DE68912447T2 - Fahrzeuggetriebe. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe für Kraftfahrzeuge nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solches Getriebe ist durch die US-A-2 543 412 bekannt.
• Zwei Vorgelegewellen werden in Getrieben verwendet, bei denen es erwünscht ist, bei gegebener Länge des Getriebes eine größere Anzahl von Gängen unterzubringen, als dies in der Praxis bei einer üblichen Getriebekonstruktion mit einer Vorgelegewelle möglich wäre und auch bei sogenannten "Lastschub- und Wendegetrieben", also bei Getrieben, die zwei Eingangswellen haben, von denen jede durch eine jeweilige Kupplung angetrieben ist. Bei Getrieben dieser Art werden die Stellungen der Gänge zunächst vorgewählt und der tatsächiche Gang-Wechsel wird dann durch ein Auskuppeln von einer dieser Kupplungen und durch das Einkuppeln der anderen Kupplung bewirkt. Im Falle eines Sechsgang-Getriebes werden beispielsweise der erste, dritte und fünfte Gang durch eine der Eingangswellen und eine der Vorgelegewellen erzielt und der zweite und vierte Gang werden durch die andere der Eingangswellen und die andere Vorgelegewelle erzielt; der sechste Gang wird dort durch eine direkte Kupplung zwischen der ersterwähnten Eingangswelle und der Ausgangswelle erzielt.
• Der Durchmesser der Zahnräder für ein niedriges Übersetzungsverhältnis ist auf den Vorgelegewellen bei Getrieben dieser Art, die insbesondere für Schwerlastfahrzeuge und Arbeitsfahrzeuge bestimmt sind, sehr klein und zwar aufgrund der Konstruktion des Getriebes mit gemeinsamen Zahnrädern, die auf der Hauptwelle montiert sind und die mit gegenüberliegenden Zahnrädern auf den Vorgelegewellen kämmen. In denjenigen Beispielen, in denen die Zahnräder für das niedrige Übersetzungsverhältnis auf ihren jeweiligen Wellen auskuppelbar sind, ist es nützlich, die Zahnräder mit kleinem Durchmesser auf Nadellagern zu lagern und dies bedeutet, daß wegen der kleinen Durchmesser, die in diesem besonderen Fall vorhanden sind, die Zahnradnaben sehr dünn sind, wodurch das Drehmoment, das übertragen werden kann, begrenzt ist.
• Die SE-A-8 700 583 (EP-A-0 278 938) zeigt und beschreibt ein Getriebe dieser Art, bei dem die Zahnräder auf den Vorgelegewellen des zweiten und dritten Ganges auf ihren jeweiligen Wellen lösbar sind und mit einem festen Zahnrad kämmen, das auf der Hauptwelle montiert ist. Andererseits sind die Zähne des Zahnrades auf der Vorgelegewelle des ersten Ganges direkt an der Vorgelegewelle angeformt, so daß dem Zahnrad ein sehr kleiner Durchmesser gegeben werden kann, obwohl es trotzdem hohe Drehmomente übertragen kann.
• Ausgehend von dem Getriebe, das aus der US-A-2 543 412 bekannt ist, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe dieser Art anzugeben, bei dem sehr hohe Übersetzungsverhältnisse in den untersten Gängen erzielbar sind, ohne daß sehr kleine, lösbare Zahnräder auf den Vorgelegewellen verwendet würden und bei denen auch ein siebenter Gang vorhanden ist, wobei die Baulänge des Getriebes und das Maß seiner Kornplizierung im wesentlichen unverändert ist.
• Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
• Durch Verwendung eines entkuppelten Zahnrades auf der Hauptwelle als Zwischenzahnrad ist es als Ergebnis dieser Lösung möglich, über die andere Vorgelegewelle eine weitere Stufe einer Geschwindigkeitsverminderung zu erzielen und den Umstand zu nutzen, daß das Primärzahnrad auf dieser Vorgelegewelle ein höheres Übersetzungsverhältnis hat als die andere Vorgelegewelle. Dies macht es möglich, daß für den ersten Gang ein genügend hohes Gesamtübersetzungsverhältnis erzielt wird und ermöglicht es ferner, daß sowohl im ersten als auch im zweiten Gang direkt an der anderen Vorgelegewelle angeformte Zähne dazu benutzt werden, das Drehmoment auf die Ausgangswelle zu übertragen.
• Die Erfindung wird nun im einzelnen unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen sowie die beigefügte Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur eine Längsschnittansicht eines 7-Gang-Getriebes für Kraftfahrzeuge ist.
• In der Zeichnung bezeichnet die Bezugsziffer 1 ein Schwungrad, das das erfindungsgemäße Getriebe 3 über eine mehrscheibige Naßkupplungsanordnung antreibt, die allgemein mit 2 bezeichnet ist. Die Kupplungsanordnung ist eine Doppelkupplung bekannter Bauart und braucht daher im einzelnen nicht näher beschrieben zu werden. Die Kupplungseinheit 4, die in der Zeichnung links liegt, ist über ein Kupplungshülsenelement 5 mit einer ersten Eingangswelle 6 des Getriebes verbunden, wohingegen die rechts liegende Kupplungseinheit 7 über ein Kupplungshülsenelement 8 mit einer zweiten Eingangswelle 9 verbunden ist, die hohl und konzentrisch auf der ersten Eingangswelle 8 gelagert ist. Die beiden Kupplungseinheiten können in bekannter Weise zum abwechselnden Antreiben der Eingangswellen 6 und 9 abwechselnd ein- und ausgekuppelt werden. Die dargestellte, mehrscheibige Naßkupplung kann auch durch eine Trockenplatten-Doppelkupplung ersetzt werden.
• Die erste Eingangswelle 6 ist mit einem Satz von Zähnen oder mit einem Zahnring 10 verbunden, der mit einem Zahnrad 11 kämmt, der seinerseits auf einer ersten Vorgelegewelle 12 fest angebracht ist. Die zweite Eingangswelle 9 ist mit einem Satz von Zähnen oder mit einem Zahnring 13 versehen, der mit einem Zahnrad 14 kämmt, das fest auf einer zweiten Vorgelegewelle 15 angeordnet ist. Der Zahnring 13 ist größer als der Zahnring 10 und die zweite Vorgelegewelle 15 dreht sich bei gleicher Eingangsdrehzahl der jeweiligen Eingangswellen schneller als die erste Vorgelegewelle 12.
• Jede der Vorgelegewellen 12 und 15 trägt jeweils ein Paar von frei drehbaren Zahnrädern 16, 17 und 18, 19, wobei die Zahnräder 16 und 18 gemeinsam mit einem Zahnrad 21 kämmen, das fest auf einer Ausgangswelle 20 angebracht ist, wohingegen die Zahnräder 17 und 19 mit einem Zahnrad 22 kämmen, das mit Kupplungszähnen versehen und frei drehbar auf der Ausgangswelle gelagert ist. Die Wellen sind in einer V-Form angeordnet, so daß die Drehrichtung von beiden Vorgelegewellen mit Hilfe eines zusätzlichen Zahnrades 23 geändert werden kann, das auf der Vorgelegewelle 15 angeordnet ist und mit dem Zahnrad 11 auf der Vorgelegewelle 12 kämmt, um das Fahrzeug rückwärts anzutreiben. Die Drehrichtung der jeweiligen Vorgelegewellen kann auch mit Hilfe eines Zahnrades verändert werden, das auf einer separaten Welle im Getriebegehäuse angeordnet ist und das mit den Zahnsätzen oder Zahnringen 10 und 13 kämmt. Dies ermöglicht eine größere Freiheit bei der Wahl der V-Form und der Übersetzungsverhältnisse und macht es auch möglich, daß die Wellen wechselseitig in derselben Ebene angeordnet werden. Die Zahnräder 16, 17, 18, 19 und 23 können auf ihren jeweiligen Wellen mit Hilfe von axial verschiebbaren Kupplungshülsen 24, 25 und 26 verriegelt werden. Ein Zahnrad 40, das auf der Ausgangswelle 20 frei drehbar gelagert ist, kämmt mit einem Zahnring 41, der direkt an die Vorgelegewelle 15 angeformt ist und kann auf der Ausgangswelle 20 mit Hilfe einer Kupplungshülse 42 verriegelt werden. Da der Zahnring 41 direkt auf der Vorgelegewelle 15 angeformt ist und da das Zahnrad 40 mit der Ausgangswelle verriegelt werden kann, ist es nicht mehr notwendig, das Vorgelegewellenzahnrad auf Nadellagern zu lagern und diesem Zahnrad kann demzufolge ein sehr kleiner Durchmesser gegeben werden, der wiederum ein hohes Übersetzungsverhältnis von der Vorgelegewelle zur Ausgangswelle zur Folge hat. Das frei drehbare Zahnrad 22 kann mit Hilfe einer Kupplungshülse 27 auf der Ausgangswelle verriegelt werden und die Eingangswelle 6 und die Ausgangswelle 20 können zum direkten Antrieb (Übersetzungsverhältnis 1:1) miteinander verriegelt werden. Alle diese Kupplungen haben keine einzelnen, üblichen Synchronisierungsvorrichtungen.
• Bei der dargestellten Ausführungsform haben die Kupplungshülsen 24, 25, 26, 27 und 42 keine zusammenwirkenden Synchronisierungsvorrichtungen. Anstelle dessen umfaßt die Ausführungsform eine sogenannte zentrale Synchronisierungsanordnung, die allgemein mit 30 bezeichnet ist und die die Bauart hat, die in der SE-A-8 700 583 beschrieben und dargestellt ist; diese Anordnung bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Um eine genauere Beschreibung des jeweiligen Ubertragungsvorganges bei der Verwendung einer Zentral-Synchronisation zu erlangen, wird der Leser auf die oben erwähnte Patentbeschreibung verwiesen. Es ist jedoch selbstverständlich, daß das Getriebe, das hier dargestellt und beschrieben ist, auch mit einzelnen, üblichen Synchronisierungsvorrichtungen für jede Kupplungshülse anstelle einer zentralen Synchronisierungsanordnung ausgerüstet werden kann.
• Das dargestellte Getriebe ist in seinem neutralen Zustand dargestellt, in dem alle frei drehbaren Zahnräder von ihren jeweiligen Wellen entriegelt sind. Der Drehmomentenfluß von der Eingangswelle 6 zu der Ausgangswelle 20 beim Antrieb im ersten und dritten Gang ist durch voll durchgezogene Pfeile angedeutet, wohingegen die gestrichelten Pfeile den Drehmomentenfluß von der Eingangswelle 9 zur Ausgangswelle 20 andeuten und zwar beim Fahren im zweiten und vierten Gang.
• Beim Fahren im ersten Gang verriegelt die Kupplungshülse 24 das Zahnrad 17 auf der Vorgelegewelle 12, die Kupplungshülse 42 verriegelt das Zahnrad 40 auf der Ausgangswelle 20 und die Kupplungshülse 25 verriegelt das Zahnrad 19 auf der Vorgelegewelle 15. Die Kupplungshülse 27 des frei drehbaren Zahnrades 22 liegt in der neutralen Stellung und läßt das Zahnrad 22 frei umlaufen. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, wird das Drehmoment von der Eingangswelle 6 über das auf der Vorgelegewelle 12 verriegelte Zahnrad 17 und das frei drehbare Zahnrad 22 auf das auf der anderen Vorgelegewelle 15 verriegelte Zahnrad 19 übertragen und von dort über den Zahnring 41 auf das auf der Ausgangswelle verriegelte Zahnrad 40. Wenn der zweite Gang eingeschaltet wird, dann wird der Antrieb von der Eingangswelle 9 zur Vorgelegewelle 15 übertragen, wobei das Zahnrad 19 entriegelt ist. Das Drehmoment wird dann, wenn der zweite Gang eingeschaltet ist, ebenfalls über den Zahnring 41 auf die Ausgangswelle übertragen. Bei den beiden untersten Gängen wird das Drehnoment auf diese Weise über ein und denselben Zahnring 41 übertragen, der deshalb, weil er direkt auf der Vorgelegewelle angeformt ist, in der Lage ist, einer größeren Belastung zu widerstehen als ein nadelgelagertes Zahnrad entsprechender Größe. Beim Fahren im dritten und vierten Gang wird das Zahnrad 22 auf der Ausgangswelle verriegelt und vor dem Übergehen in den vierten Gang wird das Zahnrad 40 entriegelt. Das Drehmoment wird dann jeweils über die Zahnräder 17 und 19 übertragen.
• Es ist darauf hinzuweisen, daß die Erfindung bei Getrieben angewendet werden kann, die mehr oder weniger Gänge haben als das beschriebene Getriebe. Darüber hinaus kann die kurze Baulänge des Getriebes noch weiter dadurch vermindert werden, daß die Anzahl und die Anordnung der Kupplungshülsen verändert wird. Beispielsweise können alle Kupplungshülsen axial in lediglich zwei Reihen angeordnet werden.

Claims (4)

1. Getriebe für Kraftfahrzeuge mit zueinander konzentrisch gelagerten und abwechselnd angetriebenen Eingangswellen (6, 9) und mit zwei Vorgelegewellen (12, 15), die durch die Eingangswellen angetrieben werden und die Zahnräder (16, 17; 18, 19; 41) tragen, die mit Zahnrädern (21, 22, 40) auf der Ausgangswelle (20) kämmen, wobei wenigstens ein Zahnrad (17; 19), das auf jeder Vorgelegewelle (12, 15) drehbar gelagert und mit Hilfe von Kupplungsvorrichtungen (24, 25) mit der jeweiligen Vorgelegewelle verriegelt werden kann, mit einem gemeinsamen Zahnrad (22) kämmt, wobei das gemeinsame Zahnrad (22) frei drehbar auf der Ausgangswelle (20) gelagert und mit dieser mit Hilfe einer Kupplungsvorrichtung (27) verriegelt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen (24, 25) vorgesehen sind, um gleichzeitig beide Zahnräder (17, 19), die mit dem gemeinsamen Zahnrad (22) kärnen, auf ihren jeweiligen Vorgelegewellen zu verriegeln, während das gemeinsame Zahnrad frei drehbar gehalten wird, um auf diese Weise das Drehmoment über das gemeinsame Zahnrad von der einen auf die andere Vorgelegewelle (jeweils 12 und 15) zu übertragen.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die auf den Vorgelegewellen (12, 15) gelagerten Zahnräder (17, 19) auf ihren jeweiligen Vorgelegewellen verriegelt werden und das gemeinsame Zahnrad (22) frei drehbar ist, diese Zahnräder (17, 19) dazu dienen, das Drehmoment von einer Vorgelegewelle (12) über die andere Vorgelegewelle (15) mit dem höchsten Übersetzungsverhältnis auf die Ausgangswelle (20) zu übertragen.

3. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn abwechselnd eines der auf den Vorgelegewelle (12, 15) gelagerten Zahnräder (17, 19) auf seiner jeweiligen Vorgelegewelle verriegelt ist und wenn das gemeinsame Zahnrad mit der Ausgangswelle (20) verriegelt ist, diese Zahnräder (17, 19) so wirken, daß sie beim Fahren jeweils im dritten und vierten Gang das Drehmoment auf die Ausgangswelle übertragen.

4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Vorgelegewelle (15) einen Zahnring (41) aufweist, der direkt auf dieser Welle angeformt ist und über den das Drehmoment des höchsten und nächsthöchsten Übersetzungsverhältnisses auf die Ausgangswelle (20) übertragen wird.