dieses Ausgangszahnrad zen­ trisch und drehbar zur Vorgelegewelle 8 angeordnet ist. Die Sekundärhälfte der Antriebskupplung K2 ist über eine Hohl­ welle mit dem zu der Eingangswelle 3 zentrisch und drehbar an­ geordneten Eingangszahnrad 20 der Zahnradstufe 14 verbunden, deren Ausgangszahnrad 22 drehfest auf der Vorgelegewelle 8 sitzt.

Die Sekundärhälfte der Antriebskupplung K4 ist über eine zur Eingangswelle 3 koaxiale Getriebewelle 4 mit dem Ausgangszahn­ rad 26 einer Zahnradstufe 19 des Teilgetriebes 39 verbunden. Das Ausgangszahnrad 26 ist durch eine Synchronisierkupplung S4 mit der Ausgangswelle 7 verbunden.

Die Sekundärhälfte der Antriebskupplung K1 ist mit der Vorge­ legewelle 8 verbunden.

Die Sekundärhälfte der Antriebskupplung K3 ist mit der als Hohlwelle ausgebildeten Vorgelegewelle 5 des Teilgetriebes 39 verbunden, welche konzentrisch und drehbar zur Vorgelegewelle 8 angeordnet ist. Zur Hohlwelle 5 sind sowohl das Eingangszahnrad 24 der Zahnradstufe 19 als auch das Eingangszahnrad 28 einer weiteren Zahnradstufe 17 des Teilgetriebes 39 zentrisch und bewegungsfest angeordnet. Das Ausgangszahnrad 30 der Zahnrad­ stufe 17 sitzt drehbar auf der Ausgangswelle 7 und ist mit letzterer durch eine Synchronisierkupplung S2 verbunden.

Auf der Vorgelegewelle 8 sitzen jeweils zentrisch und bewegungsfest die Eingangszahnräder von Zahnradstufen 11, 13 und 15 des anderen Teilgetriebes 37, von denen die zugehörigen Ausgangszahnräder 35, 38 bzw. 40 zentrisch und drehbar zu der Ausgangswelle 7 angeordnet sowie durch je eine zugehörige Syn­ chronisierkupplung S1 bzw. SR bzw. S3 mit der Ausgangswelle 7 verbunden sind. Zur Bildung einer Drehsinnumkehr für wenigstens einen Rückwärtsgang kämmen Eingangs- und Ausgangszahnrad der Zahnradstufe 13 nicht direkt miteinander, sondern mit einem nicht mehr dargestellten Zwischenzahnrad.

Die Ausgangswelle 7 ist mit dem inneren Zentralrad 21 des Nachschaltgetriebes 29 drehfest verbunden, dessen Planeten­ träger 27 mit der Getriebeabtriebswelle 25 drehfest verbunden ist. Auf dem Planetenträger 27 sind Planetenräder 32 drehbar gelagert, welche sowohl mit dem inneren Zentralrad 21 als auch mit einem äußeren Zentralrad 23 kämmen. Das äußere Zentralrad 23 ist entweder durch eine Schaltkupplung KN mit dem Planeten­ träger 27 kuppelbar oder durch eine Schaltbremse BN gegenüber einem nicht drehenden Teil 31 eines Getriebegehäuses 33 fest­ legbar bzw. in den Neutralstellungen der Schaltmittel BN und KN gegenüber den Teilen 27 und 31 frei drehbar.

Gemäß der Erfindung ist das dem Nachschaltgetriebe 29 benach­ barte Ausgangszahnrad 35 auf der Ausgangswelle 7 durch eine Hilfsschaltkupplung SK mit dem Planetenträger 27 verbunden. Durch Einrücken dieser Hilfsschaltkupplung SK kann der Kraft­ fluß bei ausgerückter Synchronisierkupplung S1 unter Umgehung der Ausgangswelle 7 und der Verzahnungen des Nachschaltgetrie­ bes 29 direkt in die Getriebeabtriebswelle 25 eingeleitet wer­ den, so daß eine Umschaltung des Nachschaltgetriebes 29 unter diesen Umständen bei lastfreien Verzahnungen ohne Unterbrechung der Drehmomentübertragung erfolgen kann.

Das dargestellte Zahnräderwechselgetriebe ermöglicht zumindest sechzehn Vorwärtsgänge und zwei Rückwärtsgänge, deren Bildung aus der Schalttabelle der Fig. 2 in bekannter Weise ohne weiteres folgert. Danach befindet sich das Nachschaltgetriebe 29 in den Vorwärtsgängen 1 bis 8 in seiner einen - eine Teil­ übersetzung ins Langsame ergebenden - Gangstellung, in welcher das äußere Zentralrad 23 mittels der Schaltkupplung BN festge­ bremst ist.

Dagegen werden die langsame Übersetzung des Nachschaltgetriebes 29 in den Vorwärtsgängen 9 bis 16 nicht und die Ubersetzung der Zahnradstufe 11 nur in den Vorwärtsgängen 1, 2, 9 und 10 benö­ tigt. Demzufolge kann das Ausgangszahnrad 35 bei einer Hoch­ schaltung aus dem 8. Gang in den 9. oder 10. Gang - in welchem die Hilfsschaltkupplung SK infolgedessen bereits durch Vorwahl eingerückt sein kann - bei Antrieb von der Eingangswelle 3 her über eine der beiden auf die Vorgelegewelle 8 arbeitenden An­ triebskupplungen K1 bzw. K2 und unter Umgehung der Ausgangs­ welle 7 die Drehmomentübertragung vom Hauptschaltgetriebe 9 auf die Getriebeabtriebswelle 25 vermitteln, wodurch die Verzahnungen des Nachschaltgetriebes 29 lastfrei werden und das letztere in seine andere Gangstellung durch Einrücken der Schaltkupplung KN umschaltbar ist.

An der Bildung des 9. Ganges ist die Antriebskupplung K1 be­ teiligt, während im 10. Gang die andere auf die Vorgelegewelle 8 arbeitende Antriebskupplung K2 in die Drehmomentübertragung eingeschaltet ist. Demzufolge kann das Ausgangszahnrad 35 bei Rückschaltungen aus dem 10. oder 9. Gang in den 8. Gang das Drehmoment in der beschriebenen Weise auf die Getriebeab­ triebswelle 25 übertragen, wobei die Hilfsschaltkupplung SK bereits im 11. Gang durch Vorwahl eingerückt sein kann.

Die Anwendung dieser erfindungsgemäßen Anordnung bei Mehrwe­ ge-Getrieben ist besonders vorteilhaft, weil dann bei diesen Getrieben Lastschaltungen nicht nur in einem stationären Ge­ triebezustand des Nachschaltgetriebes, sondern auch bei Um­ schaltungen des Nachschaltgetriebes durchgeführt werden können - also eine Unterbrechung der Drehmomentübertragung bei Um­ schaltungen zwischen den Vorwärtsgängen grundsätzlich vermieden ist.

Claims (7)

1. Zahnräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, bei dem eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle eines Haupt­ schaltgetriebes der Vorgelegebauart durch jeweils minde­ stens eine von mehreren Zahnradstufen in Antriebsverbindung bringbar sowie die Ausgangswelle mit einem der beiden Zen­ tralräder und eine Getriebeabtriebswelle mit dem Planeten­ träger eines einstegigen Planetenräder-Nachschaltgetriebes verbunden sind, dessen anderes Zentralrad durch eine Schaltkupplung mit einem nicht drehenden Teil eines Getrie­ begehäuses verbunden werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenträger (27) und ein benachbartes, auf der Ausgangswelle (7) drehbar angeordnetes Zahnrad (35) einer Zahnradstufe (11) des Hauptschaltgetriebes (9) durch eine Hilfsschaltkupplung (SK) miteinander verbunden sind.

2. Wechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das mit der Hilfsschaltkupplung (SK) verbundene Zahnrad (35) an der Bildung des niedrigsten Vorwärtsganges (1. Gang) beteiligt ist.

3. Wechselgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, das die Hilfsschaltkupplung (SK) synchronisiert ist.

4. Wechselgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß als Hauptschaltgetriebe ein Mehrwege-Getriebe (Teilgetriebe 37 und 39) verwendet ist.

5. Wechselgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Hilfsschaltkupplung (SK) und eine das zugehörige Zahnrad (35) mit der Ausgangswelle (7) verbindende Gangschaltkupplung (S1) als Wechselschaltkupp­ lung ausgebildet sind.

6. Wechselgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ausgangswelle (7) mit dem in­ neren Zentralrad (21) verbunden ist.

7. Wechselgetriebe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das Hauptschaltgetriebe (9) zwei Teilgetriebe (37, 39) mit je einer Vorgelegewelle (8 bzw. 5) aufweist.