DE4116189C2 - Schaltgetriebe - Google Patents
SchaltgetriebeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Schaltgetriebe für Fahrzeuge müssen eine ganze Reihe von Anforderungen zugleich
erfüllen. So soll eine bestimmte Anzahl an Gängen nicht unter- und bestimmte
Abmessungen nicht überschritten werden. Außerdem soll ein bestimmtes Schaltschema,
insbesondere die sogenannte H-Schaltung auf dem jeweiligen Getriebe durchführbar
sein. Eine weitere Anforderung ist das Zulassen von Variationsmöglichkeiten im Sinne
eines Baukastenprinzips für verschiedene Anwendungszwecke.
Herkömmliche Schaltgetriebe, z. B. bekannt aus der EP 01 73 117 A1, weisen jeweils auf
einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle korrespondierend
angeordnete Gangzahnräder auf. Jeweils ein Zahnrad eines Gangzahnradpaares ist als
Festrad und das andere als Losrad ausgebildet. Zur Betätigung der Losräder sind
Schaltglieder, z. B. Schiebemuffen, erforderlich, die in axialer Richtung einen bestimmten
Mindestbauraum benötigen. Der in modernen, kompakten Personenkraftwagen für die
Aggregate zur Verfügung stehende Bauraum ist begrenzt. Im besonderen Maße gilt dies
für Anordnungen mit querliegendem Motor und Getriebe. Zusätzliche Gangstufen
erfordern größere Getriebeabmessungen und zusätzliche Einrichtungen im
Antriebsstrang, z. B. ein Zweimassen-Schwungrad, verringern den zur Verfügung
stehenden Raum. Aus diesem Gesichtspunkt heraus sind besonders kurzbauende
Getriebe wünschenswert.
Eine weitere Möglichkeit eines kurzbauenden Getriebes zeigt die DE-OS 29 04 061. Dort
ist ein Vierganggetriebe mit drei Zahnrädern auf der Getriebeeingangswelle gezeigt. Die
einzelnen Übersetzungsstufen ergeben sich durch abwechselnden Kraftfluss über zwei
nachgeordnete Zwischenwellen. Dabei ist mindestens ein Zahnrad auf der
Getriebeeingangswelle an zwei (Vorwärts-)Gangstufen beteiligt. Die Auslegung der
Zahnräder kann aus diesem Grund nicht für jeden Gang optimal sein.
Schließlich ist ein Schaltgetriebe, von dem die Erfindung ausgeht, bekannt (DE 31 16 383
A1), das eine Getriebeeingangswelle, sowie eine erste und zweite Zwischenwelle
aufweist. Weiterhin ist für jeden Vorwärtsgang jeweils ein Gangzahnrad auf der
Getriebeeingangswelle angeordnet, wobei zum Einlegen und Herausnehmen der
einzelnen Gänge verschiedene Schiebemuffen vorgesehen sind. Damit dieses
Schaltgetriebe kompakt ausgeführt ist, liegt die erste Schiebemuffe zum Einlegen bzw.
Herausnehmen des ersten Ganges bzw. zweiten Ganges und auch die zweite
Schiebemuffe zum Einlegen bzw. Herausnehmen des dritten bzw. vierten Ganges im
wesentlichen in ein und der gleichen Ebene und sind jeweils auf der ersten und zweiten
Zwischenwelle angeordnet. Anders ausgedrückt, der zwischen dem ersten und zweiten
Gang bzw. zwischen dem dritten und vierten Gang zur Verfügung stehende Bauraum ist
im wesentlichen durch die Komponenten für die erste und zweite Schiebemuffe
ausgefüllt. Die Gangzahnräder für den fünften Gang und die zum Einlegen bzw.
Herausnehmen des fünften Ganges erforderlich dritte Schiebemuffe ist am Ende der
Getriebeeingangswelle bzw. der zweiten Zwischenwelle entsprechend vorgesehen.
Ausgehend vom oben genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine weitere, kostengünstige Alternative für ein besonders kompakt bauendes
Schaltgetriebe mit mindestens fünf Vorwärtsgängen anzugeben.
Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
Erfindungsgemäß ist auf der Getriebeeingangswelle das Gangzahnrad für den fünften
Gang zwischen den Gangzahnrädern für den zweiten und dritten Gang angeordnet,
wobei die erste und/oder zweite Schiebemuffe auf der Getriebeeingangswelle bzw. auf
der ersten Zwischenwelle angeordnet sind. Durch die Kombination dieser Merkmale wird
der hier in einem Schaltgetriebe vorhandene Bauraum nochmals besser ausgenutzt, so
daß ein besonders kompaktes Schaltgetriebe realisierbar ist. Insbesondere sind die
Gangzahnräder auf der Getriebeeingangswelle in der Reihenfolge der Gänge 1-2-5-3-4
angeordnet. Das Zahnrad für den fünften Gang auf der zweiten Zwischenwelle ist dabei
als Losrad ausgebildet mit einer entsprechend zugeordneten dritten Schiebemuffe.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand von
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine flächenhafte, nicht lagetreue Darstellung eines er
findungsgemäßen Sechsganggetriebes mit zwei Zwischenwel
len;
Fig. 2 eine Darstellung der Wellen- und Gangzahnräderpositionen
des Schaltgetriebes gemäß Fig. 1 aus der Sicht des
Pfeils II in der Fig. 1;
Fig. 3 das zum Schaltgetriebe gemäß Fig. 1 gehörende Schalt
schema;
Fig. 4 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Sechsgangsge
triebes analog zur Fig. 1 mit einer gegenüber dieser
geringfügigen Abwandlung;
Fig. 5 ein erfindungsgemäßes Fünfganggetriebe in einer Darstel
lung analog zur Fig. 1;
Fig. 6 das zum Schaltgetriebe gemäß Fig. 5 gehörende Schalt
schema;
Fig. 7 das Schaltgetriebe gemäß Fig. 5 mit einer geringfügigen
Abwandlung;
Fig. 8 das zum Schaltgetriebe gemäß Fig. 7 gehörende Schalt
schema.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Sechsganggetriebe 10 mit ei
ner Getriebeeingangswelle 11, einer Getriebeausgangswelle 12 so
wie einer ersten Zwischenwelle 13, einer zweiten Zwischenwelle 14
und einer dritten Zwischenwelle 15. Die einzelnen Wellen sind
achsparallel zueinander angeordnet, liegen jedoch nicht alle in
einer Ebene.
Auf der Getriebeeingangswelle 11 sind, vom Motor 16 aus gesehen,
ein Zahnrad 17 für den ersten Gang + Rückwärtsgang, ein Zahnrad
18 für den zweiten Gang, ein Zahnrad 19 für den fünften Gang, ein
Zahnrad 20 für den dritten Gang, ein Zahnrad 21 für den vierten
Gang sowie ein Zahnrad 22 für den sechsten Gang angeordnet. Die
Zahnräder 20, 21 für den dritten und vierten Gang sind als
Losräder ausgebildet und durch eine zwischen ihnen angeordnete
Schiebemuffe 23 mit der Getriebeeingangswelle. 11 verbindbar.
In der Fig. 1 unterhalb der Getriebeeingangswelle 11 liegt die
erste Zwischenwelle 13. Auf dieser sind jeweils Zahnräder für
den ersten Gang 24, den zweiten Gang 25, den dritten Gang 26 und
den vierten Gang 27 angeordnet. Die Zahnräder 24, 25 für den er
sten und zweiten Gang sind als Losräder ausgebildet und durch ei
ne zwischen ihnen angeordnete Schiebemuffe 28 mit der ersten Zwi
schenwelle 13 verbindbar. Weiterhin ist motorseitig neben dem
Zahnrad 24 ein erstes Abtriebsritzel 29 angeordnet.
Die zweite Zwischenwelle 14 trägt ein Zahnrad 30 für den fünften
Gang und ein Zahnrad 31 für den sechsten Gang. Beide Zahnräder
30, 31 sind als Losräder ausgebildet und durch eine zwischen ih
nen angeordnete Schiebemuffe 32 mit der zweiten Zwischenwelle 14
verbindbar. Die Zahnräder 30, 31 sind nicht unmittelbar benach
bart, sondern mit einem Abstand entsprechend den Zahnrädern 19,
22 angeordnet. Dadurch ist die Schiebemuffe 32 in axialer Richtung
entsprechend lang ausgebildet. Die zweite Zwischenwelle 14 trägt
außerdem etwa auf Höhe des Zahnrades 17 ein Zahnrad 33 für die
Rückwärtsgangstufe. Auch dieses ist als Losrad ausgebildet und
durch eine Schiebemuffe 34 mit der zweiten Zwischenwelle 14 ver
bindbar. Motorseitig neben dem genannten Zahnrad 33 ist ein zwei
tes Abtriebsritzel 35 angeordnet.
Sowohl das erste Abtriebsritzel 29 als auch das zweite Abtriebs
ritzel 35 kämmen mit einem Zahnrad 36 auf der Getriebeausgangs
welle 12.
Zur Funktion des Rückwärtsganges ist auf der dritten Zwischen
welle 15 ein Zahnrad 37 angeordnet, welches einerseits mit dem
Zahnrad 17 auf der Getriebeeingangswelle 11 und andererseits mit
dem Zahnrad 33 auf der zweiten Zwischenwelle 14 kämmt.
In der beschriebenen Anordnung sind insbesondere der fünfte und
der sechste Gang mit den Zahnradpaarungen 19, 30 und 22, 31
platzsparend untergebracht. Zusätzlicher Raum in axialer Rich
tung wird für die Schiebemuffe 32 zur Betätigung des fünften und
sechsten Ganges nicht benötigt. Die zusätzliche axiale Länge er
gibt sich lediglich durch die Anordnung der zusätzlichen Zahnrä
der 19 und 22.
Das mit dem Getriebe gemäß Fig. 1 erzielbare Schaltschema zeigt
die Fig. 3. Die Schiebemuffen 23, 28, 32 müssen zum Einlegen der
ungeraden Gänge 1, 3 und 5 jeweils in dieselbe Richtung bewegt
werden und zwar entgegengesetzt zum Einlegen der Gänge 2, 4 und
6. Die Schiebemuffe 34 zum Einlegen des Rückwärtsganges ist auf
der dem Motor 16 abgewandten Seite des Zahnrades 33 für den Rück
wärtsgang angeordnet und in derselben Richtung zu betätigen wie
die Schiebemuffen 23, 28, 32 beim Einlegen der ungeraden Gänge.
Das Schaltschema der klassischen H-Schaltung bleibt unter Hinzu
fügung des fünften und sechsten Ganges erhalten.
Fig. 2 zeigt die räumliche Anordnung der einzelnen Wellen und
Zahnräder entlang der Linie II gemäß Fig. 1. Gut erkennbar ist
die Kraftübertragung für den Rückwärtsgang über die Zahnräder 17,
37 und 33 sowie die Eingriffe der beiden Abtriebsritzel 29, 35 in
das Zahnrad 36 auf der Getriebeausgangswelle 12. Die räumliche
Anordnung gemäß Fig. 2 ist für alle (auch weiter unten Fig.
4, 5 und 7) beschriebenen Ausführungsbeispiele dieselbe.
Fig. 4 zeigt eine Abwandlung des Getriebes gemäß Fig. 1. Dabei
sind die Zahnräder 26, 27 auf der ersten Zwischenwelle 13 als
Losräder ausgebildet. Entsprechend ist die Schiebemuffe 23 nicht
auf der Getriebeeingangswelle 11, sondern zwischen den beiden
Zahnrädern 26, 27 auf der ersten Zwischenwelle 13 angeordnet. Das
Schaltschema für das Getriebe gemäß Fig. 4 entspricht dem der
Fig. 3.
Fig. 5 zeigt eine weitere Abwandlung, jedoch als Fünfganggetrie
be. Die Schiebemuffe 23 ist wie in der Fig. 1 positioniert. An
stelle der auf den fünften und sechsten Gang wirkenden Schiebe
muffe 32 gemäß Fig. 1 ist in der Fig. 5 nur noch eine den fünf
ten Gang beaufschlagende Schiebemuffe 38 auf der zweiten Zwi
schenwelle 14 vorgesehen. Die Schiebemuffe 38 sitzt auf der vom
Motor 16 abgewandten Seite des Zahnrades 30. Fig. 6 zeigt das
zugehörige Schaltschema. Danach ist lediglich der sechste Gang
weggefallen. Alle übrigen Gänge liegen wie zuvor. Auch als Fünf
ganggetriebe gemäß Fig. 5 baut das erfindungsgemäße Schaltge
triebe axial deutlich kürzer als herkömmliche Schaltgetriebe mit
nur einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle.
Fig. 7 zeigt eine weitere Abwandlung, wiederum als Fünfgangge
triebe. Gegenüber der Fig. 5 sind die Schiebemuffen 38 und 34
für die Zahnräder 30 und 33 des fünften und des Rückwärtsganges
fortgefallen. Stattdessen ist nun eine Schiebemuffe 39 vorgese
hen, die wechselseitig eines der beiden Zahnräder 30, 33 mit der
zweiten Zwischenwelle 14 verbindet. Durch diese Anordnung ergibt
sich gemäß Fig. 8 ein gegenüber der Fig. 6 geändertes Schalt
bild. Der fünfte und der Rückwärtsgang liegen nunmehr in einer
Schaltgasse, jedoch ist der fünfte Gang durch eine dem Einlegen
des dritten Ganges (Zahnrad 20) entgegengesetzte Bewegung der
Schiebemuffe 39 vorzunehmen. Zur Erzielung des Schaltschemas ge
mäß Fig. 8 ist deshalb für den fünften und den Rückwärtsgang ei
ne Umkehrung der Schaltbewegung durch eine geeignete Hebelanord
nung oder dgl. erforderlich.
Soweit in der Beschreibung zu den einzelnen Figuren nicht anders
angemerkt, sind die einzelnen Zahnräder als mit den entsprechen
den Wellen verbundene Festräder ausgebildet.
10
Getriebe
11
Getriebeeingangswelle
12
Getriebeausganswelle
13
Erste Zwischenwelle
14
Zweite Zwischenwelle
15
Dritte Zwischenwelle
16
Motor
17
Zahnrad erster Gang
18
Zahnrad zweiter Gang
19
Zahnrad fünfter Gang
20
Zahnrad dritter Gang
21
Zahnrad vierter Gang
22
Zahnrad sechster Gang
23
Schiebemuffe
24
Zahnrad erster Gang
25
Zahnrad zweiter Gang
26
Zahnrad dritter Gang
27
Zahnrad vierter Gang
28
Schiebemuffe
29
Erstes Abtriebsritzel
30
Zahnrad fünfter Gang
31
Zahnrad sechster Gang
32
Schiebemuffe
33
Zahnrad für Rückwärtsgang
34
Schiebemuffe
35
Zweites Abtriebsritzel
36
Zahnrad
37
Zahnrad für Rückwärtsgang
38
Schiebemuffe
39
Schiebemuffe
Claims (8)
1. Schaltgetriebe für Fahrzeuge mit einer Getriebeeingangswelle (11), einer
Getriebeausgangswelle (12) und einzelnen Getriebegängen zugeordneten Paaren
von Gangzahnrädern, wobei für mindestens jeden Vorwärtsgang jeweils ein
Gangzahnrad auf der Getriebeeingangswelle (11) angeordnet ist, mit einer ersten
Zwischenwelle (13), einer zweiten Zwischenwelle (14), die jeweils über eine
Zahnradstufe mit der Getriebeausgangswelle (12) verbunden sind und jeweils einen
Teil der nicht auf der Getriebeeingangswelle angeordneten und den einzelnen
Gängen zugeordneten Zahnrädern tragen, wobei zum Einlegen oder
Herausnehmen des ersten und zweiten Ganges eine erste Schiebemuffe (28), zum
Einlegen oder Herausnehmen des dritten und vierten Ganges eine zweite
Schiebemuffe (23) und zum Einlegen oder Herausnehmen des fünften Ganges eine
dritte Schiebemuffe (32) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf der
Getriebeeingangswelle (11) das Zahnrad für den fünften Gang zwischen den
Zahnrädern für den zweiten und den dritten Gang angeordnet ist, wobei die erste
und/oder zweite Schiebemuffe (28, 23) auf der Getriebeeingangswelle (11) oder auf
der ersten Zwischenwelle (13) angeordnet sind und die dritte Schiebemuffe (32) auf
der zweiten Zwischenwelle (14) angeordnet ist.
2. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder auf
der Getriebeeingangswelle (11) in der Reihenfolge der Gänge 1-2-5-3-4 angeordnet
sind.
3. Schaltgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der
ersten Zwischenwelle (13) die Zahnräder (24, 25, 26, 28) in der Reihenfolge der
Gänge 1-2-3-4 angeordnet sind.
4. Schaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der
Getriebeeingangswelle (11) sechs (Gang-)Zahnräder (17-22) in der Reihenfolge 1-
2-5-3-4-6 und auf der zweiten Zwischenwelle (14) zwei (Gang-)Zahnräder (30, 31)
in der Reihenfolge der Gänge 5-6 angeordnet sind.
5. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
mit entsprechend angeordneten Losrädern (20, 21; 24, 25; 30, 31; 33)
zusammenwirkende Schiebemuffen (23, 28, 32, 34) vorgesehen sind, die für
gerade und ungerade Ganzahlen jeweils entgegengesetzte Bewegungsrichtungen
erfordern.
6. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Übergang vom fünften und sechsten Gang durch Bewegung der dritten
Schiebemuffe (32) erzielbar ist.
7. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Rückwärtsgang durch Anordnung einer dritten Zwischenwelle (15) vorgesehen
ist, wobei ein Zahnrad (17) auf der Getriebeeingangswelle (11) - insbesondere das
des ersten Ganges - mit einem Zahnrad (37) auf der dritten Zwischenwelle (15)
kämmt und dieses mit einem weiteren Zahnrad (33) auf der zweiten Zwischenwelle
(14) kämmt.
8. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
jeweils ein Antriebsritzel (29, 35) auf der ersten und zweiten Zwischenwelle (13, 14)
mit ein und demselben Zahnrad (36) auf der Getriebeausgangswelle (12) kämmt.
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