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Technisches
Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Getriebe für
Kraftfahrzeuge, und ebenso darauf, wie ein solches Getriebe in Bezug
auf die Antriebsräder
des Kraftfahrzeugs in einer vorteilhaften Art und Weise angeordnet
wird.
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Beschreibung
des Stands der Technik und dessen Problemen
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Es ist ein allgemein bekannter Trend,
dass mehr und mehr Kraftfahrzeughersteller den Hinterradantrieb
aufgeben und stattdessen den Vorderradantrieb und/oder Vierradantrieb
wählen.
Im Vergleich zum Hinterradantrieb bestehen viele Vorteile darin, Vordenadantrieb
zu haben. Einer davon ist, dass keine Triebwelle oder ein Hinterradgetriebe
nötig ist, was
zusätzlichen
Platz für
Passagier- und Gepäckraum
schafft. Ein Nachteil des Vorderradantriebs ist es, dass das Vorderradgetriebe,
einerseits in der Form eines Schaltgetriebes selbst, und andererseits in
der Form des Endgetriebes zwischen dem Schaltgetriebe und den Antriebswellen,
Raum benötigt,
und dass dieser Raum direkt benachbart zum Motor erforderlich ist.
Das kann Schwierigkeiten verursachen, speziell in Verbindung mit
größeren Quermotoren,
da der Raum für
das Schaltgetriebe durch die Spurbreite des Kraftfahrzeugs, den
Lenkungeinschlag etc. beschränkt
ist, wenn es herkömmlich
an einem Ende der Kurbelwelle angebracht ist.
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Aus WO 9713990 ist ein Schaltgetriebe
vorbekannt, das gedacht ist, um die vorstehend genannten Probleme
zu lösen;
aufgrund der Tatsache, dass das Schaltgetriebe mit zwei parallelen
Sekundärwellen
eingepasst ist, was verglichen mit einem herkömmlichen Design in einer beträchtlichen
Verkürzung
der Konstruktionslänge
des Schaltgetriebes resultiert. Trotzdem bedeutet eine Lösung dieser
Art, dass nur die Rotation von einer der Sekundärwellen zur selben Zeit nützliche
Arbeit leistet, während
die andere Sekundärwelle
mit einem unvorteilhaften Getriebeverhältnis nutzlos rotiert. Es ist
daher unvermeidlich, dass eine solche Lösung bestimmte Energieverluste
bewirkt. Aus der Sicht des Einbaus ist ein Schaltgetriebe dieser
Art ebenso nachteilig darin, dass die Länge einer Antriebswelle beschränkt ist, was
bewirkt, dass die Achsverbindungen in einem unvorteilhaften Umlenkbereich
arbeiten müssen,
um ausreichendes Spiel der Radfederung der Antriebsräder sicherzustellen.
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Weiterhin bewirkt das Endgetriebe
selbst ein Problem, das darin besteht, dass es nicht entsprechend
der herkömmlichen
Technik koaxial mit der Sekundärwelle
des Schaltgetriebes platziert werden kann, was in Verbindung mit
irgendeinem Wunsch, in der Lage zu sein, kompakte Schaltgetriebe
zu entwickeln, in Schwierigkeiten resultiert. Ein Schaltgetriebe,
welches aus
US 4457394 vorbekannt
ist und alle Merkmale der Präambel
von Anspruch 1 offenbart, beabsichtigt diese Probleme zu lösen, indem
ein Endgetriebe verwendet wird, das ein Planetengetriebe aufweist.
Ein weiteres Problem der herkömmlichen
Technik ist es, dass es nicht ohne größere Störung möglich ist, das Getriebeverhältnis in
einem existierenden Getriebe zu ändern,
und es oft praktisch unmöglich
ist, es vor der Primärwelle
zu ändern. Schließlich ist
es der Fall, dass herkömmliche
Schaltgetriebe schwierig mit einem gesteuerten Differenzialgetriebe
einzubauen sind.
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Ein anderes Problem, das Kraftfahrzeughersteller
heute betrifft, besteht darin, dass Kraftfahrzeuge, die auf derselben
An von Chassis gebaut werden, mit einer Anzahl von Motoralternativen
angeboten werden. Das Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlintervall liegt
normalerweise innerhalb unterschiedlicher Bereiche für verschiedene
Motoralternativen, was es erschwert, das gleiche Schaltgetriebe
zu verwenden. Das Problem wird besonders verstärkt, wenn sowohl Diesel- als
auch Benzinmotoren angeboten werden, da ein Dieselmotor seine Höchstleistung
bei einer Drehzahl hat, welche beträchtlich niedriger ist als bei einem
Benzinmotor, was bedeutet, dass das Schaltgetriebe eines Benzinmotors
mit optimaler Getriebeuntersetzung für den Dieselmotor unterdimensioniert ist.
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Schließlich ist es vorteilhaft, wenn
ein Schaltgetriebe mit dem Motor zusammen ein gemeinsames, vorzugsweise
kompaktes, Einbaueinheit bildet, um in der Lage zu sein, die Einheit
aus Sicht der Montage zu optimieren.
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Kurze Beschreibung
der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, einige der vorstehend genannten Probleme zu beseitigen oder
zumindest zu reduzieren, was durch die Merkmale des Anspruchs 1
erreicht wird. Durch die Lösung
entsprechend der Erfindung wird der große Vorteil erreicht, dass das
Schaltgetriebe mit dem Endgetriebe eine kompaktere und Montage-freundliche
Einheit bildet, was in der Tatsache resultiert, dass es quer zwischen
den Antriebsrädern
eingepasst werden kann und zur gleichen Zeit ausreichenden Raum
für Antriebswellen
mit Verbindungsmechanismen erreichen kann, was das notwendige Spiel
der Radfederung der Antriebsräder
erlaubt, wobei es gleichzeitig auf einer Seite des Motors platziert
werden kann, anstatt an einem Ende davon entsprechend der herkömmlichen
Technik. Das bedeutet, dass das Design des Motors nicht in gleichem
Maße eingeschränkt ist
durch Beschränkungen
der Konstruktionslänge,
so dass er mit größerer Freiheit
entwickelt werden kann. Sicher ist an sich vorbekannt, Planetengetriebe
zu verwenden, um schwerere Kraftfahrzeuge zu betreiben, wobei diese
direkt an dem Antriebsrad angebracht sind oder nahe dazu, im Hinblick
darauf, eine weitere große
Getriebeuntersetzung der Geschwindigkeit bzw. Drehzahl bereitzustellen,
und in den meisten Fällen
ebenso die Last auf der Antriebswelle zu reduzieren. Daher ist dies ein
anderes Problem für
die vorliegende Erfindung und für
einen ganz anderen Zweck, und auch keine vergleichbare Lösung.
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Entsprechend eines weiteren Aspekts
der Erfindung wird ein manuelles Schaltgetriebe verwendet und die
Austausch-Getriebeuntersetzung ist entweder in einem Zwischengetriebe
und/oder in dem Planetengetriebe an den optimalen Drehzahlbereich des
Motors angepasst, so dass dieselbe An von Primärwelle und -Getriebe und dieselbe
An von Sekundärwelle
und -Getriebe in der optimalen An und Weise für mehrere Arten von Motoren
mit verschiedenen Arten von Drehzahlbereichen verwendet werden kann.
Trotzdem ist es am besten, wenn dasselbe Planetengetriebe verwendet
wird, welches unter anderem eine rationale Produktion erleichtert,
wobei die Anpassung im Zwischengetriebe geleistet wird, welches
in einer sehr leicht zugänglichen
und leicht austauschbaren Art und Weise angeordnet werden kann.
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Entsprechend weiteren Aspekten entsprechend
der Erfindung gilt, dass:
- – das Planetengetriebe eine
Austausch-Getriebeuntersetzung von mindestens 2 : 1 bereitstellt, und
besonders bevorzugt annähernd
3–5 :
1;
- – die
Verbindungsmechanismen aus herkömmlichen
Achsverbindungen bestehen;
- – die
Sekundärwelle
parallel zu mindestens einer imaginären Fläche angebracht ist, welche
entweder den Hebelpunkt für
beide Antriebsräder
umfasst oder die horizontale Fläche
des Chassis;
- – die
Sekundärwelle
parallel zu beiden vorstehend genannten Flächen angebracht ist;
- – das
Planetengetriebe einen Planetenhalter, ein Hohlrad und ein Sonnenrad,
und Zahnräder,
die von dem Planetenhalter getragen werden, umfasst; wobei eins
von Planetenhalter, Hohlrad oder Sonnenrad fest verbunden ist mit,
oder drehbar befestigt ist an einem anderen festen Teil, das einen
Teil des Kraftfahrzeugs bildet, vorzugsweise das Schaltgetriebegehäuse, während ein
zweiter Teil mit der Sekundärwelle
und ein dritter Teil mit einer Antriebswelle verbunden ist.
- – die
Länge einer
Antriebswelle mit Verbindungsmechanismus zwischen 100–1000mm,
bevorzugt zwischen 200–700
mm beträgt
(die Entfernung zwischen der Gelenkmitte der Verbindungsmechanismen 16, 18 ist
beabsichtigt);
- – das
Hohlrad fest oder drehbar an dem Gehäuse angebracht ist;
- – das
Schaltgetriebe zusammen mit einem Quermotor in einen Motorraum eingepasst
ist;
- – ebenso
ein rückwärtig angeordnetes
Getriebe vom Schaltgetriebe vorhanden ist; wobei die Austausch-Getriebeuntersetzung
für das
rückwärts ausgehende
Getriebe der Austausch-Getriebeuntersetzung
von dem Planetengetriebe zu der vorderen Antriebswelle entspricht,
so dass Vierradantrieb mit derselben Drehzahl an Vorder- und Hinterrädern erreicht
werden kann;
- – eine
Differenzialsperre oder ein gesteuertes Differenzialgetriebe in
Zusammenwirken mit dem Planetengetriebe, bevorzugt über das
Hohlrad, an dem Schaltgetriebe angebracht ist;
- – das
Austausch-Getriebeverhältnis
im Zwischengetriebe und/oder dem Planetengetriebe an den optimalen
Drehzahlbereich des Motors angepasst ist, so dass dieselbe Art von
Primärwelle
und -Getriebe und dieselbe Art von Sekundärwelle und -Getriebe in der
optimalen Art und Weise für
mehrere Arten von Motoren mit verschiedenen Arten von Drehzahlbereichen
verwendet werden kann;
- – das
Getriebe eine Primärwelle
mit Antriebszahnrad und eine Sekundärwelle mit Antriebszahnrad aufweist;
- – die
Sekundärwelle
quer zur longitudinalen Richtung des Kraftfahrzeugs angebracht und
in einem Bereich zwischen den Antriebsrädern platziert ist; und
- – die
Planetengetriebe koaxial in Beziehung zur Sekundärwelle angebracht sind.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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Die Erfindung wird im Folgenden näher beschrieben,
mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen, in welchen:
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1 eine
Ansicht entlang der vertikalen Fläche von wichtigen Teilen eines
Kraftfahrzeugs zeigt, welches ein Getriebe entsprechend der Erfindung
aufweist;
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2 eine
detailliertere Sicht des Abtriebszahnrads zeigt, welches in einer
bevorzugten An und Weise an der Antriebswelle angebracht ist;
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3 eine
erste Alternative für
die Anordnung in Bezug auf die Antriebswelle zeigt;
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4 eine
zweite Alternative für
die Anordnung in Bezug auf die Antriebswelle zeigt;
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5 zeigt,
wie ein Schaltgetriebe entsprechend 1 mit
einem Getriebe für
Hinterradantrieb zur Verfügung
gestellt werden kann;
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6A, 6B zeigt, wie ein Getriebe
entsprechend der Erfindung in einer bevorzugten An und Weise mit
einem Differenzial-Mechanismus zur Verfügung gestellt wird;
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7A, 7B eine seitliche Ansicht
von zwei verschiedenen Ausführungsformen
von Planetengetrieben zeigt; und
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8 zeigt,
wie ein Getriebe entsprechend der Erfindung angebracht ist, so dass
direkt eine Differenzialfunktion erreicht wird.
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Detaillierte
Beschreibung
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1 zeigt
eine bevorzugte Ausführungsform
entsprechend der Erfindung. Das Getriebe ist in einem Kraftfahrzeug
mit Antriebsrädern 6 angebracht.
Die Feder/Stoßdämpfer 5 und
der Steuerarm 3 sind diagrammatisch gezeigt. Ein Motor 2 ist
diagrammatisch gezeigt, welcher in der gezeigten Ansicht hinter
einem Schaltgetriebe 8 mit einem Gehäuse 9 liegt. Das Schaltgetriebe 8 besitzt
eine Primärwelle 15.
Zwischen dem Motor 2 und der Primärwelle 15 für das Getriebe 8 ist
ein Zwischengetriebe 4 (diagrammatisch gezeigt) angebracht,
welches am besten auf eine bekannte An und Weise gebildet ist, bestehend
aus einem einfachen Getriebe, welches die gewünschte Austausch-Getriebeuntersetzung
liefert (in den meisten Fällen annähernd 1
: 2–2
: 1), und ist daher nicht im Detail gezeigt. Eine Kupplung (nicht gezeigt)
eines bekannten grundlegenden Designs ist bevorzugt zwischen dem
Motor 2 und dem Zwischengetriebe 4 angebracht.
Am besten bilden Motor 2, Zwischengetriebe 4 und
Schaltgetriebe 8 eine zusammengesetzte Einheit, um das
Einpassen zu erleichtern.
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Auf der Primärwelle 15 sind auf
eine bekannte Art und Weise 6 Getrieberäder angeordnet, die so genannten
Antriebszahnräder 7;
Fünf Zahnräder für den ersten
bis fünften
Gang und ein Zahnrad für
den Rückwärtsgang.
Ebenso ist parallel zu der Primärwelle 15 auf
eine bekannte Art und Weise eine Sekundärwelle 10 angebracht,
welche passend unterteilt und auf eine bekannte Art und Weise hohl
ist. Die Sekundärwelle 10 hat
sechs Zahnräder 11 in
einer Art und Weise entsprechend der Primärwelle. Die Zahnräder an der
betreffenden Welle sind in einer bekannten Art und Weise angebracht,
so dass sie konstant im Eingriff ineinander stehen, indem die Zahnräder an der
Sekundärwelle 10 von
dieser getragen werden, und unter Verwendung eines Flanschs 13 um
die Sekundärwelle,
welcher durch Wirken in einer bekannten Art und Weise bestimmt,
welches Zahnrad im Antriebseingriff sein soll. An den Enden der Sekundärwelle 10 befindet
sich ein Planetengetriebe 20A, 20B als ein Endgetriebe.
Jedes Planetengetriebe besteht aus 3 Hauptteilen: einem Planetenhalter 22,
einem Hohlrad 24 und einem Sonnenrad 26. Zwischen
diesen drei Teilen befinden sich eine Anzahl von zusammenwirkenden
Getrieberädern 28,
welche auf dem Planetenhalter 22 befestigt sind (siehe
auch 4). Das Hohlrad
ist durch Lagerungen 52 drehbar an dem Schaltgetriebegehäuse 9 angebracht, aber
in den meisten Fällen
durch einen Differenzialmechanismus 50, 58, 60, 62 verriegelt
(welcher im Folgenden im Detail beschrieben wird). Das Sonnenrad 26 ist
mit der Sekundärwelle 10 und
der Planetenhalter 22 ist über einen Verbindungsmechanismus 16A, 16B mit
einer Antriebswelle 12A, 12B verbunden. Der Verbindungsmechanismus 16A,
B ist passend von einer herkömmlichen
Art, eine so genannte Achsverbindung. Das andere Ende der Antriebswelle ist
wiederum verbunden mit einem weiteren Verbindungsmechanismus 18,
welcher in dem bevorzugten Fall in dieser Position ebenso durch
eine herkömmliche
Achsverbindung 18 gebildet wird. Die Achsverbindung bildet
die letzte Verbindung, welche auf eine bekannte Art und Weise das
Getriebe mit dem Antriebsrad 6 verbindet. Das Planetengetriebe 20A, 20B stellt
eine Getriebeuntersetzung der Drehzahl der Sekundärwelle 10 von
annähernd
3.5 : 1 bereit, so dass die Drehzahl der Antriebswellen 12 etwa 30%
der Drehzahl der Sekundärwelle
beträgt.
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Weiterhin wird gezeigt, dass das
Schaltgetriebe 8 vorteilhafterweise mit einer gesteuerten
Differenzialbremse oder einem gesteuerten Differenzialgetriebe 50 eingepasst
werden kann, entsprechend der Prinzipien, wie sie in SE-9701138
gezeigt werden, da es leicht mit den Planetengetrieben 20 in
einer Weise integriert werden kann, so dass es das Hohlrad des Planetengetriebes
direkt antreibt bzw. darauf wirkt, um einen gewünschten Drehzahlunterschied
zwischen den Antriebsrädern
zu erreichen. Es wird gezeigt, dass jedes Hohlrad 24A, 24B über Lagerungen 52 an
dem Gehäuse 9 angebracht
ist, so dass das Hohlrad in Bezug auf das Gehäuse 9 rotieren kann.
Weiterhin wird ebenso gezeigt, dass das Hohlrad 24 einen
Spurring 54A, 54B besitzt, der nach aussen gerichtet
ist. Ein Spurring 54A steht im Eingriff mit einem ersten
Getrieberad 56, welches fest an einem Ende einer rotierenden
Welle 58 angeordnet ist, welche parallel zur Primär- und Sekundärwelle verläuft. An
dem anderen Ende der Welle ist ein zweites Getrieberad 60 fest
angebracht, welches mit einem dritten Getrieberad 62 mit
dem gleichen Durchmesser, aber ungefähr der doppelten Breite in
Eingriff steht. Das dritte Getrieberad steht ebenso im Eingriff mit
dem zweiten Spurring 54B auf dem Hohlrad, wobei durch Rotation
der Welle 58 ein Differenzialeffekt erreicht werden kann,
was bewirkt, dass die zwei Hohlräder
in entgegengesetzten Richtungen rotieren. Die Rotation der Welle 58 wird
am besten erreicht durch einen hydraulischen Motors 50,
welcher ein Getrieberad 64 antreibt, welches wiederum ein
Getrieberad 66 antreibt, das fest auf der Welle 58 angebracht
ist. Ansonsten funktioniert der eigentliche Lenkmechanismus passend
wie in SE-9701138 beschrieben, d. h. durch einen Verbindungsmechanismus,
der mit dem Lenkrad verbunden ist, und Antreiben der Pumpe, die
mit den Antriebswellen der Räder verbunden
ist, so dass der Lenkeinschlag des Lenkrads in Kombination mit der
Drehzahl/Geschwindigkeit die Größenordnung
des Drehzahlunterschieds bestimmt, der zwischen den parallel angeordneten Antriebsrädern erreicht
wird.
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2 zeigt
ein Planetengetriebe 20A detaillierter, aber im Vergleich
mit 1 mit den Änderungen,
dass eins der Teile fest mit dem Schaltgetriebegehäuse 9 verbunden
ist, was bedeutet, dass eine Differenzialfunktion (siehe auch 6A, 6B und 8)
an der zweiten Welle 10 angebracht werden muss. Die Ausführungsform
entsprechend 2 liefert
eine Getriebeuntersetzung der Drehzahl der zweiten Welle 10 von
annähernd
1.5 : 1, so dass die Drehzahl der Antriebswelle 12 annähernd 70%
der Drehzahl der Sekundärwelle
ist. Ein Planetenhalter 22 wird daher gezeigt, welcher
aus einer kreisförmigen
Platte 22A besteht, welche an einer Seite koaxial mit einer
Achsverbindung 16A verbunden (vielleicht über einen
Wellenstift, wie in 2 gezeigt)
und an der zweiten Seite nahe zu ihrem Umfang mit einer Anzahl von
Haltern 22B eingepasst ist, die sich in rechten Winkeln
erstrecken. Von jedem Halter 22B wird ein Getrieberad 28 getragen.
Koaxial zum Planetenhalter 22, im Eingriff mit den Getrieberädern 28, ist
ein Sonnenrad 26 angebracht. Das Sonnenrad 26 ist
fest mit einem Teil verbunden, das zum Schaltgetriebegehäuse 9 gehört (diagrammatisch
gezeigt). Das Hohlrad 24 besteht aus einer kreisförmigen Platte,
die an einer Seite fest mit der Achsverbindung 16A verbunden
ist und an ihrer anderen Seite auf dem Umfang einen nach innen gerichteten
Spurring 24B besitzt, welcher an dem Ende einer zylindrischen
Distanzscheibe 24C sitzt. Der Spurring 24B greift
ein in die und wirkt mit den Getrieberädern 28 zusammen,
welche auf dem Planetenhalter 22 befestigt sind. Die Achsverbindung 16A ist
an ihrem anderen Ende fest mit einer Antriebswelle 12 verbunden. Das
andere Ende der Antriebswelle ist wiederum mit einem weiteren Verbindungsmechanismus 18 verbunden,
welcher wie vorstehend in dem bevorzugten Fall durch eine herkömmliche
Achsverbindung gebildet wird. Das gezeigte Planetengetriebe 20A stellt daher
eine Rotation der Antriebswelle 12 bereit, welche in dieselbe
Richtung zeigt wie die Sekundärwelle.
Es wird bemerkt, dass das Schaltgetriebe immer ein Planetengetriebe
besitzt, ebenso an dem anderen Ende der Sekundärwelle, und dass die Planetengetriebe
verschieden sein und auf verschiedene Weisen kombiniert werden können, wie
entsprechend in 2, 3, 4 und 7 veranschaulicht,
und dass ebenso direkt eine Differenzialfunktion erreicht werden
kann, wenn das Planetengetriebe in der An und Weise angeordnet ist,
wie sie dafür
gedacht ist, so wie ersichtlich zum Beispiel aus 8.
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Dank der Getriebeuntersetzung des
Planetengetriebes, welche zwischen 1.2 : 1 und 10 : 1 liegen kann,
können
die Zahnräder
und Wellen in dem Schaltgetriebe in einer flexibleren An und Weise
optimiert werden, zum Beispiel für
deutlich weniger Getriebeuntersetzung mit geringerem Stirnflächendruck/Drehmomentübertragung
arbeiten, als mit einem herkömmlichen
Schaltgetriebe möglich
ist, was ausgenutzt werden kann, um zum Beispiel ein kleineres und
kompakteres Design zu entwickeln oder anderweitig zu verfahren.
Ein Schaltgetriebe entsprechend der Erfindung funktioniert auf die
folgende An und Weise. Von dem Motor 2 wird eine erste
Drehzahl über
ein Zwischengetriebe 4 auf ein erstes Antriebszahnrad 7A übertragen,
welches fest mit der Primärwelle 15 in
dem Schaltgetriebe 8 verbunden ist. Mittels des Gangwechslers
(nicht gezeigt) wird entschieden, welcher Flansch 13 eingreift
und bestimmt, welche Antriebszahnräder 7, 11 in
Antriebseingriffs sein sollen. Abhängig von der Austausch-Getriebeuntersetzung
wird dadurch eine zweite Drehzahl (normalerweise niedriger als die
des Motors) an der Sekundärwelle 10 im
Schaltgetriebe erreicht. Mit dem Planetengetriebe 20 wird
eine weitere Getriebeuntersetzung der Drehzahl von der Sekundärwelle 10 zur
Antriebswelle 12 erreicht, welche der Drehzahl der Antriebsräder entspricht.
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3 zeigt
eine erste alternative Ausführungsform
für die
Anordnung des Planetengetriebes 20A. Entsprechend dieser
Ausführungsform
wird nicht nur eine Getriebeuntersetzung der Drehzahl der Primärwelle 10 erreicht,
sondern ebenso eine umgekehrte Rotationsrichtung der Antriebswelle 12 in
Bezug auf die Sekundärwelle 10.
Ein Planetenhalter 22 ist daher gezeigt, der aus einer
kreisförmigen
Platte 22A besteht, welche an einer Seite nahe ihrem Umfang
mit einer Anzahl von Haltern 22B eingepasst ist, die sich
in rechten Winkeln erstrecken. Von jedem Halter 22B wird
ein Getriebezahnrad 28 gehalten; bevorzugt 4.
Jedes Ende jedes Halters 22B ist fest mit dem Gehäuse für das Schaltgetriebe
verbunden. Koaxial mit dem Planetenhalter 22, im Eingriff mit den Getrieberädern 28,
ist ein Sonnenrad 26 angebracht. Das Sonnenrad 26 ist
fest mit der Sekundärwelle 10 des
Schaltgetriebes verbunden. Das Hohlrad 24 besteht aus einer
kreisförmigen
Platte 24A, die an einer Seite fest mit einer Achsverbindung 16A verbunden ist
und an ihrer anderen Seite auf dem Umfang einen nach innen gerichteten
Spurring 24B besitzt, welcher am Ende einer zylindrischen
Distanzscheibe 24C sitzt. Der Spurring 24B greift
ein in die und wirkt mit den Getrieberädern 28 zusammen,
welche von dem Planetenhalter 22 getragen werden. Die Achsverbindung 16A ist
an ihrem anderen Ende fest mit einer Antriebswelle 12 verbunden.
Das andere Ende der Antriebswelle ist wiederum mit einem weiteren
Verbindungsmechanismus 18 verbunden. Ähnlich zu dem Vorstehenden
existiert eine Getriebeuntersetzung der Drehzahl der Sekundärwelle von
annähernd
2.5 : 1, aber eine Rotation der Antriebswelle 12 wird erreicht,
welche entgegengesetzt zu der Sekundärwelle ist.
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4 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
Anordnung des Planetengetriebes 20A. Entsprechend dieser
Ausführungsform
wird eine Rotationsrichtung der Antriebswelle 12 erreicht,
welche dieselbe ist wie die der Sekundärwelle 10, ähnlich zu 2. Trotzdem ist es in dieser
Ausführungsform das
Hohlrad 24, welches fest mit dem Gehäuse 9 verbunden ist.
Die Anordnung des Sonnenrads 26 entspricht ansonsten 3 und die Anordnung des
Planetenhalters 24 entspricht 2, und die Funktion davon ist im Prinzip
so wie vorstehend beschrieben mit Bezug auf 2. Die gezeigte Austausch-Getriebeuntersetzung
ist 3.5 : 1.
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5 zeigt
eine Lösung
für ein
Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb mit einem Schaltgetriebe 8 entsprechend
der Erfindung. Das Schaltgetriebe 8 und das Getriebe der
Vorderräder
sind exakt so wie vorstehend beschrieben in Bezug auf 1. Der Unterschied ist,
dass an der Sekundärwelle 10 ein
weiteres Getrieberad 40 angebracht ist, mit Zähnen in
einem Winkel, welche in Zähne 42 an
dem vorderen Ende einer Triebwelle 38 eingreifen. Die Triebwelle 38 ist dann
in einer bekannten Art und Weise an einem Endantrieb angebracht,
welcher einen Getriebeverschiebungshebelwelle 44 aufweist,
mit einem Zahnrad 43, welches in das hintere Zahnrad 41 der
Triebwelle eingreift und zwei Endgetriebe in der Form von Planetengetrieben 45A, 45B,
welche mit den rückwärtigen Antriebswellen 48A, 48B über Achsverbindungen 46A, 46B auf
dieselbe Weise wie in 1 beschrieben
verbunden sind. Ein gesteuertes Differenzialgetriebe 50 derselben
Art wie in 1 ist ebenso
an dem Endgetriebe angebracht. Ein Vierrad-Getriebe mit dem vorstehend
gezeigten Differenzialmechanismus kann daher auf diese Weise eingepasst
werden.
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6A zeigt,
wie ein herkömmliches
Differenzial 70 (welches ebenso in bestimmten Anwendungen
auf eine bestehende An und Weise vorteilhafterweise gebremst werden
kann) auf eine einfache Art und Weise in einem Schaltgetriebe entsprechend
der Erfindung angeordnet werden kann. Das Differenzial 70 ist
an einer Seite an einem Ende der Sekundärwelle 10 angebracht,
und mit der anderen Seite an einem kurzen Wellenstumpf 72,
welcher es mit dem Planetengetriebe 20B verbindet, welches passend
entsprechend der in 4 gezeigten
Prinzipien gebildet ist.
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6B zeigt
eine Alternative zur Verwendung eines herkömmlichen Differenzials, wobei
stattdessen ein Planetengetriebe 70 verwendet wird. Die Sekundärwelle 10 ist
hier in einer drehbar festen An und Weise mit dem Planetenhalter 77 verbunden,
indem sie mit einem rohrförmigen
Element 77A integriert ist, welches mit einem Keileingriff
in die hohle Sekundärwelle
eingefügt
ist. Weiterhin ist sein Sonnenrad 76 mit einer inneren
Sekundärwelle 10A verbunden,
welche an ihrem anderen Ende mit dem Sonnenrad für das linke Endgetriebe 20A verbunden ist.
Das Hohlrad 78 ist über
einen Verbindungsmechanismus 80 mit dem Sonnenrad auf dem
rechten Endgetriebe 20B verbunden. Es wird bemerkt, dass ein
Differenzial dieser An weniger Raum einnimmt als ein herkömmliches
Differenzial. Es ist ebenso möglich,
das Planetengetriebe des Differenzials in der umgekehrten An und
Weise anzuordnen, entsprechend den in 2, 3 und 4 gezeigten Prinzipien.
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7A zeigt
eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Planetengetriebes 20,
das zur Verwendung entsprechend der Erfindung bestimmt ist. Ein
Planetenhalter 22 wird gezeigt, auf welchem drei Getrieberäder 28A, 28B, 28C angeordnet
sind, wobei alle drei davon mit dem Sonnenrad 22 am inneren
Rand und mit dem Hohlrad 24 am äusseren Rand in Eingriff stehen.
Die Zeichnung macht ebenso einen der Hauptvorteile der Verwendung
eines Planetengetriebes klar, im Vergleich mit einer herkömmlichen
Getriebeuntersetzungsgruppe, da ersichtlich ist, dass ein Planetengetriebe
drei Zahnstirnflächen
besitzt, welche dauernd im Eingriff sind, um das Drehmoment von
der Antriebswelle zu übertragen,
während
herkömmliche
Getriebe nur eine Zahnstirnfläche
besitzen. Da der Stirnflächendruck einer
der beschränkenden
Dimensionierungsfaktoren ist, wird bemerkt, dass ein Planetengetriebe
mit mindestens drei Stirnflächen,
die im Eingriff stehen (es können
mehr sein, wenn mehr Getrieberäder
verwendet werden) viel kompakter aufgebaut werden kann als herkömmliche
Getriebe.
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7B zeigt
eine alternative Ausführungsform
eines Planetengetriebes. Zusätzlich
zu einer ersten Anzahl von Getrieberädern 28A, B, C, welche mit
dem Hohlrad 24 in Eingriff stehen, sind weitere drei Getrieberäder 27A,
B, C kennzeichnend, welche zwischen den äusseren Getrieberädern 28 und
dem Sonnenrad 22 im Eingriff stehen, was die Konsequenz
hat, dass die Rotationsrichtung auf der Abtriebswelle im Vergleich
mit der in 7A gezeigten bevorzugten
Ausführungsform
entgegengesetzt ist.
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8 zeigt,
wie zwei Planetengetriebe 20A, 20b angeordnet
werden können,
so dass die Differenzialfunktion direkt einen Teil eines Getriebes
entsprechend der Erfindung bildet. Das linke Planetengetriebe 20A ist
entsprechend der in 2 gezeigten Prinzipien
angeordnet, und das rechte Planetengetriebe 20B entsprechend
den in 3 gezeigten Prinzipien.
Zusätzlich
sind die beiden Sonnenräder 26A, 26B drehbar
verbunden durch eine Welle 10A. Wie dem Experten ersichtlich
ist, ist nur das linke Planetengetriebe 20A direkt mit
der Abtriebswelle 10 verbunden, indem ihr Hohlrad 24 mit
einer kreisförmigen
Anordnung 24A integriert ist, welche in ihrem inneren Umfang
auf einem Keil auf der Sekundärwelle 10 angebracht
ist, wodurch eine drehbar feste Verbindung erreicht wird. Dank des
in 8 gezeigten Designs
ist die Notwendigkeit für
eine weitere Vorrichtung, um eine Differenzialfunktion zu erreichen, vollständig beseitigt.
Beim geradeaus Fahren (ohne den Bedarf einer Differenzialfunktion),
wird deshalb die Rotation der Sekundärwelle 10 über die
Verbindung 24A mit dem linken Hohlrad 24 und den Planeten
in dem linken Endgetriebe 20A bereitgestellt, und von da
einerseits zu dem Planetenhalter, um über den Verbindungsmechanismus 16A auf
die Antriebswelle 12 für
das linke Rad übertragen
zu werden, und andererseits zu dem Sonnenrad 26A, um über die
innere Welle 10A zu dem rechten Sonnenrad 25B und dann
zu dem rechten Rad übertragen
zu werden, welches deshalb entsprechend den in 3 beschriebenen Prinzipien funktioniert.
Es wird daher angemerkt, dass, um 3 zu
entsprechen, gilt, dass entsprechend 8 es
nur die innere Welle 10A ist, die mit dem Sonnenrad 25B verbunden
ist, welche daher eine andere Drehzahl haben kann als die eigentliche
Sekundärwelle 10.
Für Entsprechung zwischen 2 und dem linken Endgetriebe
in 8 wird bemerkt, dass
die Befestigung an dem Schaltgetriebe 9 gegen eine Verbindung
mit der inneren Sekundärwelle 10A ausgetauscht
und dass die Sekundärwelle 10 dahingehend
verändert
ist, hohl zu sein. Ähnlich
zu dem was in 2 gezeigt
wird, ist es ersichtlich aus 8,
dass ein Wellenstift oder dergleichen zwischen dem Endgetriebe und
dem Verbindungsmechanismus 16 (oder möglicherweise zwei Verbindungsmechanismen)
angebracht werden kann, zum Beispiel um in der Lage zu sein, Komponenten,
die einen Teil des Getriebes bilden, auf verschiedene Weisen zu
platzieren.
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Ein weiterer Hauptvorteil der Erfindung
ist es, dass es einfach ist, das Getriebeverhältnis des Schaltgetriebes zu ändern, ohne
größeres Eindringen
darin erforderlich zu machen, da ein Planetengetriebe an den äusseren
Enden des Schaltgetriebes angebracht ist, was bedeutet, dass das
Sonnenrad 22 und die Getrieberäder 28 (und möglicherweise 27) ausgetauscht
werden können,
ohne das Schaltgetriebe anderweitig zerlegen zu müssen. Bei
vielen Gelegenheiten ist es trotzdem bevorzugt, dass Änderungen
am Getriebeverhältnis
nur gemacht werden, indem das Zwischengetriebe 4 geändert wird,
welches in bestimmten Fällen
vorteilhafterweise eine Zwischenwelle besitzt, um in der Lage zu
sein, den Getriebepunkt in einer flexiblen Art und Weise in der Primärwelle zu
platzieren, d. h. um in der Lage zu sein, den Raum für eine Antriebswelle
zu vergrößern. Alternativ
kann die Primärwelle
verlängert
werden, so dass sie über
das eine Planetengetriebe übersteht, um
mehr Raum für
die Antriebswelle zur Verfügung zu
stellen.
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Die Erfindung ist andererseits nicht
auf die gezeigten Ausführungsformen
beschränkt,
sondern kann innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Ansprüche verändert werden.
Daher gilt, dass die Prinzipien der Erfindung ebenso in Verbindung
mit einem automatischen Schaltgetriebe verwendet werden können, wobei
das diesem folgende Getriebe (z. B. Antriebskegelrad/Differenzial)
Planetengetriebe als Übertragung
zu den inneren Enden der Antriebswellen besitzt. Mit manuellen Schaltgetrieben
verschiedener Arten kann es ebenso ein Vorteil sein, ein Endgetriebe
entsprechend der Erfindung einzupassen, z. B. sogar in dem in WO-9713990 gezeigten Fall,
indem die Planetengetriebe an beiden Seiten des Differenzials eingepasst
werden. Weiterhin wird bemerkt, dass ein Schaltgetriebe entsprechend
der Erfindung nicht nur ein Vorteil in Verbindung mit frontangetriebenen
Kraftfahrzeugen ist, sondern ebenso Vorteile bereitstellen kann
in Verbindung mit aussschließlich
hinterradangetriebenen Kraftfahrzeugen, vor allem in Kraftfahrzeugen
mit Mittelmotor oder Heckmotor. Weiterhin wird bemerkt, dass "Kraftfahrzeug" ebenso gedacht ist,
um sich auf Rennfahrzeuge zu beziehen (z. B. Rallye Fahrzeuge, F1
Fahrzeuge), in welchen die Erfindung von großer Wichtigkeit sein kann, nicht
zuletzt dank des guten Vermögens
von Planetengetrieben, große
Drehmomente zu übertragen.
Schließlich
wird bemerkt, dass das Endgetriebe sich auf die letzte Vorrichtung
zur Änderung der
Getriebeuntersetzung bezieht, die einen Teil des Getriebes für die Übertragung
von Drehmoment/Rotation vom Motor zu der Antriebswelle bildet, und dass
ein Schaltgetriebe entsprechend der Erfindung vorteilhafterweise
ebenso verwendet werden kann mit nicht- gesteuerten Bremseinheiten, zum Beispiel in
der Art von Visko- oder Mehrfachscheiben.