DE69426505T2

DE69426505T2 - Verbundgetriebe mit hybriden Einzel- und Doppelvorgelegenwellen

Info

Publication number: DE69426505T2
Application number: DE69426505T
Authority: DE
Inventors: Alan Charles Stine
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1993-05-14
Filing date: 1994-05-09
Publication date: 2001-08-23
Anticipated expiration: 2014-05-10
Also published as: BR9401063A; EP0624740A1; CN1097849A; CZ288136B6; RU94016185A; ES2153404T3; US5421216A; CZ116394A3; CN1042972C; AU669436B2; CA2123444C; DE69426505D1; JPH06330991A; CA2123444A1; ZA943271B; ATE198504T1; KR100292082B1; RU2110415C1; EP0624740B1; AU6306094A

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft Verbundgetriebe, die eine mehrgängige Hauptgetriebegruppe enthalten, die mit einer mehrgängigen Hilfsgetriebegruppe in Serie liegt, und insbesondere Verbundgetriebe, die Kupplungen aufweisen, die auf zwei Hybrid-Hauptgruppen-Vorgelegewellen angeordnet sind, um die Gänge der Hauptgruppe auszuwählen.

Hintergrund zu der Erfindung

Geschwindigkeitswechsel-Verbundgetriebe in der Bauart mit einer oder mehreren Hilfsgruppen, die mit einer Hauptgetriebegruppe in Serie liegen, sind aus dem Stand der Technik bekannt. FCurz gesagt ist durch Verwendung einer Haupt- und einer damit in Serie liegenden Hilfsgetriebegruppe, unter der Voraussetzung der richtigen Bemessung der Gangsprünge, die Gesamtanzahl der verfügbaren Getriebegänge gleich dem Produkt der Ganganzahl der Haupt- und der Hilfsgruppe. Beispielsweise weist zumindest entsprechend der Theorie ein Geschwindigkeitswechsel-Verbundgetriebe mit einer viergängigen Haupt-gruppe, zu der eine dreigängige Hilfsgruppe in Serie angeordnet ist, zwölf (4 · 3 = 12) verfügbare Gänge auf.
Bei den Hilfsgetriebegruppen gibt es drei allgemeine Typen: den Range-Typ, den Split-Typ und den kombinierten Range-/Split-Typ. Bei Verbundgetrieben mit einer Hilfsgruppe vom Range-Typ sind der Sprung oder die Sprünge größer als der Gesamtbereich der Übersetzungsverhältnisse der Gänge der Hauptgetriebegruppe, und es wird in jedem Bereich die Haupt-gruppe fortschreitend durch alle Gänge geschaltet. Beispiele für Verbundgetriebe mit einer Hilfsgruppe vom Range-Typ sind aus den US-Patenten 3 105 395, 2 637 222 und 2 637 221 zu ersehen.
Bei Verbundgetrieben mit einer Hilfsgruppe vom Split- Typ sind die Gangsprünge der Split-Hilfsgruppe kleiner als die Gangsprünge der Hauptgetriebegruppe und jeder Hauptgetriebe-gang wird durch die Split-Gruppe aufgeteilt oder unterteilt. Beispiele für Geschwindigkeitswechsel-Verbundgetriebe mit Hilfsgruppen vom Split-Typ sind aus den US-Patenten 4 290 515, 3 799 002, 4 440 037 und 4 527 447 zu ersehen.
Bei einer Hilfsgruppe, die kombiniert vom Range- und Split-Typ ist oder entsprechenden Gruppen, sind sowohl Gangsprünge entsprechend dem Range-Typ als auch Gangsprünge entsprechend dem Split-Typ vorgesehen, und sie gestatten es, dass die Hauptgruppe fortschreitend durch ihre Gänge in wenigstens zwei Bereichen durchgeschaltet wird, und sie gestatten ferner, dass in wenigstens einem Bereich eine oder mehrere der Hauptgruppengänge aufgeteilt werden.
Beispiele für Verbundgetriebe, die eine einzelne Hilfs-gruppe vom kombinierten Range-/Split-Typ aufweisen, sind aus den US-Patenten 3 283 613 und 3 648 546 zu ersehen. Eaton stellt ebenfalls das "Super-10" Verbundgetriebe her, das eine 2+1 Hauptgruppe und eine Hilfsgruppe mit sowohl Range- als auch Splitzahnrädern aufweist. Sämtliche der drei Vorwärtsgänge werden im unteren Bereich verwendet, jedoch werden zwei Vorwärtsgänge im hohen Bereich wiederholt. Daraus ergibt sich ein 5-Gang-Standardschaltmuster.
Verbundgetriebe mit mehreren Vorgelegewellen sind bekannt. In der US-A-4 065 981 findet sich ein Beispiel, bei dem zwei Vorgelegewellen ohne die Möglichkeit axialer Verschiebung gelagert sind. Die Wellen können koaxial angeordnet sein.
In einem weiteren Beispiel, nämlich in der GB-A-2 067 689, wird ein Getriebe gezeigt, bei dem es sich allerdings nicht um einen Verbundgetriebetyp handelt. In dieser Druckschrift wird ein Paar von Vorgelegewellen sowie Synchronisationskupplungen und Kupplungsstücke gezeigt, die sowohl auf der Hauptwelle als auch paarweise auf der Vorgelegewelle angebracht sind.
Weiter wird in der FR-A-20 770 550 der Dana Corporation noch ein Verbundgetriebe vorgestellt, das Zwillingsvorgelegewellen aufweist. In diesem Fall sind die Synchronisationskupplungen auf den Vorgelegewellen angeordnet. Jedoch sind die Zwillingsvorgelegewellen ausschließlich in dem Hauptbereich des Getriebe angeordnet.
Ein weiteres Beispiel eines kombinierten Range-/Split- Verbundgetriebes ist das "Ecosplit"-Getriebe, das durch die Zahnradfabrik Friedrichshafen AG, Friedrichshafen, Bundesrepublik Deutschland, verkauft wird und das vor der Hauptgetriebegruppe eine Split-Hilfsgruppe und hinter der Hauptgetriebegruppe eine getrennte Range-Hilfsgruppe enthält. Noch ein Beispiel stellt das von der Fa. Rockwell verkaufte Getriebe RMO-13-145A mit dreizehn Gängen dar, bei dem die Vorwärtsgänge im hohen. Bereich gesplittet sind.
Es ist zu bemerken, dass die Begriffe "Haupt-" und "Hilfsgruppe" relativ sind und dass, wenn die Bezeichnungen der Hauptwelle sitzen. Die erste Vorgelegewelle umfasst ein erstes und zweites Vorgelegewellenzahnrad, das auf der ersten Vorgelegewelle drehbar gelagert ist, sowie ein drittes Vorgelegewellenzahnrad, das drehfest auf der ersten Vorgelegewelle sitzt. Das erste, das zweite und das dritte Vorgelegewellenzahnrad stehen drehbar mit dem ersten Vorwärtsgangzahnrad, dem dritten Vorwärtsgangzahnrad bzw. dem Verbundzahnrad kämmend in Eingriff. Die zweite Vorgelegewelle umfasst ein viertes und fünftes Vorgelegewellenzahnrad, das auf der zweiten Vorgelegewelle drehbar gelagert ist, sowie ein sechstes Vorgelegewellenzahnrad, das drehfest auf der zweiten Vorgelegewelle sitzt. Das vierte, das fünfte und das sechste Vorgelegewellenzahnrad stehen drehbar mit dem zweiten Vorwärtsgangzahnrad, dem vierten Vorwärtsgangzahnrad bzw. dem Verbundzahnrad in Eingriff.
Eine erste Kupplung ist mit der ersten Vorgelegewelle profilverzahnt verbunden und kuppelt entweder das erste Vorgelegewellenzahnrad oder das zweite Vorgelegewellenzahnrad mit der ersten Vorgelegewelle. Eine zweite Kupplung ist mit der zweiten Vorgelegewelle profilverzahnt verbunden und kuppelt entweder das vierte Vorgelegewellenzahnrad oder das fünfte Vorgelegewellenzahnrad mit der zweiten Vorgelegewelle.
Die Hilfsgruppe umfasst eine Ausgangswelle und eine dritte Vorgelegewelle. Die Ausgangswelle weist ein auf dieser drehbar gelagertes Splitzahnrad auf. Die dritte Vorgelegewelle verläuft konzentrisch mit der ersten Vorgelegewelle, und wird drehbar durch das Verbundzahnrad angetrieben. Die dritte Vorgelegewelle weist siebte und achte Vorgelegewellenzahnräder auf, die drehbar mit der dritten Vorgelegewelle sind und mit dem vierten Vorwärtsgangzahnrad bzw. dem Splitzahnrad drehend in Eingriff stehen. Im Anspruch 12 ist eine Anordnung beschrieben, bei der die vierte Vorgelegewelle konzentrisch mit der zweiten Vorgelegewelle verläuft und durch das Verbundzahnrad drehbar angetrieben wird. Die vierte Vorgelegewelle weist neunte und zehnte Vorgelegewellenzahnräder auf, die drehbar mit der vierten Vorgelegewelle sind und mit dem vierten Vorwärtsgangzahnrad bzw. dem Splitzahnrad drehend in Eingriff stehen.
Eine dritte Kupplung ist mit der Ausgangswelle profilverzahnt verbunden und kuppelt entweder das vierte Vorwärtsgangzahnrad oder das Splitzahnrad mit der Ausgangswelle. Eine vierte Kupplung ist mit der Hauptwelle profilverzahnt verbunden und kuppelt die Hauptwelle entweder mit dem Splitzahnrad oder mit dem Zahnrad für den vierten Gang. Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein neues und verbessertes Verbundgetriebe zu schaffen, das Einzel- und Zwillings- Hybridvorgelegewellen aufweist.
Diese und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich beim Lesen der detaillierten Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beigefügten Figuren.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Verbundgetriebe, das eine Hilfsgruppe mit zwei Splitzahnrädern aufweist;
Fig. 2 zeigt eine Teilansicht des Verbundgetriebes nach Fig. 1 im Querschnitt;
Fig. 3 zeigt ein Schaltmuster für das Verbundgetriebe in einer schematischen Darstellung;
Fig. 4 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel des Verbundgetriebes in einer schematischen Darstellung; und
Fig. 5 zeigt eine Teildarstellung des Verbundgetriebes nach Fig. 4 im Querschnitt.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

In der nachstehenden Beschreibung wird eine bestimmte Terminologie lediglich zum Zweck der Vereinfachung verwendet; sie ist nicht beschränkend. Die Worte "nach oben", "nach unten", "nach rechts" und "nach links" bezeichnen Richtungen in den Figuren, auf die Bezug genommen ist. Die Worte "vorwärts" und "rückwärts" beziehen sich entsprechend auf das vordere und das hintere Ende des Getriebes, wie es üblicherweise in einem Fahrzeug eingebaut ist, wobei es sich sich um die linke bzw. die rechte Seite des Getriebes handelt, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Die Worte "nach innen" und "nach außen" bezeichnen Richtungen auf den geometrischen Mittelpunkt des Gerätes oder dessen bezeichneten Teils zu bzw. von diesem geometrischen Mittelpunkt weg. Zu der besagten Terminologie gehören die oben speziell erwähnten Worte, Ableitungen hiervon und Worte mit ähnlicher Bedeutung.
Der Ausdruck "Verbundgetriebe" wird verwendet, um ein Stufengetriebe mit einer Hauptgetriebegruppe und einer Hilfsgetriebegruppe zu bezeichnen, beispielsweise eine Hilfsgetriebegruppe, die in Serie liegt, wodurch die ausgewählte Ganguntersetzung in der Hauptgruppe durch eine weitere ausgewählte Ganguntersetzung in der Hilfsgetriebegruppe ergänzt wird.
In Fig. 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßes "5 · 2" Verbundgetriebe 10 mit zehn Gängen dargestellt. Das Verbundgetriebe 10 umfasst eine Hauptgetriebegruppe 12 mit mehreren Gängen, die in Reihe mit einer Hilfsgetriebegruppe 14 liegt. Typischerweise ist das Getriebe 10 in einem einzigen Gehäuse H untergebracht, und zu ihm gehört eine Eingangswelle 16, die durch einen Primärantrieb, beispielsweise einen Dieselmotor über eine wahlweise auszurückende, normalerweise eingerückte Reibungshauptkupplung C angetrieben wird, die einen Eingangs- oder Antriebsabschnitt 18, der antriebsmäßig mit der Kurbelwelle 20 des Motors verbunden ist, und einen angetriebenen Abschnitt 22 aufweist, der drehbar mit der Getriebeeingangswelle 16 verbunden ist.
In der Hauptgetriebegruppe 12 weist die Eingangs- oder Hauptwelle 16 ein Verbundzahnrad 24, das auf der Hauptwelle 16 drehbar gelagert ist, und mehrere Antriebszahnräder 26, 28, 30 und 32 auf, die drehfest auf der Hauptwelle 16 sitzen. Eine Antriebszahnrad 60 ist drehbar auf dem Ende der Hauptwelle 16 gelagert. Das Antriebszahnrad 28 kann, wie in Fig. 2 gezeigt, als Evolventenverzahnung auf der Hauptwelle 16 ausgebildet sein und sich in Form einer Außenverzahnung längs der Hauptwelle erstrecken, um das Antriebszahnrad 26 und 30 anzutreiben. Zwei im Wesentlichen identische Vorgelegewellen 34 und 36 sind auf entgegengesetzten Seiten der Hauptwelle 16 angeordnet und durch Lager 38 und 40 in dem Gehäuse H, das in. Fig. 1 lediglich im Ausschnitt schematisch dargestellt zu sehen ist, gelagert. Die Hauptgruppen-Vorgelegewelle 34 ist mit Hauptgruppen-Vorgelegewellenzahnrädern 42 und 44, die auf der Hauptgruppen- Vorgelegewelle 34 drehbar gelagert sind, und einem Vorgelegewellenzahnrad 46 versehen, das mit der Hauptgruppen-Vorgelegewelle 34 drehfest ist. Die Hauptgruppen-Vorgelegewelle 36 ist mit Hauptgruppen-Vorgelegewellenzahnrädern 48 und 50, die auf der Hauptgruppen-Vorgelegewelle 36 drehbar gelagert sind, und einem im Wesentlichen mit dem Vorgelegewellenzahnrad 46 identischen Vorgelegewellenzahnrad 52 versehen, das mit der Hauptgruppen-Vorgelegewelle 36 drehfest ist.
Das Hauptwellen-Antriebszahnrad 32 ist ein Rückwärtsgangzahnrad und steht kämmend drehend in Eingriff mit dem Vorgelegewellenzahnrad 50, das auf der Vorgelegewelle 36 über ein herkömmliches Losrad (nicht dargestellt) angebracht ist. Das Antriebszahnrad 28 stellt einen niedrigen oder ersten Vorwärtsgang zur Verfügung und steht drehend in Eingriff mit dem Vorgelegewellenzahnrad 48. Die beiden anderen Hauptwellen -Antriebszahnräder 30 und 26 ergeben zweite und dritte Vorwärtsgänge und stehen drehend in Eingriff mit Vorgelegewellenzahnrad 44 bzw. 42, die auf der entgegengesetzten Vorgelegewelle 34 angebracht sind. Die Vorgelegewellenzahnräder 46 und 52 stehen drehend in Eingriff mit dem Abschnitt des Verbundzahnrads 24, der den größeren Durchmesser aufweist.
Kupplungsmuffen 54 und 56 sind mit den Vorgelegewellen 34 bzw. 36 drehfest profilverzahnt verbunden und lassen sich axial entweder in eine ganz linke oder ganz rechte Stellung, oder in eine in der Mitte liegende Leerlaufstellung bringen. Die Kupplungsmuffen 54 und 56 werden mittels Schaltgabeln oder Jochen (nicht dargestellt) axial positioniert, die zu einer Schaltstangengehäuseanordnung (nicht dargestellt) gehören, wie beispielsweise in dem US Patent 4 901 600 beschrieben, das dem Inhaber der vorliegenden Erfindung gehört. Die Kupplungsmuffen 54 und 56 sind bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel in der bekannten unsynchronisierten, zweiseitig wirkenden Bauart mit Klauenkupplung ausgeführt. Wie allgemein bekannt ist, lässt sich zu einem gegebenen Zeitpunkt immer nur eine der beider Kupplungen 54 bzw. 56 einrücken, und es sind Mittel zur Verriegelung der Hauptgruppe vorgesehen, um die andere Kupplung in der neutralen Stellung festzuhalten.
Eine Hilfsgetriebegruppe 14 liegt mit der Hauptgetriebegruppe 12 in Reihe. Eine Ausgangswelle 58, die im Wesentlichen koaxial zu der Hauptwelle 16 verläuft, trägt das drehbar darauf gelagerte Splitzahnrad 60. Das vierte Vorwärtsgangzahnrad 60 und das Splitzahnrad 62 stehen drehend in Eingriff mit Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnradpaaren 64 bzw. 66, die ihrerseits drehfest auf Hilfsgruppen-Vorgelegewellen 68 bzw. 80 sitzen. Die Hilfsgruppen-Vorgelegewellen 68 und 80 sind mittels Lagern 70 und 72 in dem Gehäuse H gelagert, und jede Hilfsgruppen-Vorgelegewelle weist auch ein Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnrad 74 auf, das mit der Hilfsgruppen-Vorgelegewelle drehfest ist. Das Zahnrad 74 steht in ständigem kämmenden Eingriff mit dem Abschnitt des Verbundzahnrads 24, der den kleineren Durchmesser aufweist, so dass sich die Hilfs-gruppen-Vorgelegewellen 68 und 80 durch das Verbundzahnrad 24 drehbar antreiben lassen.
Die Hauptgetriebegruppe 12 stellt einen Rückwärtsgang und fünf auswählbare Vorwärtsgänge zur Verfügung. Der Rückwärtsgang wird eingelegt, indem die Kupplung 56 in ihre ganz rechte Stellung gebracht wird, um das Vorgelegewellenzahnrad 50 antriebsmäßig an die Vorgelegewelle 36 anzukuppeln. Der auf diese Weise hergestellte Kraftübertragungsweg verläuft von der Hauptwelle 16 aus über das Rückwärtsgangzahnrad 32, das Losrad und das Vorgelegewellenzahnrad 50 zu der Vorgelegewelle 36 und anschließend über das Vorgelegewellenzahnrad 52 zu dem Verbundzahnrad 24. Der erste und niedrigste Vorwärtsgang wird eingelegt, indem die Kupplung 56 in ihre ganz linke Stellung verbracht wird, um das Vorgelegewellenzahnrad 48 antriebsmäßig an die Vorgelegewelle 36 anzukuppeln. Der auf diese Weise hergestellte Kraftübertragungsweg verläuft von der Hauptwelle 16 aus über das Antriebszahnrad 28 und das Vorgelegewellenzahnrad 48 zu der Vorgelegewelle 36 und weiter über das Vorgelegewellenzahnrad 52 zu dem Verbundzahnrad 24.
Der zweite und dritte Vorwärtsgang, mit zunehmend abnehmenden Untersetzungen, verglichen zu jener, die durch das Antriebszahnrad 28 zur Verfügung gestellt wird, werden eingelegt, indem die Kupplung 54 wahlweise in die ganz linke oder ganz rechte Stellung gebracht wird, um das Zahnrad 44 oder 42 an die Vorgelegewelle 34 anzukuppeln. Der durch über die erstere Verbindung hergestellte Kraftübertragungsweg verläuft von der Hauptwelle 16 aus über das Antriebszahnrad 30 und das Vorgelegewellenzahnrad 44 zu der Vorgelegewelle 34 und dann über das Vorgelegewellenzahnrad 46 zu dem Verbundzahnrad 24. Der durch die letztere Verbindung hergestellte Kraftübertragungsweg verläuft von der Hauptwelle 16 über das Antriebszahnrad 26 sowie das Vorgelegewellenzahnrad 42 zu der Vorgelegewelle 34 und dann über das Vorgelegewellenzahnrad 46 zu dem Verbundzahnrad 24.
Eine verschiebbare Klauenkupplungsmuffe mit drei Stellungen 76 ist profilverzahnt, drehfest mit dem Ende der Hauptwelle 16 verbunden. Die Kupplungsanordnung 76 lässt sich wahlweise in die ganz linke axiale Stellung bringen, um das Verbundzahnrad 24 antriebsmäßig mit der Hauptwelle 16 anzukuppeln, und so einen vierten Vorwärtsgang zur Verfügung zu stellen. Die Kupplungsanordnung 76 lässt auch in eine mittige Leerlaufstellung oder in die ganz rechte axiale Stellung bringen, um die Hauptwelle antriebsmäßig mit dem Antriebszahnrad 60 anzukuppeln, und so einen fünften Vorwärtsgang zur Verfügung zu stellen. Typischerweise wird die Kupplungsanordnung 76 mittels einer Schaltgabel (nicht dargestellt) durch den Fahrzeugführer betätigt.
Eine verschiebbare Klauenkupplungsmuffe 78 mit zwei Stellungen kommt in ähnlicher Weise profilverzahnt und drehbar mit der Ausgangswelle 58 in Eingriff. Die Split- Kupplungsmuffe 78 kann wahlweise in die ganz linke axiale Stellung gebracht werden, um das Antriebszahnrad 60 antriebsmäßig mit der Ausgangswelle 58 zu kuppeln, oder in die ganz rechte axiale Stellung, um das hintere Splitzahnrad 62 drehfest mit der Ausgangswelle zu kuppeln. Typischerweise wird die Kupplungsanordnung 78 mittels einer Schaltgabel (nicht dargestellt), die durch eine fernbediente, hydraulisch betätigte Kolbenanordnung gesteuert wird, axial positioniert. Die Kolbenanordnung lässt sich mittels eines durch den Fahrer zu betätigenden Wählschalters, wie z. B. einem Druckknopf od. dgl. auf dem Schalthebel, bedienen, wie beispielsweise in dem US Patent 5 000 060 beschrieben, das dem Inhaber der Erfindung gehört. Die Struktur und Funktion der verschiebbaren Klauenkupplungen 76 und 78 sind im Wesentlichen identisch mit der Struktur und Funktion der Klauenkupplungsmuffen 54 und 56, die in der Hauptgetriebegruppe 12 verwendet werden.
Jeder der fünf Vorwärtsgänge sowie der Rückwärtsgang werden in der Hilfsgruppe 14 durch Verschieben der Spilit- Kupplung 78 gesplittet. Für den Betriebsmodus des niedrigen Split-Übersetzungsverhältnisses wird die Kupplung 78 in die ganz linke Stellung gebracht, um das Antriebszahnrad 60 mit der Ausgangswelle 58 zu kuppeln. Der auf diese Weise zur Verfügung gestellte Kraftübertragungsweg verläuft von dem Verbundzahnrad 24 aus über das Antriebszahnrad 74 der Hilfs-gruppen-Vorgelegewelle zu der Hilfsgruppen-Vorgelegewelle 68 und von dort über das Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnrad 64 und das Antriebszahnrad 60 zu der Ausgangswelle 58. Um beliebige Übersetzungsverhältnisse, die von der Hauptgruppe 12 zur Verfügung gestellt werden, zu splitten, wird die Split-Kupplung 78 in ihre ganz rechte axiale Stellung gebracht, um das hintere Splitzahnrad 62 mit der Ausgangswelle 58 zu kuppeln. Der auf diese Weise zur Verfügung gestellte Kraftübertragungsweg verläuft von dem Verbundzahnrad 24 aus über das Antriebszahnrad 74 der Hilfsgruppen-Vorgelegewelle zu der Hilfsgruppen-Vorgelegewelle 68 und von dort über das Hilfs-gruppen-Vorgelegewellenzahnrad 66 und das hintere Splitzahnrad 62 zu der Ausgangswelle 58.
Der neunte Vorwärtsgang stellt einen Direktantrieb dar, und steht zur Verfügung, indem die Hauptwellen-Kupplung 76 in ihre ganz rechte Stellung gebracht wird, um die Hauptwelle 16 an das Antriebszahnrad 60 anzukuppeln, und gleichzeitig die Split-Kupplung 78 positioniert wird, um das Antriebszahnrad 60 mit der Ausgangswelle 58 zu kuppeln. Der zehnte Vorwärtsgang ist ein Overdrive-Gang und steht zur Verfügung, indem die Hauptwellen-Kupplung 76 in der ganz rechten Stellung belassen wird, um die Hauptwelle 16 mit dem Antriebszahnrad 60 kuppeln, und die Split-Kupplung 78 im Sinne des Ankuppelns des hinteren Splitzahnrads 62 an die Ausgangswelle 58 bewegt wird.
Fig. 2 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des in Fig. 1 dargestellten Verbundgetriebes 10. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine vierte Vorgelegewelle 80 vorgesehen, die Vorgelegewellenzahnräder 82 und 84 aufweist, die mit dieser drehfest gelagert sind. Die Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnräder 82 und 84, tragen zusammen mit den Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnrädern 64 und 65 das Antriebszahnrad 60 bzw. das hintere Splitzahnrad 62. Die Hilfsgruppen- Vorgelegewelle 80 erstreckt sich durch die Hauptgruppe 12 hindurch, wobei die Hauptgruppen-Vorgelegewelle 36 rohrförmig ausgebildet und bezüglich der Hilfsgruppen-Vorgelegewelle 80 konzentrisch um diese herum und mit dieser drehbar angeordnet ist. Die Hauptgruppen-Vorgelegewelle 34 ist ähnlich rohrförmig ausgebildet und bezüglich einer Verlängerung der Hilfsgruppen-Vorgelegewelle 68 konzentrisch um diese herum und mit dieser drehbar angeordnet. Die Kupplungen 54 und 56 werden daher mit den Rohren 34 bzw. 36 profilverzahnt verbunden.
Fig. 3 zeigt das Schaltmuster für das Zehn-Gang-Verbundgetriebe 10. Die durch den Pfeil S angedeutete Gliederung in waagrechter Richtung stellt die Split-Schaltvorgänge dar. Jede der sechs Stellungen des Schaltmusters, einschließlich des Rückwärtsganges, stellt zwei wählbare Gänge zur Verfügung. In den nach links ausgerichteten Stellungen des Schaltmusters kuppelt die Split-Kupplung 78 das Antriebszahnrad 60 mit der Ausgangswelle 58. In den nach rechts ausgerichteten Stellungen des Schaltmusters kuppelt die Kupplung 78 das hintere Splitzahnrad 62 an die Ausgangswelle 58. Da der Rücxwärtsgang und sämtliche der fünf Vorwärtsgänge in der Hilfsgruppe gesplittet werden können, weist das Schaltmuster für das Verbundgetriebe 10 ein standardmäßiges 5-Gang- Schaltmuster ohne Wiederholung auf.
Fig. 4 und 5 zeigen ein alternatives erfindungsgemäßes "2 · 5"-Ausführungsbeispiel 100, bei dem die Hauptgruppe 112 hinter der Hilfsgruppe 114 angeordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel trägt die Eingangswelle 116 ein auf dieser drehbar gelagertes Splitzahnrad 160 und eine mit dieser profilverzahnt drehfest verbundene Split-Kupplung 178. Wie der Fig. 5 zu entnehmen, ist ein Vorwärtsantriebszahnrad 162 drehbar an dem vorderen Ende der Ausgangswelle 158 gelagert. Die Hilfsgruppen-Vorgelegewellen 168 und 180 weisen Vorgelegewellenzahnräder 164, 166, 174 bzw. 182, 184, 186 auf, die daran drehbar gelagert sind. Die Vorgelegewellenzahnräder 164 und 182 kämmen ständig mit dem vorderen Splitzahnrad 160, während die Vorgelegewellenzahnräder 166 und 184 mit dem Antriebszahnrad 162 ständig kämmend in Eingriff stehen.
Die Vorgelegewellenzahnräder 174 und 186 treiben den mit größerem Durchmesser bemessenen Abschnitt des auf der Ausgangswelle 158 drehbar gelagerten Verbundzahnrads 124 an. Eine Kupplung 176 und Antriebszahnräder 126, 128, 130 und 132 sind drebfest mit der Ausgangswelle 158. Die Antriebszahnräder 132 und 128 stehen drehbar in Eingriff mit Vorgelegewellenzahnrädern 150 bzw. 148, die drehbar auf der Hilfsgruppen- Vorgelegewelle 134 gelagert sind, deren Vorgelegewellenzahnrad 146 und Kupplung 154 ebenfalls mit dieser drehbar sind.
Die Ausgangswellen-Antriebszahnräder 130 und 126 stehen drehbar in Eingriff mit Vorgelegewellenzahnrädern 144 bzw. 142, die auf einer Hilfsgruppen-Vorgelegewelle 136 drehbar gelagert sind, letztere über ein Losrad (nicht dargestellt). Eine Kupplung 156 und ein Vorgelegewellen-Antriebszahnrad 152 sind drehfest mit der Vorgelegewelle 136.
Wie in Fig. 5 zu sehen, sind die Hauptgruppen-Vorgelegewellen 134 und 136 vorzugsweise konzentrisch um die Verlängerungen der Hauptgruppen-Vorgelegewellen 168 bzw. 180 angeordnet. Das Verbundgetriebe 100 arbeitet im Wesentlichen in gleicher Weise wie das in Fig. 1 und 2 gezeigte und oben beschriebene Verbundgetriebe 10 und verwendet auch das gleiche 5-Gang-Schaltmuster, wie in Fig. 3 dargestellt.
Die Erfindung schafft Einzel-/Zwillings-Hybridvorgelegekonstruktion, die hinsichtlich der Zahl der Gänge und der Gesamtlänge des Getriebes äußerst effizient arbeitet. Da die Hauptgruppen-Kupplungen auf gegenüberliegenden Vorgelegewellen angebracht sind anstatt, wie es herkömmlicherweise eher üblich ist, auf der Hauptwelle, ermöglicht die Erfindung gegenüber herkömmlichen Getrieben neben einem kompakteren Aufbau eine Gewichtsreduzierung des Getriebes.

Claims

1. Verbundgetriebe (10; 100) mit einer ersten Gruppe (12; 112), zu der gehören:

eine erste Welle (16; 158) mit einem Verbundzahnrad (24; 124) und einem fünften Antriebszahnrad (60; 162), die beide auf der ersten Welle (16; 158) drehbar gelagert sind, sowie ein erstes (26; 128), ein zweites (28; 130), ein drittes (30; 132) und ein viertes (32; 126) Antriebszahnrad, die drehfest auf der ersten Welle (16; 158) sitzen;

eine erste Vorgelegewelle (34; 134) mit einem ersten (42; 148) und einem zweiten (55; 150) Vorgelegewellezahnrad, das auf der ersten Vorgelegewelle (34; 134) drehbar gelagert ist, und mit einem dritten Vorgelegewellenzahnrad (52; 146) das auf der ersten Vorgelegewelle (34; 134) drehfest sitzt, wobei das erste (42; 148), das zweite (44; 150) und das dritte (52; 146) Vorgelegewellenzahnrad drehend mit dem ersten (26; 128) und dem dritten Antriebszahnrad (30; 130) bzw. dem Verbundzahnrad (24; 124) kämmend in Eingriff stehen;

eine zweite Vorgelegewelle (36; 136) mit einem vierten (48; 144) und einem fünften (50; 142) Vorgelegewellenzahnrad, das auf der zweiten Vorgelegewelle (36; 136) drehbar gelagert ist, und mit einem sechsten Vorgelegewellenzahnrad (52; 152), das drehfest auf der zweiten Vorgelegewelle (26; 136) sitzt, wobei das vierte (48; 144), das fünfte (50; 142) und sechste (52; 152) Vorgelegewellenzahnrad drehbar mit dem zweiten Antriebszahnrad (28; 30) und dem viertem Antriebszahnrad (32; 126) bzw. dem Verbundzahnrad (24; 124) kämmend in Eingriff steht;

eine erste Kupplung (54; 154), die mit der ersten Vorgelegewelle (34; 134) drehfest verbunden ist und eine erste Stellung, um das erste Vorgelegewellenzahnrad (52; 148) an die erste Vorgelegewelle (34; 134) anzukuppeln, sowie eine zweite Stellung aufweist, um das zweite Vorgelegewellenzahnrad (44; 150) an die erste Vorgelegewelle (34; 134) anzukuppeln;

eine zweite Kupplung (56; 156), die mit der zweiten Vorgelegewelle (36; 136) drehfest ist und eine erste Stellung, um das vierte Vorgelegewellenzahnrad (48; 144) an die zweite Vorgelegewelle (36; 136) anzukuppeln, sowie eine zweite Stellung aufweist, tum das fünfte Vorgelegewellenzahnrad (50; 142) an die zweite Vorgelegewelle (36; 136) anzukuppeln; und

eine dritte Kupplung (76; 176), die mit der ersten Welle (16; 158) drehfest ist und eine erste Stellung, um das Verbundzahnrad (24; 124) an die erste Welle (16; 158) anzukuppeln, eine Leerlaufstellung sowie eine dritte Stellung aufweist, um die erste Welle (16; 158) an das fünfte Antriebszahnrad (60; 162) anzukuppeln; und

mit einer zweiten Gruppe (14; 114) zu der gehören:

eine zweite Welle (58; 116) mit einem darauf drehbargelagerten Splitzahnrad (62; 160);

eine vierte Kupplung (78; 178), die mit der zweiten Welle (58416) drehfest ist und eine erste Stellung, um das fünfte Antriebszahnrad (60; 162) an die zweite Welle (58; 116) anzukuppeln, sowie eine zweite Stellung aufweist, um das Splitzahnrad (62; 160) an die zweite Welle (58; 116) anzukuppeln; und

eine dritte Vorgelegewelle (68; 168), die sich durch die erste (12; 114) sowie die zweite (14; 112) Gruppe erstreckt und von dem Verbundzahnrad (24; 124) drehbar angetrieben ist, und die drehfest ein siebtes (64; 166) sowie achtes (66; 164)

Vorgelegewellenzahnrad trägt, wobei das siebte (64; 166) und das achte (66; 164) Vorgelegewellenzahnrad drehbar kämmend mit dem fünften Antriebszahnrad (60; 162) beziehungsweise dem Splitzahnrad (62; 160) in Eingriff steht.

2. Verbundgetriebe (10; 100) nach Anspruch 1, bei dem die erste Vorgelegewelle (34; 134) konzentrisch um die dritte Vorgelegewelle (68; 168) herum angeordnet ist.

3. Verbundgetriebe (10; 100) nach Anspruch 1, bei dem eine vierte Vorgelegewelle (80; 180) von dem Verbundzahnrad (24; 124) drehbar angetrieben ist und drehfest ein neuntes (82; 184), sowie ein zehntes (84; 182) Vorgelegewellenzahnrad trägt, wobei das neunte (82; 184) und das zehnte (84, 482) Vorgelegewellenzahnrad drehbar kämmend mit dem fünften Antriebszahnrad (60; 162) bzw. dem Splitzahnrad (62; 160) in Eingriff steht.

4. Verbundgetriebe (10; 100) nach Anspruch 3, bei dem die zweite Vorgelegewelle (36; 136) konzentrisch um die vierte Vorgelegewelle (80; 180) herum angeordnet ist.

5. Verbundgetriebe (10) nach Anspruch 1, bei dem das zweite Antriebszahnrad (28) als Verzahnung auf der ersten Welle (16) ausgebildet ist.

6. Verbundgetriebe (10) nach Anspruch 1, bei dem das vierte Antriebszahnrad (32) als Verzahnung auf der ersten Welle (16) ausgebildet ist.

7. Verbundgetriebe (10) nach den Ansprüchen 5 oder 6, bei dem die Verzahnung eine Evolventenverzahnung ist.

8. Verbundgetriebe (10) nach einem der Ansprüche 1 - 6, bei dem die erste Welle (16) eine Eingangswelle ist.

9. Verbundgetriebe (100) nach einem der Ansprüche 1 - 4, bei dem die erste Welle (158) eine Ausgangswelle ist.

10. Verbundgetriebe (10) nach einem der Ansprüche 1 - 6, bei dem die erste Gruppe (12) eine Hauptgruppe ist.

11. Verbundgetriebe (100) nach einem der Ansprüche 1 - 4, bei dem die zweite Gruppe (112) eine Hilfsgruppe ist.

12. Verbundgetriebe mit einer ersten Gruppe zu der gehören:

eine Hauptwelle (16; 158), die drehbar ein Verbundzahnrad (24; 124) sowie ein fünftes (60; 162) Vorwärtsgangzahnrad trägt und auf der drehfest ein Rückwärtsgangzahnrad (32), ein erstes (26; 128), ein zweites (28; 130) sowie ein drittes (30; 132) und ein viertes (32; 126) Vorwärtsgangzahnrad sitzen;

eine erste Vorgelegewelle (34; 134) mit einem ersten (42; 148) und einem zweiten (55; 150) Vorgelegewellezahnrad, das auf der ersten Vorgelegewelle (34; 134) drehbar gelagert ist, und mit einem dritten Vorgelegewellenzahnrad (52; 146) das auf der ersten Vorgelegewelle (34; 134) drehfest sitzt, wobei das erste (42; 148), das zweite (44; 150) und das dritte (52; 146) Vorgelegewellenzahnrad drehend mit dem ersten (26; 128) und dem dritten Vorwärtsgangzahnrad (30; 130) bzw. dem Verbundzahnrad (24; 124) kämmend in Eingriff stehen;

eine zweite Vorgelegewelle (36; 136) mit einem vierten (48; 144) und einem fünften (50; 142) Vorgelegewellenzahnrad, das auf der zweiten Vorgelegewelle (36; 136) drehbar gelagert ist, und mit einem sechsten Vorgelegewellenzahnrad (52; 152), das drehfest: auf der zweiten Vorgelegewelle (26; 136) sitzt, wobei das vierte (48; 144), das fünfte (50; 142) und sechste (52; 152) Vorgelegewellenzahnrad drehbar mit dem zweiten (28; 30) und dem vierten Vorwärtsgangzahnrad (32; 126) bzw. dem Verbundzahnrad (24; 124) kämmend in Eingriff steht;

eine erste Kupplung (54454), die mit der ersten Vorgelegewelle (34; 134) profilverzahnt drehfest verbunden ist und eine erste Stellung, um das erste Vorgelegewellenzahnrad (52; 148) an die erste Vorgelegewelle (34434) anzukuppeln, sowie eine zweite Stellung aufweist, um das zweite Vorgelegewellenzahnrad (44; 150) an die erste Vorgelegewelle (34; 134) anzukuppeln; und

eine zweite Kupplung (56; 156), die mit der zweiten Vorgelegewelle (36; 136) profilverzahnt drehfest ist und eine erste Stellung, um das vierte Vorgelegewellenzahnrad (48; 144) an die zweite Vorgelegewelle (36; 136) anzukuppeln, sowie eine zweite Stellung aufweist, um das fünfte Vorgelegewellenzahnrad (50; 142) an die zweite Vorgelegewelle (36; 136) anzukuppeln; und

mit einer zweiten Gruppe (14; 114) zu der gehören:

eine zweite Welle (58; 116) mit einem darauf drehbargelagerten Splitzahnrad (62; 160), die zu der ersten Hauptwelle (16; 158) im wesentlichen koaxial ist;

eine dritte konzentrisch durch die erste Vorgelegewelle (34; 134) verlaufende Vorgelegewelle (68; 168), die von dem Verbundzahnrad (152) drehbar angetrieben ist und die drehfest ein siebtes (64; 166) sowie achtes (66; 164) Vorgelegewellenzahnrad trägt, wobei das siebte (64; 166) und das achte (66; 164) Vorgelegewellenzahnrad drehbar kämmend mit dem fünften Antriebszahnrad (60; 162) beziehungsweise dem Splitzahnrad (62; 160) in Eingriff steht,

eine vierte konzentrisch durch die zweite Vorgelegewelle (136) verlaufende Vorgelegewelle (80 : 180), die von dem Verbundzahnrad (152) drehbar angetrieben ist und die drehfest ein neuntes (82) sowie ein zehntes (84) Vorgelegewellenzahnrad trägt, wobei das neunte (82) und das zehnte (84) Vorgelegewellenzahnrad drehbar kämmend mit dem fünften Antriebszahnrad (60; 162) bzw. dem Splitzahnrad (62; 160) in Eingriff steht,

eine dritte Kupplung (78; 178), die mit der zweiten Welle (58; 116) profilverzahnt drehfest ist und eine erste Stellung, um das vierte Vorwärtsgangzahnrad an die zweite Welle anzukuppeln, sowie eine zweite Stellung aufweist, um das Splitzahnrad an die zweite erste Welle (158; 116); und

eine vierte Kupplung (76; 176), die mit der ersten Welle (16 : 158) drehfest ist und eine erste Stellung, um das Verbundzahnrad an die erste Welle (16 : 158) anzukuppeln, eine Leerlaufstellung sowie eine dritte Stellung aufweist, um die erste Welle (116; 158) an das vierte Vorwärtsgangzahnrad (60; 162) anzukuppeln.