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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein paralleles Wellengetriebe,
in welchem Zahnräder über eine
Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Wellen vorgesehen
sind, wobei die Zahnräder so
in Paaren gekämmt
werden, dass der Eingriff und die Abkopplung von Zahnrädern mit
bzw. von entsprechenden Zahnrädern
der Wellen einen Kraftübertragungsweg
via die im Eingriff stehenden Wellen herstellt, um eine gewünschte Gangänderungsübersetzung
auszuführen,
welche einer momentanen Gangstufe des Getriebes entspricht.
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Hintergrund
der Erfindung
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Solche
parallelen Wellengetriebe werden in verschiedenen angetriebenen
Maschinen, Kraftfahrzeuge eingeschlossen, verwendet. In den letzten Jahren
gab es eine Tendenz, dass Kupplungen zur Verwendung in Fahrzeugen,
aufgrund Anforderungen zur Verbesserung der Fahrleistungsfähigkeit
und Bedenken hinsichtlich des Einflusses auf die Umwelt, mit einer
zunehmenden Anzahl von Gangänderungsübersetzungen
ausgestattet wurden. Für
den praktischen Gebrauch wurden demzufolge einige Getriebe entwickelt,
welche mehr als fünf
Gangänderungsübersetzungen
für die
Vorwärtsfahrt
aufweisen. Da allgemein die Anzahl der Gangänderungsübersetzungen der Getriebe zunehmen,
nimmt ebenfalls die Anzahl der über
die Wellen angeordneten Zahnräder
zu. Dies wird nicht nur bei Fahrzeuggetrieben, sondern ebenfalls
gleichermaßen
bei anderen Arten von Getrieben festgestellt. Getriebe tendieren
daher in ihrer Größe, speziell
in Richtung ihrer Wellen, zuzunehmen. Getriebe sind jedoch dazu
ausgelegt, einen Raum bestimmten begrenzten Ausmaßes in spezifischen
Maschinen oder einer Apparatur einzunehmen, in welchem sie vorgesehen
sind installiert zu werden. Verschiedene Ideen wurden deshalb angewendet,
um die Größe der Getriebe
so kompakt wie möglich
herzustellen, wenn diese dazu ausgelegt waren, eine zunehmende Anzahl
von Gangänderungsübersetzungen
aufzuweisen. Insbesondere bei der Gestaltung von Fahrzeuggetrieben,
deren Größe durch
die Größe der entsprechenden,
die Getriebe aufnehmenden Fahrzeuge begrenzt ist, ist es wichtig,
jede Maßnahme
zu ergreifen, welche die Getriebe so kompakt wie möglich machen
kann.
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Verschiedener
solcher Maßnahmen
wurden vorgeschlagen, um die Größe paralleler
Wellengetriebe in axialer Richtung zu reduzieren.
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Zum
Beispiel offenbart US-A-4682516 ein paralleles Wellengetriebe, umfassend:
eine Antriebswelle, eine erste Leerlaufwelle, eine Zwischenwelle, eine
Abtriebswelle und eine zweite Leerlaufwelle, welche zueinander parallel
angeordnet sind; ein erstes Antriebswellenzahnrad, welches an der
Antriebswelle vorgesehen ist; ein zweites Antriebswellenzahnrad,
welches rotierbar an der Antriebswelle vorgesehen ist; ein erstes
kuppelndes Mittel, welches das zweite Antriebswellenzahnrad mit
der Antriebswelle koppelt oder von dieser entkoppelt; ein erstes Leerlaufzahnrad,
welches an der ersten Leerlaufwelle vorgesehen ist, um mit dem ersten
Antriebswellenzahnrad zu kämmen;
ein erstes Zwischenwellenzahnrad, welches an der Zwischenwelle vorgesehen ist,
um mit dem ersten Leerlaufzahnrad zu kämmen; ein zweites Zwischenwellenzahnrad,
welches an der Zwischenwelle vorgesehen ist; ein erstes Abtriebswellenzahnrad,
welches an der Abtriebswelle vorgesehen ist, um mit dem zweiten
Zwischenwellenzahnrad zu kämmen;
ein drittes Antriebswellenzahnrad, welches als einteiliger Körper mit
dem ersten Antriebswellenzahnrad ausgebildet ist und an der Antriebswelle
vorgesehen ist; ein zweites Leerlaufzahnrad, welches an der zweiten
Leerlaufwelle vorgesehen ist, um mit dem dritten Antriebswellenzahnrad
zu kämmen;
ein zweites Abtriebswellenzahnrad, welches rotierbar an der Abtriebswelle
vorgesehen ist, um mit dem zweiten Leerlaufzahnrad zu kämmen; und
ein viertes kuppelndes Mittel, welches das zweite Abtriebswellenzahnrad
mit der Abtriebswelle koppelt oder von dieser entkoppelt.
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Zudem
ist z. B. ein struktureller Aufbau bekannt, bei welchem eine zusätzliche
Welle (Zwischenwelle) zwischen den Antriebs- und Abtriebswellen
eines Getriebes dazu hinzugefügt
ist, um die Anzahl der Zahnräder
pro Welle zu reduzieren (siehe bspw. die japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 2000-220700). Zusätzlich
zu dieser strukturellen Anordnung ermöglicht eine weitere strukturelle
Anordnung den an der Abtriebswelle angeordneten Zahnrädern mit
Zahnrädern
zu kämmen,
welche über
die Antriebswelle vorgesehen sind, um ebenfalls mit Zahnrädern zu
kämmen,
welche über
der Zwischenwelle vorgesehen sind (siehe bspw. die japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 7(1995)-94854). Bei diesem Aufbau wird ein Zahnrad auf der Abtriebswelle
gemeinsam dazu benützt,
zwei verschiedene Gangänderungsübersetzungen
so herzustellen, dass die Anzahl der Zahnräder, welche an der Abtriebswelle angeordnet
sind, relativ klein gemacht ist. Das Zahnrad der Antriebswelle und
das auf der Zwischenwelle, welche beide mit solch einem gemeinsam
verwendeten Zahnrad auf der Abtriebswelle kämmen, sind außerdem in
einer gemeinsamen Ebene in dem Getriebe angeordnet. Die Größe des Getriebes
ist demzufolge in Längsrichtung
der Wellen viel kleiner als die Größe ähnlich anders ausgelegter Getriebe.
Bei diesem Getriebe ist die Größe des Getriebes
in Längsrichtung
durch Reduzierung der Anzahl der an der Abtriebswelle vorgesehenen
Zahnräder
zur Herstellung der Gangänderungsübersetzung
bei Vorwärtsfahrt
relativ klein gemacht. Wenn dieses Getriebe jedoch dazu ausgelegt
ist, zwei Gangänderungsübersetzungen
bei Rückwärtsfahrt
aufzuweisen, um die Anforderungen eines Fahrzeugs zu erfüllen, welches zum
Fahren auf schlechten Straßen
oder schneebedeckten Straßen
ausgelegt ist, dann müssen
zwei Zahnräder,
welche den Gangänderungsübersetzungen
in Rückwärtsfahrt
entsprechen, parallel zueinander an der Abtriebswelle in der gleichen
Weise wie bei einem herkömmlichen
Getriebe vorgesehen sein. Diese Bereitstellung der zwei Zahnräder an der
Abtriebswelle stellt wiederum ein Problem der entsprechenden Zunahme
der Größe des Getriebes
in axialer Richtung dar.
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Überblick über die
Erfindung
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Um
das oben erwähnte
Problem zu lösen,
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein paralleles Wellengetriebe
bereitzustellen, welches eine hohe Leistungsfähigkeit und eine kompakte Struktur mit
einer relativ kleinen Ausdehnung in der axialen Richtung des Getriebes
aufweist, obgleich es mit einer Vielzahl von Vorwärtsgangänderungsübersetzungen
und zwei Rückwärtsgangänderungsübersetzungen,
wie in Anspruch 1 festgelegt, ausgestattet ist.
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Ein
paralleles Wellengetriebe gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst eine Antriebswelle, eine erste Leerlaufwelle (wie
bspw. die in der folgenden Ausführungsform
beschriebene Kopplungsleerlaufwelle 30), eine Zwischenwelle,
eine Abtriebswelle und eine zweite Leerlaufwelle (wie bspw. die
in der folgenden Ausführungsform
beschriebene Rückfahrleerlaufwelle 50),
welche zueinander parallel angeordnet sind. Das parallele Wellengetriebe
umfasst ferner ein erstes Antriebswellenzahnrad (wie bspw. das in
der folgenden Ausführungsform
beschriebene Kopplungsantriebszahnrad GCV), welches an der Antriebswelle
vorgesehen ist, ein zweites Antriebswellenzahnrad (wie bspw. das
in der folgenden Ausführungsform
beschriebene Antriebszahnrad des vierten Ganges G4V), welches rotierbar
an der Antriebswelle vorgesehen ist, ein erstes kuppelndes Mittel
(wie bspw. die in der folgenden Ausführungsform beschriebene Kupplung
des vierten Ganges CT4), welches das zweite Antriebswellenzahnrad
mit der Antriebswelle koppelt oder von dieser entkoppelt, ein erstes
Leerlaufzahnrad (wie bspw. das in der folgenden Ausführungsform
beschriebene erste Kopplungsleerlaufzahnrad GC1 und zweite Kopplungsleerlaufzahnrad
GC2), welches an der ersten Leerlaufwelle vorgesehen ist, um mit
dem ersten Antriebswellenzahnrad zu kämmen, ein erstes Zwischenwellenzahnrad
(wie bspw. das getriebene Kopplungszahnrad GCN), welches an der
Zwischenwelle vorgesehen ist, um mit dem ersten Leerlaufzahnrad
zu kämmen,
ein zweites Zwischenwellenzahnrad (wie bspw. das in der folgenden
Ausführungsform
beschriebene Antriebszahnrad des dritten Ganges G3V), welches rotierbar
an der Zwischenwelle vorgesehen ist, ein zweites kuppelndes Mittel (wie
bspw. die in der folgenden Ausführungsform
beschriebene Kupplung des dritten Ganges CT3), welches das zweite
Zwischenwellenzahnrad mit der Zwischenwelle koppelt oder von dieser
entkoppelt, ein erstes Abtriebswellenzahnrad (wie bspw. das in der folgenden
Ausführungsform
beschriebene getriebene Zahnrad des dritten und vierten Ganges G34N), welches
rotierbar an der Abtriebswelle vorgesehen ist, um mit dem zweiten
Antriebswellenzahnrad und mit dem zweiten Zwischenwellenzahnrad
zu kämmen,
ein drittes kuppelndes Mittel (wie bspw. die in der folgenden Ausführungsform
beschriebene selektive Kupplung CTD), welches das erste Abtriebswellenzahnrad
mit der Abtriebswelle koppelt oder von dieser entkoppelt, ein drittes
Antriebswellenzahnrad (wie bspw. das in der folgenden Ausführungsform
beschriebene Rückwärtsantriebszahnrad
GRV), welches als einteiliger Körper
mit dem zweiten Antriebswellenzahnrad ausgebildet ist und rotierbar
an der Antriebswelle vorgesehen ist, ein zweites Leerlaufzahnrad
(wie bspw. das in der folgenden Ausführungsform beschriebene Rückwärtsleerlaufzahnrad GRI),
welches an der zweiten Leerlaufwelle vorgesehen ist, um mit dem
dritten Antriebswellenzahnrad zu kämmen, ein zweites Abtriebswellenzahnrad
(wie bspw. das getriebene Rückwärtszahnrad
GRN), welches rotierbar an der Abtriebswelle vorgesehen ist, um
mit dem zweiten Leerlaufzahnrad zu kämmen, und ein viertes kuppelndes
Mittel (wie bspw. die selektive Kupplung CTD), welches das zweite
Abtriebswellenzahnrad mit der Abtriebswelle koppelt oder von dieser
entkoppelt. Bei dem parallelen Wellengetriebe umfassen bevorzugt
das dritte kuppelnde Mittel und das vierte kuppelnde Mittel ein
selektives kuppelndes Mittel (wie bspw. die selektive Kupplung CTD),
welches entweder das erste Abtriebswellenzahnrad oder das zweite
Abtriebswellenzahnrad an die Abtriebswelle koppelt.
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Bei
diesem parallelen Wellengetriebe wird die Rotationskraft der Kraftmaschine
(wie z.B. ein Motor) als Antrieb für die Antriebswelle des Getriebes via
das erste Antriebswellenzahnrad, das erste Leerlaufzahnrad und das
erste Zwischenwellenzahnrad auf die Zwischenwelle übertragen.
Demzufolge rotiert die Zwischenwelle in der gleichen Rotationsrichtung
wie die Antriebswelle. Hierbei ist das Getriebe dann in einem neutralen
Zustand, bei welchem die Rotationskraft der Antriebsmaschine nicht
auf die Abtriebswelle übertragen
wird, eingestellt, wenn (1) das zweite Antriebswellenzahnrad von
der Antriebswelle entkoppelt ist und wenn (2) das zweite Zwischenwellenzahnrad
von der Zwischenwelle entkoppelt ist. Ausgehend von diesem neutralen
Zustand wird, nachdem oder während
das zweite Abtriebswellenzahnrad von der Abtriebswelle entkoppelt
ist bzw. wird, das erste Abtriebswellenzahnrad mit der Abtriebswelle
und das zweite Antriebswellenzahnrad mit der Antriebswelle gekoppelt,
um das Getriebe in einen ersten Gangänderungszustand (dieser Gangänderungszustand
entspricht dem in der folgenden Ausführungsform beschriebenen Zustand
des vierten Vorwärtsganges)
einzustellen. Bei dem ersten Gangänderungszustand wird die Rotationskraft
ausgehend von der Antriebswelle durch das erste kuppelnde Mittel
via das zweite Antriebswellenzahnrad und das erste Abtriebswellenzahnrad
und durch das dritte kuppelnde Mittel so an die Abtriebswelle übertragen, dass
die Abtriebswelle in eine Richtung (Vorwärtsrichtung) rotiert. Das erste
Abtriebswellenzahnrad ist ebenfalls, nachdem oder während das
zweite Abtriebswellenzahnrad ausgehend von dem oben erwähnten neutralen
Zustand von der Abtriebswelle entkoppelt ist bzw. wird, mit der
Abtriebswelle gekoppelt und das zweite Zwischenwellenzahnrad ist
mit der Zwischenwelle gekoppelt, um das Getriebe in einen zweiten
Gangänderungszustand
einzustellen (dieser Gangänderungszustand
entspricht dem in der folgenden Ausführungsform beschriebenen Zustand
des dritten Vorwärtsganges).
Bei dem zweiten Gangänderungszustand
wird die Rotationskraft von der Antriebswelle via das erste Antriebswellenzahnrad,
das erste Leerlaufzahnrad und das erste Zwischenwellenzahnrad an
die Zwischenwelle übertragen
und dann durch das zweite kuppelnde Mittel via das zweite Zwischenwellenzahnrad
und das erste Abtriebswellenzahnrad übertragen und dann durch das
dritte kuppelnde Mittel so an die Abtriebswelle übertragen, dass die Abtriebswelle
in der oben erwähnten
Vorwärtsrichtung
rotiert.
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Ausgehend
von dem oben erwähnten
neutralen Zustand wird, nachdem oder während das erste Abtriebswellenzahnrad
von der Abtriebswelle entkoppelt ist bzw. wird, ebenfalls das zweite
Abtriebswellenzahnrad mit der Abtriebswelle und das zweite Zwischenwellenzahnrad
mit der Zwischenwelle gekoppelt, um das Getriebe in einen dritten
Gangänderungszustand
(dieser Gangänderungszustand
entspricht dem in der folgenden Ausführungsform beschriebenen Zustand
des ersten Rückwärtsganges) einzustellen.
Bei dem dritten Gangänderungszustand wird
die Rotationskraft von der Antriebswelle via das erste Antriebswellenzahnrad,
das erste Leerlaufzahnrad und das erste Zwischenwellenzahnrad an die
Zwischenwelle übertragen
und dann durch das zweite kuppelnde Mittel via das zweite Zwischenwellenzahnrad,
das erste Abtriebswellenzahnrad (welches über der Abtriebswelle rotiert),
das zweite Antriebswellenzahnrad (welches über der Antriebswelle rotiert),
das dritte Antriebswellenzahnrad (welches über die Antriebswelle rotiert),
das zweite Leerlaufzahnrad und das zweite Abtriebswellenzahnrad übertragen
und dann durch das vierte Kupplungselement so an die Abtriebswelle übertragen,
dass die Abtriebswelle in der Richtung entgegengesetzt zu der oben
erwähnten
Vorwärtsrichtung
rotiert (Rückwärtsrichtung).
Ausgehend von dem oben erwähnten
neutralen Zustand wird, nachdem oder während das erste Abtriebswellenzahnrad
von der Abtriebswelle entkoppelt ist bzw. wird, ebenfalls das zweite
Abtriebswellenzahnrad mit der Abtriebswelle und das dritte Antriebswellenzahnrad
(das dritte Antriebswellenzahnrad ist mit dem zweiten Antriebswellenzahnrad in
einem einteiligen Körper
ausgebildet) mit der Antriebswelle gekoppelt, um das Getriebe in
einen vierten Gangänderungszustand
(dieser Gangänderungszustand
entspricht dem in der folgenden Ausführungsform beschriebenen Zustand
des zweiten Rückwärtsganges)
einzustellen. Bei dem vierten Gangänderungszustand wird die Rotationskraft
von der Antriebswelle durch das erste kuppelnde Mittel via das dritte
Antriebswellenzahnrad, das zweite Leerlaufzahnrad und das zweite
Abtriebswellenzahnrad übertragen
und dann durch das vierte kuppelnde Mittel so an die Abtriebswelle übertragen,
dass die Abtriebswelle in der Rückwärtsrichtung
rotiert.
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Das
parallele Wellengetriebe kann ferner umfassen: ein viertes Antriebswellenzahnrad
(wie bspw. das in der folgenden Ausführungsform beschriebene Antriebszahnrad
des fünften
Ganges G5V), welches rotierbar an der Antriebswelle vorgesehen ist,
ein fünftes
kuppelndes Mittel (wie bspw. die in der folgenden Ausführungsform
beschriebene Kupplung des fünften
Ganges CT5), welches das vierte Antriebswellenzahnrad mit der Antriebswelle koppelt
oder von dieser entkoppelt, ein drittes Zwischenwellenzahnrad (wie
bspw. das in der folgenden Ausführungsform
beschriebene Antriebszahnrad des zweiten Ganges G2V), welches rotierbar
an der Zwischenwelle vorgesehen ist, ein sechstes kuppelndes Mittel
(wie bspw. die in der folgenden Ausführungsform beschriebene Kupplung
des zweiten Ganges CT2), welches das dritte Abtriebswellenzahnrad
mit der Zwischenwelle koppelt oder von dieser entkoppelt, und ein
drittes Abtriebswellenzahnrad (wie bspw. das in der folgenden Ausführungsform
beschriebene getriebene Zahnrad des zweiten und fünften Ganges
G25N), welches an der Abtriebswelle vorgesehen ist, um mit dem vierten
Antriebswellenzahnrad und mit dem dritten Zwischenwellenzahnrad zu
kämmen.
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Durch
diese Anordnung ist, nachdem die oben erwähnten Bedingungen (1) und (2)
erfüllt
sind, das Getriebe dann in einem neutralen Zustand eingestellt,
wenn zusätzlich
das vierte Antriebswellenzahnrad von der Antriebswelle und das dritte
Zwischenwellenzahnrad von der Zwischenwelle entkoppelt ist. Ausgehend
von diesem neutralen Zustand ist das Getriebe dann in einen fünften Gangänderungszustand
(dieser Gangänderungszustand
entspricht dem in der folgenden Ausführungsform beschriebenen Zustand
des fünften
Vorwärtsganges)
eingestellt, wenn das vierte Antriebswellenzahnrad mit der Antriebswelle
gekoppelt ist. Bei dem fünften
Gangänderungszustand
wird die Rotationskraft von der Antriebswelle durch das fünfte kuppelnde
Mittel via das vierte Antriebswellenzahnrad und das dritte Abtriebswellenzahnrad
so an die Abtriebswelle übertragen, dass
die Abtriebswelle in der oben erwähnten Vorwärtsrichtung rotiert. Ausgehend
von dem neutralen Zustand ist das Getriebe ebenfalls dann in einen sechsten
Gangänderungszustand
(dieser Gangänderungszustand
entspricht dem in der folgenden Ausführungsform beschriebenen Zustand
des zweiten Vorwärtsganges)
eingestellt, wenn das dritte Zwischenwellenzahnrad mit der Zwischenwelle
gekoppelt ist. Bei dem sechsten Gangänderungszustand wird die Rotationskraft
von der Antriebswelle via das erste Antriebswellenzahnrad, das erste
Leerlaufzahnrad und das erste Zwischenwellenzahnrad an die Zwischenwelle
und dann durch das sechste kuppelnde Mittel via das dritte Zwischenwellenzahnrad und
das dritte Abtriebswellenzahnrad so an die Abtriebswelle übertragen,
dass die Abtriebswelle in der oben erwähnten Vorwärtsrichtung rotiert.
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Wie
oben beschrieben, erreicht das parallele Wellengetriebe gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Vielzahl von Vorwärtsgangänderungsübersetzungen
und zwei Rückwärtsgangänderungsübersetzungen.
Bei der Konstruktion des Getriebes wird das gleiche Zahnrad (erstes
Abtriebswellenzahnrad), welches über
der Abtriebswelle vorgesehen ist, um die Abtriebswelle im ersten
Gangänderungszustand in
Vorwärtsrichtung
zu rotieren, benützt,
um die Abtriebswelle ebenfalls im zweiten Gangänderungszustand in der Vorwärtsrichtung
zu rotieren. Kurz gesagt, wird dieses spezifische Zahnrad gemeinsam
in diesen Gangänderungszuständen benützt. Auf
diese Art und Weise wird die Anzahl der Zahnräder, welche zum Ausführen der
Anzahl von Vorwärtsgangänderungsübersetzungen über der
Abtriebswelle vorgesehen sind, kleiner gemacht, damit die Größe des Getriebes
in axialer Richtung entsprechend dieser Reduzierung der Anzahl der
an der Abtriebswelle vorgesehenen Zahnräder kleiner gemacht werden
kann. Des Weiteren sind bei der Konstruktion des Getriebes zum Ausführen der
zwei Rückwärtsgangänderungsübersetzungen
zwei Kraftübertragungswege (ein
Weg, der durch das oben erwähnte
gemeinsam verwendete Zahnrad führt,
und der andere, der nicht durch dieses führt) vorgesehen, um die Rückwärtsgangübersetzung
anzutreiben (welche das dritte Antriebswellenzahnrad, das zweite
Leerlaufzahnrad und das zweite Abtriebswellenzahnrad umfasst), welche
die Abtriebswelle in Rückwärtsdrehrichtung
rotiert. In anderen Worten weist das parallele Wellengetriebe gemäß der vorliegenden
Erfindung keine zwei Zahnräder,
welche den beiden Rückwärtsgangänderungsübersetzungen
entsprechen, an der Abtriebswelle auf sondern weist nur ein Zahnrad
(zweites Abtriebswellenzahnrad) zum Ausführen der Rückwärtsrotation anhand der zwei
Kraftübertragungswege
zum Rotieren dieses spezifischen Zahnrades auf. Demzufolge ist die
Anzahl der Zahnräder, obwohl
das Getriebe mit zwei Rückwärtsgangänderungsübersetzungen
ausgestattet ist, zum Ausführen der
Rückwärtsrotation
die Gleiche als bei einem Getriebe, welches nur mit einer Rückwärtsgangänderungsübersetzung
ausgestattet ist. Dieser Aufbau stellt ein kompaktes paralleles
Wellengetriebe mit einer hohen Leistungsfähigkeit bereit, da das Getriebe trotz
einer relativ kleinen Größe in seiner
Axialrichtung dennoch mit einer relativ großen Anzahl von Vorwärtsgangänderungsübersetzungen
und zwei Rückwärtsgangänderungsübersetzungen
ausgestattet werden kann.
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Bei
dem oben beschriebenen parallelen Wellengetriebe sind das erste
Abtriebswellenzahnrad und das zweite Abtriebswellenzahnrad nie gleichzeitig
mit der Abtriebswelle gekoppelt. Das dritte kuppelnde Mittel und
das vierte kuppelnde Mittel zusammen können daher ein selektives kuppelndes
Mittel umfassen, welches entweder das erste Abtriebswellenzahnrad
oder das zweite Abtriebswellenzahnrad mit der Abtriebswelle koppelt.
Auf diese Art und Weise wird das Getriebe leichter und kompakter
gemacht.
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Wenn
das parallele Wellengetriebe ferner ein viertes Antriebswellenzahnrad,
welches rotierbar an der Antriebswelle vorgesehen ist, ein fünftes kuppelndes
Mittel, welches das vierte Antriebswellenzahnrad mit der Antriebswelle
koppelt oder von dieser entkoppelt, ein drittes Zwischenwellenzahnrad, welches
rotierbar an der Zwischenwelle vorgesehen ist, ein sechstes kuppelndes
Mittel, welches das dritte Zwischenwellenzahnrad mit der Zwischenwelle
koppelt oder von dieser entkoppelt, und ein drittes Abtriebswellenzahnrad,
welches an der Abtriebswelle dazu vorgesehen ist, um mit dem vierten
Antriebswellenzahnrad und mit dem dritten Zwischenwellenzahnrad
zu kämmen,
umfasst, dann wird das Zahnrad (drittes Abtriebswellenzahnrad),
welches an der Abtriebswelle zum Rotieren der Abtriebswelle in Vorwärtsrichtung
im fünften
Gangänderungszustand vorgesehen
ist, als gemeinsames Zahnrad zum Rotieren der Abtriebswelle in Vorwärtsrichtung
ebenfalls im sechsten Gangänderungszustand
verwendet. Bei diesem Aufbau ist die Größe des Getriebes, obgleich das
Getriebe zusätzlich
zwei Gangänderungsübersetzungen
für die
Vorwärtsfahrt
ausführt,
durch das Ausmaß eines
einzigen Zahnrades axial gesteigert. Die Größe des parallelen Wellengetriebes
gemäß der vorliegenden
Erfindung kann daher relativ klein in seiner axialen Richtung sein,
ungeachtet der großen Anzahl
der Gangänderungsübersetzungen
des Getriebes.
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Weitere
Anwendungsbereiche der vorliegenden Erfindung sind aus der nachstehend
angegebenen Beschreibung ersichtlich. Die Beschreibung sollte jedoch
so aufgefasst werden, dass die detaillierte Beschreibung und die
spezifischen Beispiele lediglich erläuternd angegeben sind, wobei
sie bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung angibt, da verschiedene Änderungen und Modifizierungen
innerhalb des Geistes und Anwendungsbereichs der Erfindung jenen
aus dieser detaillierten Beschreibung ersichtlich werden, welche
auf dem Gebiet sachkundig sind.
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Kurzbeschreibung
der Figuren
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Die
vorliegende Erfindung ist aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung
und den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich, wobei die Beschreibung
und Zeichnung nur zur Veranschaulichung dienen und somit die vorliegende
Erfindung nicht einschränken.
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1 ist
eine Gerüstdarstellung,
welche schematisch die Konstruktion eines parallelen Wellengetriebes
als eine erste Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung beschreibt.
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2 ist
eine Tabelle, welche Relationen zwischen den Zuständen der
ersten bis fünften
Kupplung und einer selektiven Kupplung und der Gangänderungsübersetzung
der ersten Ausführungsform des
Getriebes beschreibt.
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3 ist
eine Gerüstdarstellung,
welche schematisch die Konstruktion eines parallelen Wellengetriebes
als eine zweite Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung beschreibt.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Bevorzugte
Ausführungsformen
gemäß der vorliegenden
Erfindung werden nun in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt
eine erste Ausführungsform
eines parallelen Wellengetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung
(nachfolgend bezeichnet als „das
Getriebe"). Das
Getriebe 1 als erste Ausführungsform wandelt das Drehmoment
und die Antriebsdrehzahl einer Maschine EG und übersetzt die Drehantriebskraft
der Maschine EG an ein Ausgleichsgetriebe 60, welches rotierbar
mit dem rechten und linken Antriebsrad WL und WR gekoppelt ist.
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Das
Getriebe 1 weist eine Antriebswelle 10, eine Kopplungsleerlaufwelle 30,
eine Zwischenwelle 20, eine Abtriebswelle 40 und
eine Rückfahrleerlaufwelle 50 auf,
welche alle zueinander parallel und zusammen mit dem Ausgleichsgetriebe 60 in
einem Getriebegehäuse 3 aufgenommen
sind. Die Antriebswelle 10 ist rotierbar durch Lager B1a
und B1b gelagert und via einen Kupplungsmechanismus CP mit der Kurbelwelle
CS der Maschine EG gekoppelt. Ausgehend von der Seite der Maschine
EG (z.B. von der rechten Seite der Zeichnung in 1)
sind über der
Antriebswelle 10 ein Antriebszahnrad des fünften Ganges
G5V, eine Kupplung des fünften
Ganges CT5, eine Kupplung des vierten Ganges CT4, ein Antriebszahnrad
des vierten Ganges G4V, ein Rückantriebszahnrad
GRV, und ein Kupplungsantriebszahnrad GCV. Das Antriebszahnrad des
fünften
Ganges G5V ist über
die Antriebswelle 10 so rotierbar angebracht, dass es in
Bezug auf die Antriebswelle 10 leer rotieren kann, und
das Antriebszahnrad des vierten Ganges G4V und das Rückantriebszahnrad
GRV, welche zusammen als einteiliger Körper ausgebildet sind, sind
ebenfalls rotierbar über
die Antriebswelle 10 angeordnet. Das Kopplungsantriebszahnrad
GCV ist jedoch an die Antriebswelle 10 so befestigt, dass sie
zusammen als vereinigter Körper
rotieren. Die Kupplung des fünften
Ganges CT5 bringt das Antriebszahnrad des fünften Ganges G5V mit der Antriebswelle 10 in
Eingriff oder außer
Eingriff, während die
Kupplung des vierten Ganges CT4 das Antriebszahnrad des vierten
Ganges G4V mit der Antriebswelle 10 in Eingriff oder außer Eingriff
bringt. Die Kupplungen CT4 und CT5 sind Reibungskupplungen, welche
jeweils einen hydraulisch betätigten
Kolben umfassen. Derartige Kupplungen sind auf diesem Gebiet ein
Begriff, daher erfordern diese Kupplungen keine zusätzliche
Beschreibung an dieser Stelle.
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Die
Zwischenwelle 20 ist ebenfalls rotierbar durch die Lager
B2a und B2b gelagert. Ausgehend von der Seite der Maschine EG (z.B.
von der rechten Seite der Zeichnung aus 1) sind
an dieser Welle eine Kupplung des ersten Ganges CT1, ein Antriebszahnrad
des ersten Ganges G1V, ein Antriebszahnrad des zweiten Ganges G2V,
eine Kupplung des zweiten Ganges CT2, eine Kupplung des dritten
Ganges CT3, ein drittes Antriebszahnrad des dritten Ganges G3V und
ein getriebenes Kopplungszahnrad GCN angeordnet. Das Antriebszahnrad
des ersten Ganges G1V, das Antriebszahnrad des zweiten Ganges G2V
und das Antriebszahnrad des dritten Ganges G3V sind jeweils rotierbar über die
Zwischenwelle 20 angebracht, jedoch ist das getriebene
Kopplungszahnrad GCN an der Zwischenwelle 20 befestigt.
Die Kupplung des ersten Ganges CT1 bringt das Antriebszahnrad des
ersten Ganges G1V mit der Zwischenwelle 20 in oder außer Eingriff,
die Kupplung des zweiten Ganges CT2 bringt das Antriebszahnrad des
zweiten Ganges G2V mit der Zwischenwelle 20 in oder außer Eingriff
und die Kupplung des dritten Ganges CT3 bringt das Antriebszahnrad
des dritten Ganges G3V mit der Zwischenwelle 20 in oder außer Eingriff.
Diese Kupplungen CT1, CT2 und CT3 sind Reibungskupplungen des gleichen
Typs wie die oben erwähnten
Kupplungen CT4 und CT5, daher sind keine zusätzlichen Beschreibungen der
Kupplungen an dieser Stelle vorgesehen.
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Die
Kupplungsleerlaufwelle 30 ist ebenfalls rotierbar durch
die Lager B3a und B3b gelagert. Ausgehend von der Seite der Maschine
EG (z.B. von der rechten Seite der Zeichnung aus 1)
sind an dieser Welle ein zweites Kopplungsleerlaufzahnrad GC2 und
ein erstes Kopplungsleerlaufzahnrad GC1, welche jeweils an die Kopplungsleerlaufwelle 30 befestigt
sind, angeordnet. Das erste Kopplungsleerlaufzahnrad GC1 kämmt immer
mit dem an der Antriebswelle 10 vorgesehenen Kopplungsantriebszahnrad GCV,
während
das zweite Kopplungsleerlaufzahnrad GC2 immer mit dem an der Zwischenwelle 20 vorgesehenen
getriebenen Kopplungszahnrad GCN kämmt.
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Die
Abtriebswelle 40 ist ebenfalls rotierbar durch die Lager
B4a und B4b gelagert. Ausgehend von der Seite des Motors EG (z.
B. von der rechten Seite der Zeichnung aus 1) sind
an dieser Welle ein Ausgleichsantriebszahnrad GFV, ein getriebenes Zahnrad
des ersten Ganges G1N, ein getriebenes Zahnrad des zweiten Ganges
G2N, ein getriebenes Zahnrad des fünften Ganges G5N, ein getriebenes Zahnrad
des dritten und vierten Ganges G34N, eine selektive Kupplung CTD
und ein getriebenes Rückwärtszahnrad
GRN angeordnet. Das Ausgleichsantriebszahnrad GFV, das getriebene
Zahnrad des ersten Ganges G1N, das getriebene Zahnrad des zweiten
Ganges G2N und das getriebene Zahnrad des fünften Ganges G5N sind jeweils
an der Abtriebswelle 40 befestigt, während das getriebene Zahnrad
des dritten und vierten Ganges G34N und das getriebene Rückwärtszahnrad
GRN jeweils rotierbar über
der Abtriebswelle 40 vorgesehen sind. Das Ausgleichsantriebszahnrad
GFV kämmt
immer mit einem getriebenen Ausgleichszahnrad GFN, welches das Ausgleichsgetriebe 60 antreibt
(die zwischen dem Ausgleichsantriebszahnrad GFV und dem getriebenen Ausgleichszahnrad
GFN aus 1 gezeichnete und gestrichelte
Linie stellt dar, dass diese Zahnräder GFV und GFN miteinander
kämmen.
Das Gleiche gilt für 3).
Das getriebene Zahnrad des ersten Ganges G1N kämmt immer mit dem Antriebszahnrad
des ersten Ganges G1V, welches an der Zwischenwelle 20 vorgesehen
ist, und das getriebene Zahnrad des zweiten Ganges G2N kämmt immer
mit dem Antriebszahnrad des zweiten Ganges G2V, welches an der Zwischenwelle 20 vorgesehen
ist. Das getriebene Zahnrad des dritten und vierten Ganges G34N kämmt jeweils
immer mit dem an der Zwischenwelle 20 vorgesehenen Antriebszahnrades
des dritten Ganges G3V und mit dem an der Antriebswelle 10 vorgesehenen
Antriebszahnrades des vierten Ganges G4V.
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Die
selektive Kupplung CTD, welche axial gleitend an der Abtriebswelle 40 vorgesehen
ist, ist mit einer Auswahlvorrichtung SL integriert, deren Position über die
Abtriebswelle 40 gesteuert/geregelt wird, um durch den
Betrieb eines hydraulischen Mechanismus (nicht gezeigt) verlagert
zu werden. Wenn die Auswahlvorrichtung SL in eine von beiden Richtungen
verlagert wird, kuppelt das Greiferrad (nicht gezeigt) der Auswahlkupplungen
die nähere
Seite des getriebenen Zahnrades des dritten und vierten Ganges G34N
oder die des getriebenen Rückwärtszahnrades
GRN entsprechend ein. Demzufolge werden entweder das getriebene
Zahnrad des dritten und vierten Ganges G34N oder das getriebene
Rückwärtszahnrad
GRN in Eingriff gebracht, um die Rotation an die Abtriebswelle 40 zu übertragen.
Mit anderen Worten werden dann das getriebene Zahnrad des dritten
und vierten Ganges G34N mit der Abtriebswelle 40 rotierbar
gekoppelt, wenn die Auswahlvorrichtung SL der selektiven Kupplung
CAD auf die Seite des getriebenen Zahnrades des dritten und vierten
Ganges G34N (rechtsseitig in der Zeichnung aus 1)
verlagert wird. Andererseits ist das getriebene Rückwärtszahnrad
GRN dann mit der Abtriebswelle rotierbar gekoppelt, wenn die Auswahlvorrichtung
SL auf die Seite des getriebenen Rückwärtszahnrades (linksseitig in
der Zeichnung aus 1) verlagert wird.
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Die
Rückfahrleerlaufwelle 50 ist
ebenfalls rotierbar durch die Lager B5a und B5b gelagert, und ein Rückwärtsleerlaufzahnrad
GRI ist an dieser Welle befestigt. Das Rückwärtsleerlaufzahnrad GRI kämmt immer
mit dem Rückwärtsantriebszahnrad
GRV, welches an der Antriebswelle 10 vorgesehen ist, und
mit dem getriebenen Rückwärtszahnrad
GRN, welches an der Abtriebswelle 40 vorgesehen ist.
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Das
Ausgleichsgetriebe 60 weist ein Ausgleichsgetriebe 63 in
einem Differentialgehäuse 61 auf,
wobei das Ausgleichsgetriebe 63 zwei Ausgleichskegelräder 62a und
zwei Seitenzahnräder 62b umfasst.
Die mit der Abtriebswelle 40 parallel angeordnete rechte
und linke Welle ASR und ASL, sind jeweils an die Seitenzahnräder 62b befestigt,
und das Differentialgehäuse 61 ist
durch die Lager B6a und B6b gelagert. In diesem Zustand kann das
Differentialgehäuse 61
um die Achsen der rechten und linken Wellen ASR und ASL rotieren,
welche entsprechende rechte und linke Antriebsräder WR und WL (Vorderräder des
Fahrzeugs) aufweisen. Da das an dem Differentialgehäuse 61 befestigte
getriebene Ausgleichszahnrad GFN immer mit dem Ausgleichsantriebszahnrad
GFV, wie oben erwähnt,
kämmt,
rotiert das ganze Ausgleichsgetriebe 60 um die rechte und
linke Welle ASR und ASL, wenn die Abtriebswelle 40 rotiert.
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Hinsichtlich 1 und 2 sind
die verfügbaren
Kraftübertragungswege
in Bezug auf den Zustand des Getriebes 1 beschrieben. 2 ist
eine Tabelle, welche die Relationen zwischen den betriebsmäßigen Zuständen der
ersten bis fünften
Kupplung CT1, CT2, CT3, CT4 und CT5 und der selektiven Kupplung
CTD und der Gangänderungsübersetzungen
des Getriebes 1 beschreibt. Die Spalten in der Tabelle
mit den Überschriften
CT1, CT2, CT3, CT4 und CT5 repräsentieren
jeweils die entsprechenden Kupplungen, und eine Zelle in jeder Spalte,
welche mit „Ein" gekennzeichnet sind,
repräsentiert,
dass die durch die Spalte repräsentierte
Kupplung dazu eingestellt ist, dass entsprechende Zahnrad mit der
entsprechenden Welle (d.h. die Antriebswelle 10 oder die
Zwischenwelle 20) zu koppeln. Wenn eine Zelle durch „Aus" gekennzeichnet ist,
dann repräsentiert sie,
dass die Kupplung dazu eingestellt ist, das entsprechende Zahnrad
von der entsprechenden Welle (d. h. die Antriebswelle 10 oder
die Zwischenwelle 20) zu entkoppeln. In jeder Spalte repräsentiert
eine durch einen Pfeil nach unten gekennzeichnete Zelle den gleichen
Zustand für
die Kupplung, welcher durch die Zelle rechts darüber repräsentiert wird.
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Die
Rotationskraft der Maschine EG ist der Antrieb ausgehend von der
Kurbelwelle CS via den Kupplungsmechanismus CP an die Antriebswelle 10 des
Getriebes 1, und wird dann via das Kopplungsantriebszahnrad
GCV und das erste Kopplungsleerlaufzahnrad GC1 an die Kopplungsleerlaufwelle 30 und weiter
via das zweite Kopplungsleerlaufzahnrad und das getriebene Kopplungszahnrad
GCN an die Zwischenwelle 20 übertragen. Die Zwischenwelle 20 rotiert
demzufolge zusammen mit der Antriebswelle 10 in der gleichen
Rotationsrichtung. In diesem Zustand sind dann das Antriebszahnrad
des ersten Ganges G1V, das Antriebszahnrad des zweiten Ganges G2V und
das Antriebszahnrad des dritten Ganges G3V alle rotierbar von der
Zwischenwelle 20 entkoppelt, wenn die Kupplung des ersten
Ganges CT1, die Kupplung des zweiten Ganges CT2, die Kupplung des
dritten Ganges CT3, die Kupplung des vierten Ganges CT4 und die
Kupplung des fünften
Ganges CT5 alle aus sind, und das Antriebszahnrad des vierten Ganges
G4V und das Antriebszahnrad des fünften Ganges G5V sind ebenfalls
von der Antriebswelle 10 entkoppelt. Die Rotationskraft
der Maschine wird demzufolge nicht auf die Abtriebswelle 40 übertragen.
Dies ist ein neutraler Zustand des Getriebes 1. In diesem
neutralen Zustand ist die Auswahlvorrichtung SL der selektiven Kupplung
CTD an dem getriebenen Zahnrad des dritten und vierten Ganges G34N positioniert.
Mit anderen Worten ist das getriebene Zahnrad des dritten und vierten
Ganges G34N mit der Abtriebswelle 40 gekoppelt, während das
getriebene Rückwärtszahnrad
GRN von der Abtriebswelle 40 entkoppelt ist.
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Um
das Getriebe 1 ausgehend von dem oben beschriebenen neutralen
Zustand in einen Zustand des ersten Vorwärtsganges zu schalten, wird die
Kupplung des ersten Ganges CT1 ausgehend von „Aus" auf „Ein" geschaltet, um das Antriebszahnrad
des ersten Ganges G1V mit der Zwischenwelle 20 zu koppeln.
In diesem oder dem Zustand des ersten Vorwärtsganges des Getriebes wird
die Kraft der Maschine EG, welche ausgehend von der Antriebswelle 10 via
das Kopplungsantriebszahnrad GCV und das erste Kopplungsleerlaufzahnrad
GC1 an die Kopplungsleerlaufwelle 30 und weiter via das
zweite Kopplungsleerlaufzahnrad GC2 und das getriebene Kopplungszahnrad
GCN an die Zwischenwelle 20 übertragen wird, durch die Kupplung
des ersten Ganges CT1 via das Antriebszahnrad des ersten Ganges G1V
und das getriebene Zahnrad des ersten Ganges G1N an die Abtriebswelle 40 übertragen.
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Um
das Getriebe 1 ausgehend von dem Zustand des ersten Vorwärtsganges
in einen Zustand des zweiten Vorwärtsganges zu schalten, wird
die Kupplung des ersten Ganges CT1 ausgehend von „Ein" auf „Aus" geschaltet, und
die Kupplung des zweiten Ganges CT2 wird ausgehend von „Aus" auf „Ein" geschaltet. Das
Antriebszahnrad des ersten Ganges G1V wird demzufolge von der Zwischenwelle 20 entkoppelt,
während
das Antriebszahnrad des zweiten Ganges G2V mit der Zwischenwelle 20 gekoppelt
wird. In diesem oder dem Zustand des zweiten Vorwärtsganges
des Getriebes 1 wird die Kraft der Maschine EG, welche
ausgehend von der Antriebswelle 10 via das Kopplungsantriebszahnrad GCV
und das erste Kopplungsleerlaufzahnrad GC1 an die Kopplungsleerlaufwelle 30 und
weiter via das zweite Kopplungsleerlaufzahnrad GC2 und das getriebene
Kopplungszahnrad GCN an die Zwischenwelle 20 übertragen
wird, durch die Kupplung des zweiten Ganges CT2 via das Antriebszahnrad
des zweiten Ganges G2V und das getriebene Zahnrad des zweiten Ganges
G2N an die Abtriebswelle 40 übertragen.
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Um
das Getriebe 1 ausgehend von dem Zustand des zweiten Vorwärtsganges
in einen Zustand des dritten Vorwärtsganges zu schalten, wird
die Kupplung des zweiten Ganges CT2 ausgehend von „Ein" auf „Aus" geschaltet, und
die Kupplung des dritten Ganges CT3 ausgehend von „Aus" auf „Ein" geschaltet. Das
Antriebszahnrad des zweiten Ganges G2V wird demzufolge von der Zwischenwelle 20 entkoppelt,
während
das Antriebszahnrad des dritten Ganges G3V mit der Zwischenwelle 20 gekoppelt wird.
In diesem oder dem Zustand des dritten Vorwärtsganges des Getriebes 1 wird
die Kraft der Maschine EG, welche ausgehend von der Antriebswelle 10 via
das Kopplungsantriebszahnrad GCV und das erste Kopplungsleerlaufzahnrad
GC1 an die Kopplungsleerlaufwelle 30 und weiter via das
zweite Kopplungsleerlaufzahnrad GC2 und das getriebene Kopplungszahnrad
GCN an die Zwischenwelle 20 übertragen wird, durch die Kupplung
des dritten Ganges CT3 via das Antriebszahnrad des dritten Ganges G3V
und das getriebene Zahnrad des dritten und vierten Ganges G34N und
dann durch die selektive Kupplung CTD an die Abtriebswelle 40 übertragen.
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Um
das Getriebe 1 ausgehend von dem Zustand des dritten Vorwärtsganges
in einen Zustand des vierten Vorwärtsganges zu schalten, wird
die Kupplung des dritten Ganges CT3 ausgehend von „Ein" auf „Aus" geschaltet, und
die Kupplung des vierten Ganges CT4 wird ausgehend von „Aus" auf „Ein" geschaltet. Das
Antriebszahnrad des dritten Ganges G3V wird demzufolge von der Zwischenwelle 20 entkoppelt,
während
das Antriebszahnrad des vierten Ganges G4V mit der Antriebswelle 10 gekoppelt
wird. In diesem oder dem Zustand des vierten Vorwärtsganges des
Getriebes 1 wird die Kraft der Maschine EG ausgehend von
der Antriebswelle 10 durch die Kupplung des vierten Ganges
CT4 via das vierte Antriebszahnrad des vierten Ganges G4V und das
getriebene Zahnrad des dritten und vierten Ganges G34N und dann
durch die selektive Kupplung CTD an die Abtriebswelle 40 übertragen.
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Um
das Getriebe 1 ausgehend von dem Zustand des vierten Vorwärtsganges
in einen Zustand des fünften
Vorwärtsganges
zu schalten, wird die Kupplung des vierten Ganges CT4 ausgehend
von „Ein" auf „Aus" geschaltet, und
die Kupplung des fünften
Ganges CT5 wird ausgehend von „Aus" auf „Ein" geschaltet. Das
Antriebszahnrad des vierten Ganges G4V wird demzufolge von der Antriebswelle 10 entkoppelt,
während
das Antriebszahnrad des fünften
Ganges G5V mit der Antriebswelle 10 gekoppelt wird. In
diesem oder dem Zustand des fünften Vorwärtsganges
des Getriebes 1 wird die Kraft der Maschine EG ausgehend
von der Antriebswelle 10 durch die Kupplung des fünften Ganges
CT5 via das Antriebszahnrad des fünften Ganges G5V und das getriebene
Zahnrad des fünften
Ganges G5N an die Abtriebswelle 40 übertragen.
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Um
das Getriebe 1 ausgehend von dem oben beschriebenen neutralen
Zustand in einen Zustand des ersten Rückwärtsganges zu schalten, wird die
Kupplung des dritten Ganges CT3 ausgehend von „Aus" auf „Ein" geschaltet, und die Auswahlvorrichtung
SL der selektiven Kupplung CTD ausgehend von dem getriebenen Zahnrad
des dritten und vierten Ganges G34N an das getriebene Rückwärtszahnrad GRN
verlagert. Das Antriebszahnrad des dritten Ganges G3V wird demzufolge
mit der Zwischenwelle 20 gekoppelt, und das getriebene
Rückwärtszahnrad GRN
mit der Abtriebswelle 40 gekoppelt. In diesem oder dem
Zustand des ersten Rückwärtsganges
des Getriebes 1 wird die Kraft der Maschine EG zunächst ausgehend
von der Antriebswelle 10 via das Kopplungsantriebszahnrad
GCV und das erste Kopplungsleerlaufzahnrad GC1 an die Kopplungsleerlaufwelle 30 und
weiter via das zweite Kopplungsleerlaufzahnrad GC2 und das getriebene
Kopplungszahnrad GCN an die Zwischenwelle 20 übertragen.
Diese Rotationskraft wird dann durch die Kupplung des dritten Ganges
CT3 via das Antriebszahnrad des dritten Ganges G3V, das getriebene
Zahnrad des dritten und vierten Ganges G34N, welches über der
Abtriebswelle 40 rotiert, und das Antriebszahnrad des vierten
Ganges G4V und dann via das Rückantriebszahnrad
GRV, welches mit dem Antriebszahnrad des vierten Ganges G4V, wie
oben erwähnt,
in einem einteiligen Körper
ausgebildet ist und über
der Antriebswelle 10 rotiert, und das Rückwärtsleerlaufzahnrad GRI an das
getriebene Rückwärtszahnrad
GRN, dessen Rotation durch die selektive Kupplung CTD an die Abtriebswelle 40 übertragen
wird, übertragen.
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Um
das Getriebe 1 ausgehend von dem Zustand des ersten Rückwärtsganges
in einen Zustand des zweiten Rückwärtsganges
zu schalten, wird die Kupplung des dritten Ganges CT3 ausgehend
von „Ein" auf „Aus" geschaltet, und
die Kupplung des vierten Ganges CT4 ausgehend von „Aus" auf „Ein" geschaltet. Das
Antriebszahnrad des dritten Ganges G3V wird demzufolge von der Zwischenwelle 20 entkoppelt,
während
das Rückantriebszahnrad
GRV, welches in einem einteiligen Körper mit dem Antriebszahnrad
des vierten Ganges G4V ausgebildet ist, mit der Antriebswelle 10 gekoppelt
wird. In diesem oder dem Zustand des zweiten Rückwärtsganges des Getriebes 1 wird
die Kraft der Maschine EG durch die Kupplung des vierten Ganges
CT4 ausgehend von der Antriebswelle 10 via das Rückantriebszahnrad
GRV und das Rückwärtsleerlaufzahnrad GRI
an das getriebene Rückwärtszahnrad
GRN übertragen,
dessen Rotation durch die selektive Kupplung CTD an die Abtriebswelle 40 übertragen wird.
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Bei
dem Getriebe 1 als erste Ausführungsform, welches, wie oben
beschrieben, fünf
Vorwärtsgangänderungsübersetzungen
und zwei Rückwärtsgangänderungsübersetzungen
erreicht, wird das Zahnrad (getriebene Zahnrad des dritten und vierten Ganges
G34N), welches über
der Abtriebswelle 40 dazu vorgesehen ist, die Abtriebswelle 40 in
Vorwärtsrichtung
im Zustand des dritten Vorwärtsganges zu
drehen, verwendet, um die Abtriebswelle 40 in Vorwärtsrichtung
ebenfalls im Zustand des vierten Vorwärtsganges zu drehen. Kurz gesagt
wird dieses spezifische Zahnrad gemeinsam in beiden Zuständen, d.
h. im Zustand des dritten Vorwärtsganges
und Zustand des vierten Vorwärtsganges
verwendet. Auf diese Art und Weise wird die Anzahl der über die
Abtriebswelle 40 zu versehenden Zahnräder zum Erreichen der Anzahl
von Vorwärtsgangänderungsübersetzungen
kleiner gemacht, damit die Größe der Kupplung 1 in
seiner axialen Richtung entsprechend dieser Zahnradreduktion verkleinert
werden kann. Für
die zwei Rückwärtsgangänderungsübersetzungen
sind zwei Kraftübertragungswege
(ein Weg, der durch das Antriebszahnrad des dritten und vierten Ganges
G34N führt,
welches das oben erwähnte
gemeinsame Zahnrad ist, und der andere, der nicht durch dieses führt) dazu
eingerichtet, die Rückwärtsgangübersetzung
(welche das Rückantriebszahnrad GRV,
das Rückwärtsleerlaufzahnrad
GRI und das getriebene Rückwärtszahnrad
GRN umfasst) anzutreiben, welches die Abtriebswelle 40 in
der Rückwärtsrichtung
rotiert. Mit anderen Worten weist das Getriebe 1 in dieser
Ausführungsform
keine zwei Zahnräder
an der Abtriebswelle 40 dazu auf, um den zwei Rückwärtsgangänderungsübersetzungen
zu entsprechen, jedoch weist es ein einziges Zahnrad (getriebenes
Rückwärtszahnrad
GRN) zum Erreichen der Rückwärtsrotation
auf mit zwei Kraftübertragungswegen
zum Rotieren dieses spezifischen Zahnrades. Obgleich das Getriebe
mit zwei Rückwärtsgangänderungsübersetzungen
ausgestattet ist, ist die Anzahl der Zahnräder, welche zum Ausführen der
Rückwärtsrotation
verwendet werden, die Gleiche als bei einem Getriebe, welches mit
einer einfachen Rückwärtsgangänderungsübersetzung
ausgestattet ist. Das Getriebe gemäß der vorliegenden Erfindung
kann demzufolge eine relativ kleine Größe in seiner Axialrichtung
erreichen, ungeachtet der relativ großen Anzahl von Vorwärtsgangänderungsübersetzungen
und den zwei Rückwärtsgangänderungsübersetzungen
des Getriebes. Auf diese Art und Weise stellt die vorliegende Erfindung
ein kompaktes Getriebe bereit, welches eine hohe Leistungsfähigkeit aufweist.
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Als
nächstes
wird eine zweite Ausführungsform
des Getriebes gemäß der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf 3 beschrieben,
welche ein Getriebe 1' als
eine zweite Ausführungsform zeigt.
Komponenten aus der Zeichnung, welche identisch sind mit jenen des
Getriebes 1, welches oben als erste Ausführungsform
beschrieben ist, sind jeweils mit identischen Nummern angegeben.
Ein Unterschied zwischen dem Getriebe 1' als eine zweite Ausführungsform
und des Getriebes 1 als eine erste Ausführungsform liegt darin, dass
das Getriebe 1' kein
getriebenes Zahnrad des zweiten Ganges G2N und getriebenes Zahnrad
des fünften
Ganges G5N des Getriebes 1 als erste Ausführungsform
aufweist, es jedoch stattdessen ein getriebenes Zahnrad des zweiten
und fünften
Ganges G25N, aufweist, welches die Funktionen des getriebenen Zahnrades
des zweiten Ganges G2N und des getriebenen Zahnrades des fünften Ganges
G5N aufweist. Das getriebene Zahnrad des vierten und fünften Ganges
G25N ist derart an der Abtriebswelle 40 befestigt, dass
es immer mit dem Antriebszahnrad des zweiten Ganges G2V und mit
dem Antriebszahnrad des fünften
Ganges G5V kämmt,
welche beide in einer gemeinsamen Ebene in dem Getriebe 1' als eine zweite
Ausführungsform
angeordnet sind.
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Wenn
die Relationen zwischen den Betriebszuständen der ersten bis fünften Kupplung
CT1, CT2, CT3, CT4 und CT5 und der selektiven Kupplung CTD und den
Gangänderungsübersetzungen
des Getriebes 1' in
einer Tabelle beschrieben wären,
würde die resultierende
Tabelle die Gleiche sein als die Tabelle (in 2 gezeigt),
wie sie für
das Getriebe 1 als erste Ausführungsform dargelegt wurde.
Solch eine Tabelle ist daher für
die zweite Ausführungsform
an dieser Stelle nicht dargelegt. Die Kraftübertragungswege des Getriebes 1' sind nun in
Bezug auf die Gangänderungsübersetzungen
des Getriebes 1' beschrieben.
Der Zustand der Kupplungen und der Zahnräder des Getriebes 1' als eine zweite
Ausführungsform
ist jedoch der Gleiche als der des Getriebes 1 als eine erste
Ausführungsform
in Fällen,
wo das Getriebe 1' in
seinem neutralen Zustand ist, ausgehend von dem neutralen Zustand
in seinen Zustand des ersten Vorwärtsganges hoch geschaltet ist,
ausgehend von seinem Zustand des zweiten Vorwärtsganges in seinen Zustand
des dritten Vorwärtsganges hoch
geschaltet ist, ausgehend von seinem Zustand des dritten Vorwärtsganges
in seinen Zustand des vierten Vorwärtsganges hoch geschaltet ist,
ausgehend von dem neutralen Zustand in seinen Zustand des ersten
Rückwärtsganges
hoch geschaltet ist, und ausgehend von dem Zustand des ersten Rückwärtsganges
in seinen Zustand des zweiten Rückwärtsganges
hoch geschaltet ist. Es wird daher keine Beschreibung für derartige
Fälle an
dieser Stelle angegeben.
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Um
das Getriebe 1' als
eine zweite Ausführungsform
ausgehend vom Zustand des ersten Vorwärtsganges in den Zustand des
zweiten Vorwärtsganges
zu schalten, wird die Kupplung des ersten Ganges CT1 ausgehend von „Ein" auf „Aus" geschaltet, und
die Kupplung des zweiten Ganges CT2 wird ausgehend von „Aus" auf „Ein" geschaltet. Das
Antriebszahnrad des ersten Ganges G1V wird demzufolge von der Zwischenwelle 20 entkoppelt,
während das
Antriebszahnrad des zweiten Ganges G2V mit der Zwischenwelle 20 gekoppelt
wird. In diesem oder dem Zustand des zweiten Vorwärtsganges
des Getriebes 1' wird
die Kraft der Maschine EG, welche ausgehend von der Antriebswelle 10 via
das Kopplungsantriebszahnrad GCV und das erste Kopplungsleerlaufzahnrad
GC1 an die Kopplungsleerlaufwelle 30 und weiter via das
zweite Kopplungsleerlaufzahnrad GC2 und das getriebene Kopplungszahnrad GCN
an die Zwischenwelle 20 übertragen wird, durch die Kupplung
des zweiten Ganges CT2 via das Antriebszahnrad des zweiten Ganges
G2V und das getriebene Zahnrad des vierten und fünften Ganges G25N an die Antriebswelle 40 übertragen.
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Um
das Getriebe 1' ausgehend
von dem Zustand des vierten Vorwärtsganges
in den Zustand des fünften
Vorwärtsganges
zu schalten, wird die Kupplung des vierten Ganges CT4 ausgehend
von „Ein" auf „Aus" geschaltet, während die
Kupplung des fünften
Ganges CT5 ausgehend von „Aus" auf „Ein" geschaltet wird.
Das Antriebszahnrad des vierten Ganges G4V wird demzufolge ausgehend
von der Antriebswelle 10 entkoppelt, während das Antriebszahnrad des
fünften
Ganges G5V mit der Antriebswelle 10 gekoppelt wird. In
diesem oder dem Zustand des fünften
Vorwärtsganges
des Getriebes 1' wird
die Kraft der Maschine EG ausgehend von der Antriebswelle 10 durch
die Kupplung des fünften
Ganges CT5 via das Antriebszahnrad des fünften Ganges G5V und das getriebene
Zahnrad des vierten und fünften Ganges
G25N an die Abtriebswelle 40 übertragen.
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Durch
Anwendung der Konstruktion des Getriebes 1 als eine erste
Ausführungsform,
erreicht das Getriebe 1' als
zweite Ausführungsform
fünf Vorwärtsgangänderungsübersetzungen
und zwei Rückwärtsgangänderungsübersetzungen,
welche ebenfalls durch das Getriebe 1 als eine erste Ausführungsform
erreicht werden. Zusätzlich
zur Anwendung der Konstruktion der ersten Ausführungsform verwendet das Getriebe 1' als eine zweite
Ausführungsform,
als ein gemeinsam verwendetes Zahnrad, ein Zahnrad (getriebenes
Zahnrad des vierten und fünften
Ganges G25N), welches über
die Abtriebswelle 40 zum Rotieren der Abtriebswelle 40 in beiden
Zuständen,
d. h. im Zustand des zweiten Vorwärtsganges und im Zustand des
fünften
Vorwärtsganges,
in Vorwärtsrichtung
vorgesehen ist. Der Beitrag der beiden Vorwärtsgangänderungsübersetzungen zur Größe des Getriebes 1' in axialer
Richtung wird deshalb durch das Maß eines einzigen Zahnrades,
d. h. des gemeinsam verwendeten Zahnrades, beeinflusst, damit die
Größe in axialer
Richtung relativ klein sein kann, ungeachtet der großen Anzahl
von Gangänderungsübersetzungen
des Getriebes 1'.
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Im Übrigen können Zahnräder in einer
Struktur, welche einen über
drei Wellen vorgesehenen Getriebezug mit gleichzeitig kämmenden
Komponentenzahnräder
umfasst, wie z. B. die Struktur des oben beschriebenen Getriebes
(Getriebe 1 und Getriebe 1'), aufgrund der Axiallast, welche
von dem Kontakt der Zahnflächen
der Zahnräder
während
der Drehmomentübertragung
erzeugt wird, einem „Schwanken" ausgesetzt sein.
Demzufolge kann ein Geräusch
erzeugt werden, wenn das Tragbild unzureichend wird. Um solch eine
Unannehmlichkeit zu vermeiden, oder um das Erzeugen eines solchen
Lärms zu
regeln/steuern, können
die drei Wellen, deren Zahnräder
gleichzeitig miteinander kämmen,
d. h. die Antriebswelle 10, die Zwischenwelle 20 und
die Abtriebswelle 40, in einer gemeinsamen Ebene angeordnet
sein, um den Effekt des „Schwankens" dieser Zahnräder zu reduzieren.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
gemäß der vorliegenden
Erfindung wurden oben beschrieben. Der Anwendungsbereich der vorliegenden
Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt.
Zum Beispiel sind zwar zwischen dem Kopplungsantriebszahnrad GCV
und dem getriebenen Kopplungszahnrad GCN zwei Leerlaufzahnräder (das
erste Kopplungsleerlaufzahnrad GC1 und das zweite Kopplungsleerlaufzahnrad
GC2) in den obigen Ausführungsformen
positioniert, jedoch kann die Struktur dazu ausgelegt sein, um lediglich
ein Leerlaufzahnrad zu umfassen.
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Bei
den obigen Ausführungsformen
werden ebenfalls selektive kuppelnde Mittel (selektive Kupplung
CTD) verwendet, um entweder das getriebene Zahnrad des dritten und
vierten Ganges G34N oder das getriebene Rückwärtszahnrad GRN zu koppeln, da
das getriebene Zahnrad des dritten und vierten Ganges G34N und das
getriebene Rückwärtszahnrad
GRN nie gleichzeitig mit der Abtriebswelle 40 gekoppelt
sind. Mit anderen Worten funktionieren diese kuppelnde Mittel als
Einheit sowohl als kuppelnde Mittel, welche das getriebene Zahnrad
des dritten und vierten Ganges G34N mit oder von der Abtriebswelle 40 koppeln
oder entkoppeln, als auch als kuppelnde Mittel, welche das getriebene
Rückwärtszahnrad
GRN mit oder von der Abtriebswelle 40 koppeln oder entkoppeln.
Dieser Aufbau ist effektiv bei der Gewichtsreduzierung und beim
kompakten Ausgestalten des Getriebes. Separate kuppelnde Mittel können jedoch
stattdessen vorgesehen sein, nämlich eines
zum Koppeln oder Entkoppeln des getriebenen Zahnrades des dritten
und vierten Ganges G34N mit bzw. von der Abtriebswelle 40 und
ein anderes zum Koppeln oder Entkoppeln des getriebenen Rückwärtszahnrades
GRN mit bzw. von der Abtriebswelle 40.
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Diese
kuppelnde Mittel können
in diesem Fall die gleichen Reibungskupplungen sein, wie sie für andere
kuppelnde Mittel verwendet werden.
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Bei
den oben beschriebenen Getrieben (sowohl dem Getriebe 1 als
auch dem Getriebe 1')
sind die Ein- und Aus-Betätigungen
der Kupplungen entsprechend der Durchmesser der Zahnräder und
den Abständen
zwischen den Wellen für
jede Gangänderungsübersetzung
bestimmt. Die Kombinationen der in der obigen Beschreibung dargestellten
Ein- und Aus-Betätigungen
der Kupplungen sind nur ein Beispiel. Mit anderen Worten sind eine
Vielzahl von Kombinationen der Ein- und Aus-Betätigungen möglich, wenn die Zahnräder verschiedene
Durchmesser mit entsprechend verschiedenen Abständen zwischen den Wellen aufweisen.
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Bei
den obigen Ausführungsformen
sind die parallelen Wellengetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung
für den
Gebrauch in Fahrzeugen beispielhaft erläutert. Diese Ausführungsformen
sind jedoch nur Beispiele. Der Gebrauch von parallelen Wellengetrieben
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist nicht auf Fahrzeuge begrenzt. Diese können ebenfalls
in verschiedenartigen Kraftmaschinen verwendet werden.
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Aus
der auf diese Weise beschriebenen Erfindung ist es offensichtlich,
dass das Gleiche auf verschiedene Arten variiert werden kann. Derartige Variationen
werden nicht als Abweichungen von der Idee und dem Anwendungsbereichs
der Erfindung betrachtet, und alle derartigen Modifikationen, wie
sie einem Fachmann ersichtlich wären,
sind dazu vorgesehen, innerhalb des Geltungbereichs der folgenden Ansprüche enthalten
zu sein.