DE4207093A1 - Gear change transmission for car drive - has output shaft in coaxial structure directly connectable to one main shaft - Google Patents

Gear change transmission for car drive - has output shaft in coaxial structure directly connectable to one main shaft

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Abstract

The transmission has an infinitely variable main change speed gear in the power connection between an input shaft and an output shaft. The main transmission has two parallel main shafts, connected via a transmission member, and there are alternately engaging clutches. The output shaft (N2) is in coaxial arrangement with one main shaft (H2), and may be directly coupled to it. The input shaft (N1) is similarly positioned, and may be directly coupled to the other main shaft (H1). A clutch (K2) for alternate drive of the main shaft is used as a starter clutch. USE/ADVANTAGE - For car gear change transmissions,with improved efficiency.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wechselgetriebe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a change gear after Preamble of claim 1.

Bei einem bekannten Wechselgetriebe der eingangs genannten Art (SAE-PAPER 9 05 088, Fig. 2, 2a u. 2b der Seiten 680, 681) sind Ein- und Ausgangswelle durch je ein Stirnräderverzweigungsge­ triebe mit beiden Hauptwellen verbunden, wobei die Kupplungen jeweils im Kraftfluß zwischen Hauptwelle und Verzweigungsge­ triebe liegen. Auf diese Weise sind in den beiden nacheinander zu durchfahrenden Übersetzungsbereichen jeweils vier Stirn­ zahnräder im Kraftfluß zwischen Ein- und Ausgangswelle ange­ ordnet, wodurch sich der Wirkungsgrad des Wechselgetriebes verschlechtert.In a known change gear of the type mentioned (SAE-PAPER 9 05 088, Fig. 2, 2a and 2b of pages 680, 681) input and output shaft are each connected by a spur gearbox with two main shafts, the couplings in each case Power flow between the main shaft and the gearbox branches. In this way, four spur gears in the power flow between the input and output shaft are arranged in the two successive translation ranges, whereby the efficiency of the change gearbox deteriorates.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesent­ lichen darin, den Wirkungsgrad eines Wechselgetriebes der ein­ gangs genannten Art zu verbessern.The object underlying the invention is essentially Lichen in it, the efficiency of a change gear to improve the type mentioned above.

Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.The object explained is advantageous according to the invention Way with the characterizing features of claim 1 solved.

Bei dem Wechselgetriebe nach der Erfindung beträgt die Anzahl der im Kraftfluß zwischen Ein- und Ausgangswelle liegenden Stirnzahnräder höchstens zwei, wenn sich das Getriebe in dem Übersetzungsbereich mit direkt an die eine Hauptwelle angekup­ pelter Ausgangswelle befindet.In the change gear according to the invention, the number is which lies in the power flow between the input and output shaft Spur gears at most two if the gear is in the  Geared up directly to the one main shaft pelter output shaft is located.

Wenn bei dem Wechselgetriebe nach der Erfindung die Anordnung nach Patentanspruch 2 getroffen ist, sind sämtliche Stirnzahn­ räder in dem betreffenden Übersetzungsbereich - in welchem Ein­ und Ausgangswelle direkt mit der zugehörigen Hauptwelle gekup­ pelt sind - von der Leistungsübertragung ausgeschlossen.If in the change gear according to the invention the arrangement is taken according to claim 2, all front teeth wheels in the relevant translation area - in which one and output shaft coupled directly to the associated main shaft pelt are excluded from the power transmission.

Bei dem Wechselgetriebe nach der Erfindung kann eine besondere Anfahrkupplung durch die Maßnahme nach Patentanspruch 3 ent­ fallen, so daß der Wirkungsgrad weiterhin verbessert ist.In the change gear according to the invention can be a special one Starting clutch ent by the measure according to claim 3 fall, so that the efficiency is further improved.

Bei dem Wechselgetriebe nach der Erfindung ist eine baulich vorteilhafte Anordnung einer Doppelkupplung durch die Merkmale von Patentanspruch 4 erreicht, wobei die eine Kupplung als An­ fahrkupplung gemäß Patentanspruch 5 arbeiten kann.In the change gear according to the invention is a structural advantageous arrangement of a double clutch by the features achieved by claim 4, wherein a clutch as an Driving clutch can work according to claim 5.

Der Wirkungsgrad ist bei dem Wechselgetriebe nach der Erfindung weiterhin durch die Maßnahme nach Patentanspruch 6 verbessert.The efficiency is in the change gear according to the invention further improved by the measure according to claim 6.

Bei dem Wechselgetriebe nach der Erfindung ist die Spreizung der Gesamtgetriebeübersetzung, verglichen mit der Übersetzung des Hauptgetriebes allein, erheblich vergrößert.In the change gear according to the invention is the spread the overall gear ratio compared to the gear ratio of the main gear alone, significantly enlarged.

Bei dem Wechselgetriebe nach der Erfindung liegt Gleichlauf beim Wechsel der Betriebsbereiche an den zu schaltenden Kupp­ lungen vor.In the change gear according to the invention there is synchronism when changing the operating areas on the coupling to be switched lungs.

Bei dem Wechselgetriebe nach der Erfindung sind Ein- und Aus­ gangswelle parallel zueinander angeordnet, so daß der Einsatz bei frontgetriebenen Personenkraftwagen erleichtert ist.In the change gear according to the invention are on and off gear shaft arranged parallel to each other, so that the use is easier with front-wheel drive passenger cars.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles.Details of the invention emerge from the following Description of a schematically shown in the drawing Embodiment.

In der Zeichnung bedeutenMean in the drawing

Fig. 1 ein Getriebeschema eines Wechselgetriebes nach der Erfindung, und Fig. 1 is a transmission diagram of a change gear according to the invention, and

Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung der beiden möglichen Übersetzungsbereiche bei dem Wechselgetriebe von Fig. 1. FIG. 2 is a diagram to show the two possible transmission ranges in the change gear of FIG. 1.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 sind eine Eingangswelle N1, welche von einer Antriebsmaschine her antreibbar ist, und eine Aus­ gangswelle N2, welche mit wenigstens einer Fahrzeugachse in An­ triebsverbindung stehen kann, durch ein Hauptgetriebe H mit­ einander verbunden, welches zwei parallele Hauptwellen H1 und H2 mit je einem Kegelscheibenpaar S1 und S2 aufweist. Die bei­ den mit ihrer Hauptwelle drehfest verbundenen Kegelscheiben­ paare S1 und S2 sind durch eine Kette oder durch ein Glieder­ band bzw. durch ein technisch gleichwertiges biegsames Über­ tragungsglied G miteinander verbunden, wobei zur Änderung des wirksamen Scheibendurchmessers und damit zur Änderung der Getriebeübersetzung jeweils die eine Kegelscheibe in bekannter Weise als Losscheibe axial beweglich angeordnet und mit einem steuerbaren Stellglied verbunden ist.Referring to Fig. 1, an input shaft N1, which can be driven by a prime mover, and an output shaft N2, which can be in drive connection with at least one vehicle axis, are connected to one another by a main transmission H, which has two parallel main shafts H1 and H2 with a pair of conical pulleys S1 and S2. The pairs of conical pulleys S1 and S2, which are connected in a rotationally fixed manner to their main shaft, are connected by a chain or by a link band or by a technically equivalent flexible transmission member G, the one for changing the effective pulley diameter and thus for changing the gear ratio Conical disk is axially movable in a known manner as a loose disk and is connected to a controllable actuator.

Auf der Hauptwelle H1 ist eine als Hohlwelle ausgebildete Ge­ triebewelle W1 drehbar angeordnet, welche mit einem konzen­ trischen Stirnzahnrad Z1 fest verbunden ist.On the main shaft H1 is a Ge designed as a hollow shaft drive shaft W1 rotatably arranged, which with a conc trical spur gear Z1 is firmly connected.

Zwischen der Eingangswelle N1 einerseits und den beiden Wellen H1 und W1 andererseits ist eine Doppelkupplung K1, K2 angeord­ net, deren Einzelkupplung K2 als reibschlüssige Anfahrkupplung verwendet und mit der Getriebewelle W1 verbunden ist. Dagegen ist die andere Einzelkupplung K1, welche auch formschlüssig sein kann, mit der Hauptwelle H1 verbunden.Between the input shaft N1 on the one hand and the two waves H1 and W1 on the other hand, a double clutch K1, K2 is arranged net, whose single clutch K2 as a friction clutch  used and connected to the gear shaft W1. On the other hand is the other single clutch K1, which is also positive can be connected to the main shaft H1.

Das Stirnzahnrad Z1 kämmt mit einem Zwischenzahnrad Z2, welches seinerseits mit einem auf der Hauptwelle H2 konzentrisch und drehfest angeordneten Stirnzahnrad Z3 kämmt.The spur gear Z1 meshes with an intermediate gear Z2, which in turn with one concentric on the main shaft H2 and combing spur gear Z3 meshes.

Auf der Ausgangswelle N2 ist eine als Hohlwelle ausgebildete Getriebewelle W2 drehbar angeordnet, welche mit einem konzen­ trischen Stirnzahnrad Z6 fest verbunden ist, das mit einem Zwischenzahnrad Z5 kämmt, welches seinerseits mit einem Stirn­ zahnrad Z4 kämmt, das konzentrisch und bewegungsfest auf der Hauptwelle H1 sitzt.On the output shaft N2 is a hollow shaft Gear shaft W2 rotatably arranged, which with a conc trical spur gear Z6 is firmly connected with a Intermediate gear Z5 meshes, which in turn has a forehead gear Z4 meshes, concentric and fixed on the Main shaft H1 is seated.

Zwischen der Hauptwelle H2 einerseits und den Wellen N2 und W2 andererseits ist eine mit der Ausgangswelle N2 verbundene Dop­ pelkupplung K3, K4 angeordnet, von der die eine Einzelkupplung K3 noch mit der Hauptwelle H2 und die andere Einzelkupplung K4 noch mit der Getriebewelle W2 verbunden ist.Between the main shaft H2 on the one hand and the waves N2 and W2 on the other hand is a dop connected to the output shaft N2 pelkupplung K3, K4 arranged, of which a single clutch K3 still with the main shaft H2 and the other single clutch K4 is still connected to the gear shaft W2.

In dem Diagramm der Fig. 2 ist über dem Übersetzungsverhältnis iG=n1/n2, d. h. über dem Verhältnis der Drehzahl n1 der Ein­ gangswelle N1 zur Drehzahl n2 der Ausgangswelle N2 das Über­ setzungsverhältnis iS=s1/s2 des Hauptgetriebes H, d. h. das Verhältnis der Drehzahl s1 der Hauptwelle H1 zu der Drehzahl s2 der Hauptwelle H2 aufgetragen.In the diagram of FIG. 2, the transmission ratio i G = n1 / n2, ie the ratio of the speed n1 of the input shaft N1 to the speed n2 of the output shaft N2, is the transmission ratio i S = s1 / s2 of the main transmission H, ie The ratio of the speed s1 of the main shaft H1 to the speed s2 of the main shaft H2 is plotted.

Die Funktion des Getriebes nach Fig. 1 ergibt sich wie folgt:
In einem ersten Betriebsbereich wird die Eingangsdrehzahl n1 über K1, S1, S2, K3 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des Hauptgetriebes H zur Ausgangsdrehzahl n2 gewandelt. Im vorlie­ genden Beispiel erstreckt sich dieser Bereich entsprechend Fig. 2 von einem Overdrive mit iG = 0,5 bis zu einer Übersetzung von iG = 2.The function of the transmission according to FIG. 1 is as follows:
In a first operating range, the input speed n1 is converted via K1, S1, S2, K3 in accordance with the transmission ratio of the main transmission H to the output speed n2. In the vorlie example, this area extends according to FIG. 2 from an overdrive with i G = 0.5 to a translation of i G = 2.

Durch entsprechende Anordnung und Dimensionierung der Zahnräder Z1 bis Z6 liegt, wenn iS = iG = 2 erreicht ist, Gleichlauf zwischen den Kupplungen K1 und K2 sowie K3 und K4 vor. Zum Wechsel des Übersetzungsbereiches kann deshalb K1 problemlos gelöst und K2 geschlossen werden, entsprechendes gilt für K3 und K4. Die Eingangsdrehzahl n1 wird nun auf dem Pfade K2, Z1, Z2, Z3, S2, S1, Z4, Z5, Z6, K4 zur Ausgangsdrehzahl n2 gewan­ delt. Der Zusammenhang zwischen den Änderungen des Überset­ zungsverhältnisses iS im Hauptgetriebe H und der Änderung des Gesamtübersetzungsverhältnisses iG ist aus Fig. 2, rechter Teil zu entnehmen.By appropriate arrangement and dimensioning of the gears Z1 to Z6, when i S = i G = 2 is reached, there is synchronism between the clutches K1 and K2 as well as K3 and K4. To change the translation range, K1 can therefore be easily solved and K2 closed, the same applies to K3 and K4. The input speed n1 is now on the paths K2, Z1, Z2, Z3, S2, S1, Z4, Z5, Z6, K4 converted to the output speed n2. The relationship between the changes in the transmission ratio i S in the main transmission H and the change in the overall transmission ratio i G is shown in FIG. 2, right part.

Bei der Umsetzung der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung nach Fig. 1 in die konstruktive Ausgestaltung kommen für die Dop­ pelkupplung automatisch betätigte Trockenkupplungen oder auto­ matische Kupplungen mit naßlaufenden Lamellen in Frage. Ferner ist es möglich, nur die Kupplung K2 als Anfahrkupplung auszu­ führen, während K1 als formschlüssige Kupplung mit Hinblick auf den Gleichlauf beim Schaltvorgang ausgebildet werden kann. Ebenso können die Kupplungen K3 und K4 als formschlüssige Kupplungen gestaltet werden, wobei aber zur weiteren Komforterhöhung des Schaltvorganges auch kraftschlüssige Kupp­ lungen zum Einsatz kommen können.In the implementation of the transmission arrangement according to the invention according to FIG. 1 in the constructive embodiment, automatically operated dry clutches or automatic clutches with wet-running plates come into question for the double clutch. Furthermore, it is possible to run only the clutch K2 as a starting clutch, while K1 can be designed as a form-fitting clutch with regard to the synchronism during the switching process. Likewise, the clutches K3 and K4 can be designed as positive clutches, but non-positive clutches can also be used to further increase the comfort of the switching process.

Im nicht weiter dargestellten Rückwärtsgang entsprechen die Übersetzungsverhältnisse denen des Bereiches für langsame Vor­ wärtsfahrt (hier also iG = 2 bis 8) - die Installierung des Rückwärtsganges ist im Bereich der Stirnzahnräder Z4 bis Z6 in bekannter Weise möglich. In reverse gear, not shown, the gear ratios correspond to those of the area for slow forward travel (here i G = 2 to 8) - the installation of reverse gear is possible in the area of the spur gears Z4 to Z6 in a known manner.

Um die Kupplungsmomente der Kupplung K4 niedrig zu halten, kann diese Kupplung wirkungsmäßig auch zwischen der Hauptwelle H1 und dem Stirnzahnrad Z4 angeordnet sein, wobei in diesem Falle das Stirnzahnrad Z6 mit der Ausgangswelle N2 verbunden ist und die Getriebewelle W2 entfällt.To keep the clutch torque of clutch K4 low, this clutch is also effective between the main shaft H1 and the spur gear Z4 may be arranged, in which case the spur gear Z6 is connected to the output shaft N2 and the gear shaft W2 is omitted.

Claims (6)

1. Wechselgetriebe für den Antrieb eines Fahrzeuges, bei dem im Kraftfluß zwischen einer von einer Antriebsmaschine her an­ treibbaren Eingangswelle und einer mit wenigstens einer Fahr­ zeugachse in Antriebsverbindung bringbaren Ausgangswelle ein in seiner Übersetzung stufenlos veränderliches Hauptgetriebe liegt, bei dem zwei parallele Hauptwellen durch ein endloses biegsames Übertragungsglied miteinander verbunden sowie Getrie­ bemittel mit wechselweise einrückbaren Kupplungen verwendet sind, um die Hauptwellen wechselweise mit der Eingangswelle und die Ausgangswelle wechselweise mit den Hauptwellen in Antriebs­ verbindung bringen zu können, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswelle (N2) unter koaxialer Anordnung unmittel­ bar mit der einen Hauptwelle (H2) kuppelbar ist.1. Change gear for the drive of a vehicle in which in the power flow between an input shaft drivable from an input shaft and an output shaft that can be brought into drive connection with at least one driving axis is a continuously variable main transmission in which two parallel main shafts by an endless one flexible transmission link connected together and gear means with alternately engageable clutches are used in order to connect the main shafts alternately with the input shaft and the output shaft alternately with the main shafts in the drive connection, characterized in that the output shaft (N2) with coaxial arrangement directly with bar one main shaft (H2) can be coupled. 2. Wechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswelle (N1) unter koaxialer Anordnung unmittel­ bar mit der anderen Hauptwelle (H1) kuppelbar ist.2. change gear according to claim 1, characterized, that the input shaft (N1) with coaxial arrangement immediately bar can be coupled to the other main shaft (H1). 3. Wechselgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupplung (K2) für den wechselweisen Antrieb einer Hauptwelle (H2) als Anfahrkupplung verwendet ist. 3. change gear according to claim 1 or 2, characterized, that a clutch (K2) for the alternate drive one Main shaft (H2) is used as the starting clutch.   4. Wechselgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Hauptwelle (H1) eine als Hohlwelle ausgebildete Getriebewelle (W1) drehbar angeordnet und mit einem konzen­ trischen Stirnzahnrad (Z1) drehfest verbunden ist, und daß die Kupplungen (K1, K2) für den wechselweisen Antrieb der Haupt­ wellen (H1, H2) sowohl koaxial zur Getriebewelle (W1) als auch räumlich zwischen Eingangswelle (N1) und Stirnzahnrad (Z1) an­ geordnet sind sowie die eine Kupplung (K2) mit der Getriebe­ welle (W1) verbunden ist.4. change gear according to one of claims 1 to 3, characterized, that on a main shaft (H1) designed as a hollow shaft Gear shaft (W1) rotatably arranged and with a conc trical spur gear (Z1) is rotatably connected, and that the Couplings (K1, K2) for alternately driving the main shafts (H1, H2) both coaxial to the gear shaft (W1) as well spatially between the input shaft (N1) and spur gear (Z1) are arranged as well as a clutch (K2) with the gearbox shaft (W1) is connected. 5. Wechselgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei wenigstens einem der für wechselweisen Antrieb verwen­ deten Getriebemittel (Z1 bis Z3, Z4 bis Z6) die Kupplungen (K1, K2 bzw. K3, K4) zu einer Doppelkupplung baulich vereinigt sind.5. change gear according to one of claims 1 to 4, characterized, that use at least one of the for alternate drive used gear means (Z1 to Z3, Z4 to Z6) the couplings (K1, K2 or K3, K4) are structurally combined to form a double clutch. 6. Wechselgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im hauptsächlich benutzten Übersetzungsbereich (iG = 0,5 bis 2) bei Zugbetrieb im Kraftfluß "hinten" liegende Hauptwelle (H2) für das direkte Ankuppeln der Ausgangswelle (N2) verwendet ist.6. Change gearbox according to one of claims 1 to 5, characterized in that the main used transmission range (i G = 0.5 to 2) during train operation in the power flow "rear" main shaft (H2) for the direct coupling of the output shaft (N2 ) is used.
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