DE7427703U

DE7427703U - Gear arrangement for motor vehicles with a change gear that can be shifted via locking claws

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Publication number: DE7427703U
Application number: DE7427703U
Authority: DE
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Publication date: 1975-11-27

Description

ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN J.GEAR FACTORY FRIEDRICHSHAFEN J.

Aktiengesellschaft
FriedrichshafenCorporation
Friedrichshafen

Getriebeanordnung für Kraftfahrzeuge mit einem über Sperrklauen schaltbaren WechselgetriebeGear assembly for motor vehicles with a change gear switchable via locking claws

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für Kraftfahrzeuge mit einem über Sperrklauen schaltbaren Wechselgetriebe. Ein solches, im Oberbegriff von Anspruch 1 näher beschriebenes Getriebe, findet vorzugsweise Anwendung bei Nutzfahrzeugen.The invention relates to a transmission arrangement for motor vehicles with a switchable via locking claws Change gear. Such a transmission, described in more detail in the preamble of claim 1, is preferably used in commercial vehicles.

Die Funktion einer Schaltkupplung mit Sperrklauen ist bereits durch die britische Patentschrift 332 302 bekanntgeworden. Bei einer Schaltkupplung mit Sperrklauen wird zweckmäßig die Schaltkraft über einen auf die Schaltwege abgestimmten Kraftspeicher auf die Schaltklaue bzw. Schiebemuffe übertragen, der bei gesperrter Schiebemuffe die Schaltwege aufnimmt und nach Eintritt des Synchronismus die Schaltklaue durch die aufgespeicherte Schaltkraft selbsttätig einrückt, so daß der Schalthebel bereits vor vollzogenem Einrücken der Schaltkupplung in die dem gewünschten Gang entsprechende Stellung einrasten kann. Dies ist aus einem AufsatzThe function of a clutch with locking claws has already become known from British patent specification 332 302. In the case of a clutch with locking claws, the shifting force is expediently applied to the shifting paths Transfer the coordinated energy storage device to the shifting claw or sliding sleeve, which controls the shift travel when the sliding sleeve is locked picks up and after synchronism occurs, the shift pawl automatically through the stored shifting force engages, so that the shift lever is already in the gear corresponding to the desired gear before the clutch is fully engaged Position can snap into place. This is from an essay

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von A. Maier, Friedrichshafen, in der ATZ, Automobiltechnische Zeitschrift, Stuttgart 1941, Heft 17, bekannt. Gemäß den Ausführungen auf Seite 7 ist der Selbstablauf der Schaltung damit erreicht, wenn nur ununterbrochen eine Anpreßkraft angewendet wird. Druckluft, Öldruck oder sonstige Hilfsmittel können benutzt werden.by A. Maier, Friedrichshafen, in the ATZ, Automobiltechnische Journal, Stuttgart 1941, issue 17, known. According to the explanations on page 7, the circuit is self-running thus achieved if a contact pressure is only applied continuously. Compressed air, oil pressure or other Tools can be used.

Durch die deutsche Patentschrift 883 679 ist eine Klauenschaltung bekanntgeworden mit einer Einrücksperre, die in einem Relativdrehsinn der Kupplungspartner wirksam ist. Eine Ausführung dieser Klauenschaltung mit oinem auf die Schaltwege abgestimmten Kraftspeicher ist im Automobiltechnischen Handbuch, Bussien, 15. Auflage, 1942, dargestellt. Wie den Abbildungen 48 auf S. 444 und 54a auf S. 451 zu entnehmen ist, wird der Kraftspeicher durch eine Feder in der Schaltübertragung gebildet. Eine weitere Klauenschaltung, die einen Kraftspeicher mit einer Feder in der Schaltübertragung aufweist, ist durch die deutsche Offenlegungsschrift 2 138 bekanntgeworden. Die Einrücksperre ist bei dieser Klauenschaltung wie bei einer Klauenschaltung nach der britischen Patentschrift 332 302 in beiden Relativdrehrichtungen der Kupplungspartner wirksam.Through the German patent specification 883 679 a dog clutch has become known with an engagement lock, which is described in a relative direction of rotation of the coupling partner is effective. A version of this claw shift with oinem on the shift paths Matched energy storage device is shown in the Automobiltechnisches Handbuch, Bussien, 15th edition, 1942. Like that Fig. 48 on p. 444 and 54a on p. 451 can be seen, the energy storage device is operated by a spring in the switching transmission educated. Another claw circuit that has an energy store with a spring in the gearshift transmission has, is by the German Offenlegungsschrift 2 138 known. The engagement lock with this dog clutch is like a dog clutch according to the British one Patent 332 302 effective in both relative directions of rotation of the coupling partner.

Aufgabe dieser Erfindung ist eine Getriebeanordnung mit einem über Sperrklauen schaltbaren Wechselgetriebe, die eine Senkung der gesamten Herstellkosten erlaubt und gleichzeitigThe object of this invention is a gear arrangement with a change gear switchable via locking claws, which has a Reduction of the total manufacturing costs allowed and at the same time

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eine wesentliche Bedienungserleichterung erbringt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein drehzahlabhängiges, den Antriebsmotor ces Kraftfahrzeuges bei niedrigen Motordrehzahlen selbsttätig entlastendes und von diesem direkt angetriebenes Leistungsübertragungsmittel mit seiner Ausgangswelle direkt mit der Eingangswelle des Wechselgetriebes verbunden ist. Als Leistungsübertragungsmittel kann beispielsweise, wie in Ar pruch 2 angegeben, ein ein- oder mehrphasiger hydrodynamischer Drehmomentwandler dienen. Es gibt zwar Getriebeanordnungen mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler und einem nachgeordneten, handgeschalteten Synchrongetriebe. Eine solche Anordnung ist beispielsweise unter der Bezeichnung "ZF-Transmatic" in der Fachzeitschrift ATZ 75 (1973) 9, S. 319 - 323, ausführlich dargestellt. Wegen der anderen Funktionsweise eines Synchrongetriebes gegenüber einem Getriebe mit Sperrklauen-Schaltkupplungen ist jedoch eine Trennkupplung zwischen Wandler und Getriebe notwendig. Das gleiche gilt für Getriebeanordnungen mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler und einem nachgeordneten Klauenschaltungsgetriebe, die ebenfalls bekannt sind.provides a significant ease of use. These The object is achieved according to the invention in that a speed-dependent, the drive motor of the motor vehicle low engine speeds automatically relieving and by this directly driven power transmission means with its output shaft is directly connected to the input shaft of the gearbox. As a means of power transmission For example, as stated in Ar pruch 2, a single-phase or multi-phase hydrodynamic torque converter can be used. There are transmission arrangements with a hydrodynamic torque converter and a downstream, manually shifted one Synchromesh. Such an arrangement is, for example, under the name "ZF-Transmatic" in the specialist journal ATZ 75 (1973) 9, pp. 319-323, presented in detail. Because of the different functionality of a synchronous gear compared to a transmission with locking claw clutches, however, there is a separating clutch between the converter and the transmission necessary. The same applies to transmission arrangements with a hydrodynamic torque converter and a downstream one Claw transmission, which are also known.

Durch das drehzahlabhängige, den Antriebsmotor des Kraftfahrzeuges bei niedrigen Motordrehzahlen selbsttätig entlastende Leistungs-übertragungsmittel ist beim AnfahrenDue to the speed-dependent, the drive motor of the motor vehicle at low engine speeds automatically Relieving power transmission means is when starting

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und Gangwechsel keine Kupplungsbetätigung erforderlich (automatisierter Kupplungsvorgang). Hierdurch fallen Kosten für Herstellung, Wartung und Reparatur der bisher erforderlichen manuell betätigten Kupplung einschließlich ihrer Bedienungsorgane weg.and gear change, no clutch actuation required (automated coupling process). This results in costs for production, maintenance and repair of those previously required manually operated clutch including its controls away.

Bei Verwendung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers nach Anspruch 2 als Leistungs-Übertragungsmittel ist ein verschleißarmes, ruckfreies und von einer Kupplungsbetätigung freies Anfahren möglich. Die erfindungsgemäße Anordnung ist einer sogenannten Halb- oder Selektiv-Automatik gleichzustellen, ohne daß Servomittel für die Automatisierung des Kuppeins notwendig sind. Durcl^ das Fehlen einer Fahr- oder Schaltkupplung sowie die Möglichkeit, mit Hilfe des Drehmomentwandlers Gangstufen einzusparen, ist der Aufbau der Getriobeanordnung denkbar einfach bei weitgehender Bedienungsvereinfachung.When using a hydrodynamic torque converter according to claim 2 as the power transmission means low-wear, jerk-free and clutch actuation-free starting is possible. The inventive Arrangement is a so-called semi or selective automatic to be equated without the need for servo means for automation of the dome are necessary. Due to the lack of a drive or gear clutch and the possibility of using To save gear steps with the help of the torque converter, the structure of the gearbox arrangement is very simple and far more extensive Ease of use.

Durch die Überbrückungskupplung gemäß Anspruch 3 läßt sich in an sich bekannter Weise der Gesamtwirkungsgrad der Getriebeanordnung in bestimmten Betriebszuständen verbessern. By the lock-up clutch according to claim 3 can the overall efficiency of the transmission arrangement improves in certain operating states in a manner known per se.

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Eine Getriebeanordnung nach Anspruch 4 mit einer hydrodynamischen Kupplung als Leistungs-übertragungsmittel bietet in den Fällen, in denen ausreichend viele Gangstufen vorgesehen sind, ähnliche Vorteile wie eine Anordnung mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler in bezug auf verschleißarmes, ruckfreies Anfahren sowie eine Entlastung des Fahrers von Kupplungsvorgängen. Der hydraulische Teil dieser Getriebeanordnung ist einfacher als bei Verwendung eines Drehmoment-Wandlers, wenngleich nicht übersehen werden soll, daß eine Reduzierung der Gangstufenzahl hier kaum möglich ist.A transmission arrangement according to claim 4 with a hydrodynamic coupling as the power transmission means offers in cases where a sufficient number of gear steps are provided, advantages similar to an arrangement with one hydrodynamic torque converter with regard to low-wear, jerk-free starting and a relief for the driver of coupling processes. The hydraulic part of this gear arrangement is simpler than using a torque converter, although it should not be overlooked that a reduction in the number of gear steps is hardly possible here.

Die Verwendung einer Fliehkraftkupplung in einer Getriebeanordnung nach Anspruch 5 bietet vorwiegend in Kraftfahrzeugen mit leichteren Betriebsbedingungen Vorteile, bei denen der allen Fliehkraftkupplungen anhaftende Reibungsverschleiß in beherrschbaren Grenzen bleibt. Eine Fliehkraftkupplung ist relativ einfach in der Herstellung und in der Wartung und ermöglicht mit den angegebenen Merkmalen ebenfalls, wie die vorher genannten Beispiele, eine Getriebeanordnung ohne Kupplungsbetätigung.The use of a centrifugal clutch in a gear assembly according to claim 5 offers advantages mainly in motor vehicles with lighter operating conditions which the frictional wear adhering to all centrifugal clutches remains within manageable limits. A centrifugal clutch is relatively easy to manufacture and maintain, and is made possible with the specified features also, like the examples mentioned above, a gear arrangement without clutch actuation.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden schematisch anhand der Fig. 1 bis 3 erläutert. Es zeigt:Some exemplary embodiments of the invention are explained schematically with reference to FIGS. 1 to 3. It shows:

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Fig. 1 eine Getriebeanordnung mit Motor, einem hydrodynamischen Drehmomentwandler mit über Freilauf abgestütztem Reaktionsteil (zweiphasige Bauart) und Sperrklauen-Wechselgetriebe.1 shows a transmission arrangement with a motor, a hydrodynamic torque converter with a freewheel supported reaction part (two-phase design) and pawl change gear.

Fig. 2 eine Schaltkupplung mit Sperrklauenschaltung im Axialschnitt.2 shows a clutch with a pawl circuit in an axial section.

Fig. 3 eine Getriebeanordnung nach Fig. 1, die zusätzlich eine Lamellenbremse 26 an der Getriebeeingangswelle aufweist.Fig. 3 shows a gear arrangement according to FIG. 1, the additional has a multi-disc brake 26 on the transmission input shaft.

Die Getriebeanordnung nach Fig. 1 besteht aus einem Motor 1, einem hydrodynamischen Drehmomentwandler 2 in Zweiphasen-Bauart und einem Sperrklauen-Wechselgetriebe 3. Das Pumpenrad 4 des Drehmomentwandlers ist mit der Kurbelwelle des Motors 1 fest verbunden. Das Reaktions- oder Leitrad 5 stützt sich in der Wandlerphase über einen Freilauf an dem Getriebegehäuse 6 des Wechselgetriebes 3 ab und dreht sich in der Kupplungsphase frei im Ölstrom. Das Turbinenrad 7 ist mit der Getriebeeingangswelle 8 direkt drehfest verbunden, d. h-, eine Trennkupplung zwischen beiden Teilen ist nicht vorgesehen. Das Getriebe ist in bekannter Vorgelegewellenbauart mit fluchtender Eingangs-und Ausgangs-The transmission arrangement according to FIG. 1 consists of an engine 1, a hydrodynamic torque converter 2 in Two-phase design and a pawl change gear 3. The impeller 4 of the torque converter is connected to the crankshaft of the motor 1 firmly connected. The reaction or stator wheel 5 is supported in the converter phase via a freewheel on the gear housing 6 of the change gear 3 and rotates freely in the oil flow in the clutch phase. The turbine wheel 7 is directly non-rotatably connected to the transmission input shaft 8, i. h-, a disconnect clutch between the two Sharing is not intended. The gearbox is of the well-known countershaft design with aligned input and output

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welle 9 sowie der Vorgelegewelle 10 mit. vier Gängen ausgeführt und enthält das Antriebszahnrad 11 auf der Eingangswelle, die Losräder 12, 13 und 14 auf der Ausgangswelle und zugeordnet zu den genannten Zahnrädern auf der Vorgelegewelle 10 drehfest angeordnet die Zahnräder 15, 16, 17 und 18. Sperrklauen-Schaltkupplungen 19 und 20 in jeweils doppelter Ausführung mit je einer bis zum Gleichlauf wirksamen Einrücksperre für jedes der Zahnräder 11 bis 14 und auf der Ausgangsweile 9 drehfest angeordneten Schiebemuffen dienen zum Schalten der Gänge.shaft 9 and the countershaft 10 with. four gears executed and contains the drive gear 11 on the input shaft, idler gears 12, 13 and 14 on the output shaft and assigned to said gears on the countershaft 10 rotatably arranged the gears 15, 16, 17 and 18. Locking pawl clutches 19 and 20 in each case double design, each with an engagement lock that is effective up to synchronism for each of the gears 11 to 14 and on the output shaft 9 rotatably arranged sliding sleeves are used to shift gears.

In Fig. 2 ist sine Sperrklauen-Schaltkupplung 20 im Axialschnitt schematisch dargestellt. Auf der Welle 9 ist ein Schiebemuffenträger 21 drehfest angeordnet. Auf dem Schiebemuffenträger 21 ist e ine Schiebemuffe 22 axial verschiebbar und drehfest angeordnet, die in einen Gegenkupplungszahnkranz 23 des Zahnrades 15 einkuppelbar ist. Zwischen der Schiebemuffe 22 und dem.Zahnrad 13 ist ein Reibring 24 angeordnet, der mit einer Sperrverzahnung mit Zähnen mit z. B. nicht angeschrägten, plan oder geschrägt im Bereich der Selbsthemmung ausgebildeten Stirnflächen zwischen den Kupplungsverzahnurigen der Schiebemuffe 22 und des Gegenkupplungszahnkranzes 23 angeordnet ist und gegenüber dem Schiebemuffenträger 21 ein begrenztes Verdrehspiel aufweist. Reib-In Fig. 2, its pawl clutch 20 is shown schematically in axial section. On shaft 9 is a sliding sleeve carrier 21 arranged in a rotationally fixed manner. On the Sliding sleeve carrier 21 is a sliding sleeve 22 axially displaceable and rotatably arranged in a counter clutch ring gear 23 of the gear 15 can be engaged. A friction ring 24 is located between the sliding sleeve 22 and the gear 13 arranged, which has a locking toothing with teeth with z. B. not beveled, flat or beveled in the area of Self-locking formed end faces between the coupling teeth the sliding sleeve 22 and the counter-coupling ring gear 23 is arranged and opposite the sliding sleeve carrier 21 has a limited torsional backlash. Friction

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flächen am Reibring 24, die bei Verschiebung der Schiebemuffe 22 oder ständig durch axial andrückende Federn Kontakt erhalten, verdrehen wie bei bekannten Synchronisiereinrichtungen den Reibring 24 im Zustand des Nichtsynchronismus in Sperrstellung. Im Gegensatz zu einer üblichen Synchronisiereinrichtung haben die Reibflächen außer der gena· /iten Verdrehung des Reibringes in Sperr- bzw. Freistellung nicht die Synchronisiermomente zur Herbeiführung des Gleichlaufes aufzubringen. Dies geschieht durch äußere Drehzahlangleichung, z. B. durch Ändern der Gaspedalstellung oder Motorbremse ^v'Zw. Getriebebremse oder andere Mittel. Beim Erreichen bzw. Durchlaufen des Zustandes des Synchronismus wird der Reibring 2 4 in die Freistellung verdreht und durch die federnde Einrückkraft des in der Zeichnung nicht dargestellton Kraftspeichers, der beispielsweise aus einer Druckfeder bestehen kann, wird die Schiebemuffe 22 eingerückt.surfaces on the friction ring 24, which receive contact when the sliding sleeve 22 is moved or constantly through axially pressing springs, rotate the friction ring 24 in the locked position in the non-synchronism state, as in known synchronizing devices. In contrast to a conventional synchronizing device, apart from the precise rotation of the friction ring in the blocking or free position, the friction surfaces do not have to apply the synchronizing torques for bringing about synchronism. This is done by external speed adjustment, e.g. B. by changing the accelerator pedal position or engine brake ^v 'Zw. Transmission brake or other means. When the state of synchronism is reached or passed through, the friction ring 2 4 is rotated into the free position and the sliding sleeve 22 is engaged by the resilient engagement force of the energy accumulator, not shown in the drawing, which can consist, for example, of a compression spring.

Zum Anfahre ?us dem Stillstand muß zunächst einer der Vorwärtsgänge eir.gelegt werden. Mit Hilfe des Drehmomentwandlers kann grundrätzlich i.i jeden! Gang angefahren werden. Um das Einschalten eines Vorwärtsgangcs aus dem Stand bei laufendem Motor 1 zu erleichtern., ist, wie in Fig. 3 dargestellt, eine Bremse 26 an der Getriebeeingangswelle 8 oderTo start up from a standstill, one of the Forward gears are engaged. With the help of the torque converter basically everyone can! Gear to be approached. To switch on a forward gear from a standing start to facilitate running engine 1., is, as shown in Fig. 3, a brake 26 on the transmission input shaft 8 or

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der Vorgelegewelle 1O von Vorteil, um die durch das Leerlaufmoment des Drehmomentwandlers in Drehung versetzten Getriebewellen 8 und 10 anzuhalten. Nach dem Einlegen eines der Vorwärtsgänge kann das Fahrzeug, ohne zu kuppeln, mit dem Wandler als Anfahrmittel anfahren. Bei fahrendem Fahrzeug können die Gänge ebenfalls ohne zu kuppeln gewechselt werden, und zwar läßt sich der Ganghebel zügig in die andere Schaltstellung umlegen, während der eigentliche Gangwechsel erst nach Durchlaufen des Gleichlaufzustandes der zu kuppelnden Getriebeteile, z. B. durch Beeinflussung des Gaspedals bzw. Motorbremse oder Getriebebremse, stattfindet.the countershaft 1O advantageous to the idling torque of the torque converter set in rotation transmission shafts 8 and 10 to stop. After inserting a In the forward gears, the vehicle can start using the converter as a starting device without using the clutch. When the vehicle is moving the gears can also be changed without using the clutch, and the gear lever can be quickly switched to the other Shift shift position, during the actual gear change only after passing through the synchronous state of the to be coupled Gear parts, e.g. B. by influencing the accelerator pedal or engine brake or gear brake, takes place.

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Claims

Ρ—- ÜLn Proverbs

1. Gearbox arrangement for motor vehicles, with a change gear whose permanently engaged gears are switched on and off by their shafts via clutches with Sniebemuffen and an engagement lock that is effective in every state of non-synchronism for each clutch and at least one energy storage device in the gearbox that is matched to the shift paths Switching transmission between the switching actuation means and each Schisbemuffe to take up the shift travel when the sliding sleeve is locked and for the automatic backing of the sliding sleeve after the start of synchronism ( gear with pawl switch), characterized in that a speed-dependent, the drive motor (1) of the motor vehicle at low engine speeds automatically relieving and directly driven by this power transmission means (2) is connected with its output shaft (7) directly to the input shaft (8) of the gearbox (3).

2. Gear arrangement according to claim 1, characterized in that draws that a single cder as the power transmission means multi-phase hydrodynamic torque converter (2) is provided.

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3. Transmission arrangement according to claim 2, characterized in that the input and output shafts of the hydrodynamic torque converter (2) by a known per se
Lock-up clutch can be connected to one another.

4. Gear arrangement according to claim 1, characterized cje
seichnet that a hydrodynamic coupling (without a reaction part) is provided as the power transmission medium.

5. gear assembly according to claim 1, characterized in that that as a power transmission means a centrifugal clutch is foreseen.

6. Gear arrangement according to one or more of the
Claim * 1 to 5, characterized in that on the

-.reibeeingangswelle (8) or constantly driven by it Gear parts MO) a known brake (26) angcordneb is, di ^ to facilitate switching in certain Operating states reduces the speed of the transmission input shaft and the transmission parts constantly driven by it or these parts stop.

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