WO2006063676A1 - Mehrgruppengetriebe - Google Patents

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Karl-Fritz Heinzelmann
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H37/00Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/04Combinations of toothed gearings only
    • F16H37/042Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement
    • F16H37/046Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement with an additional planetary gear train, e.g. creep gear, overdrive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H37/00Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/04Combinations of toothed gearings only
    • F16H37/042Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement

Definitions

  • the present invention relates to a multi-group transmission according to the preamble of patent claim 1.
  • Multi-speed transmission for example, transmissions for commercial vehicles are usually designed as multi-group transmission with eight, nine, ten, twelve or more gears. This is achieved by a combination of at least two multi-speed single transmissions.
  • the overall transmission is composed of a main gear and a range group transmission, wherein the range group transmission is usually the main gear downstream and allows, for example, two transmission ranges, whereby the number of gears of the main transmission is doubled.
  • multi-group transmissions which divide into a ballast group, a main transmission and an area group, wherein the ballast group is usually designed as a splitter group for compressing the gear sequence and comprises two gears and. the main gear and the ballast are in 1 - or 2-countershaft design are executed.
  • the range group transmission is designed as a short-building planetary gear or executed in countershaft design as two-countershaft group, the reverse gear is integrated into the main transmission.
  • An example of a built-in a gear change gear or main gearbox of a multi-group transmission reverse gear is given in DE 30 12 778 of the applicant.
  • the integration of the reverse gear in the main transmission requires corresponding gears and another switching element for switching the reverse gear.
  • An executed in planetary design range group transmission of a multi-group transmission is known for example from DE 41 21 709 of the applicant.
  • It comprises a rotatably mounted on an output shaft of the main gear sun gear, a rotatably connected to the transmission housing via a first clutch for switching a slow geared shift stage and a ring forming the output web.
  • a second clutch is provided, which is jointly actuated with the first clutch and connects the bridge with the output shaft of the main gear when the first clutch is open.
  • the present invention has for its object to provide a multi-group transmission for a motor vehicle, which requires less space than corresponding transmission according to the prior art. Furthermore, the transmission according to the invention should have a low weight and be inexpensive to produce. In addition, the multi-speed transmission according to the invention should have an optimized efficiency in all gears.
  • a multi-group transmission for a motor vehicle comprising a main gear and a main gear downstream range group transmission, in which the reverse gear is integrated into the range group transmission.
  • the range group transmission is designed in planetary construction, whereby a compact design of the overall transmission is achieved.
  • it is provided to use the main gears for the realization of different ratios for the reverse gear.
  • the multi-group transmission can also have a ballast group, which is preferably designed in a 1- or 2-countershaft design.
  • the toothed wheel chain contained in the main transmission according to the prior art with the corresponding intermediate wheels for reversing the direction of rotation for the reverse gear is eliminated, so that the efficiency in all gears is improved.
  • the transmission can be built shorter.
  • FIGURE shows a schematic representation of the three shift positions of a planetary gear type range transmission with integrated reverse gear.
  • a multi-group transmission 1 comprising a main gear 2 and a planetary gear designed range group transmission 3, is shown.
  • the range group transmission includes a ring gear 4, a web 5 and a sun gear 6, wherein the sun gear 6 is constantly connected to the main shaft 12 and supported by a bearing 10.
  • the planetary gear comprises two switching elements, which are preferably designed as shift sleeves 7 and 9 with three positions. To illustrate the switching positions of the planetary gear 3, this is shown three times, namely in the positions L (low), R (reverse) and H (high).
  • the ring gear 4 is rotationally connected via a first shift sleeve 7 to the housing 8 for the position L; Furthermore, the web 5 of the planetary gear set is connected via a second sliding sleeve 9 to the output 11.
  • the web 5 is rotationally connected via the shift sleeve 7 with the housing 8; the ring gear 4 is connected via the shift sleeve 9 with the output 11.
  • the web 5 and the ring gear 4 are connected to the output 11.
  • the first constant K1 is connected via a sliding sleeve 13 to the drive shaft and it is in the main transmission 2, the first gear on the sliding sleeve 14 inserted.

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Abstract

Es wird ein Mehrgruppengetriebe für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, umfassend ein Hauptgetriebe und ein dem Hauptgetriebe nachgeschaltetes Bereichsgruppengetriebe, wobei der Rückwärtsgang in das Bereichgruppen-getriebe integriert ist.

Description

Mehrgruppenαetriebe
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrgruppengetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Vielgang-Getriebe, beispielsweise Getriebe für Nutzkraftfahrzeuge sind üblicherweise als Mehrgruppengetriebe mit acht, neun, zehn, zwölf oder mehr Gängen ausgebildet. Dies wird durch eine Kombination von mindestens zwei mehrgängigen Einzelgetrieben erreicht. Häufig setzt sich das Gesamtgetriebe aus einem Hauptgetriebe und einem Bereichsgruppengetriebe zusammen, wobei das Bereichsgruppengetriebe dem Hauptgetriebe meist nachgeschaltet ist und beispielsweise zwei Übersetzungsbereiche ermöglicht, wodurch die Ganganzahl der Hauptgetriebes verdoppelt wird.
Des weiteren sind Mehrgruppengetriebe bekannt, die sich in eine Vor- schaltgruppe, ein Hauptgetriebe und eine Bereichsgruppe aufteilen, wobei die Vorschaltgruppe meistens als Splitgruppe zum Verdichten der Gangfolge ausgebildet ist und zwei Gänge umfasst und. das Hauptgetriebe und die Vorschaltgruppe in 1 - oder 2-Vorgelegewellen-Bauweise ausgeführt sind.
Bei Mehrgruppengetrieben ist nach dem Stand der Technik das Bereichsgruppengetriebe als kurzbauendes Planetengetriebe ausgebildet oder in Vorgelegebauweise als Zwei-Vorgelegewellen-Gruppe ausgeführt, wobei der Rückwärtsgang in das Hauptgetriebe integriert ist. Ein Beispiel für einen in ein Räderwechselgetriebe bzw. Hauptgetriebe eines Mehrgruppengetriebes integrierten Rückwärtsgang ist in der DE 30 12 778 der Anmelderin angegeben. Die Integration des Rückwärtsganges in das Hauptgetriebe erfordert entsprechende Zahnräder sowie ein weiteres Schaltelement zum Schalten des Rückwärtsganges. Ein in Planetenbauweise ausgeführtes Bereichsgruppengetriebe eines Mehrgruppengetriebes ist beispielsweise aus der DE 41 21 709 der Anmelderin bekannt. Es umfasst ein drehfest auf einer Ausgangswelle des Hauptgetriebes angeordnetes Sonnenrad, ein mit dem Getriebegehäuse über eine erste Schaltkupplung zum Schalten einer ins Langsame übersetzten Schaltstufe drehfest verbindbares Hohlrad und einen den Abtrieb bildenden Steg. Hierbei ist eine zweite Schaltkupplung vorgesehen, die mit der ersten Schaltkupplung gemeinsam betätigbar ist und bei geöffneter erster Schaltkupplung den Steg mit der Ausgangswelle des Grundgetriebes verbindet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrgruppengetriebe für ein Kraftfahrzeug anzugeben, welches weniger Bauraum als entsprechende Getriebe nach dem Stand der Technik erfordert. Des weiteren soll das erfindungsgemäße Getriebe ein geringes Gewicht aufweisen und kostengünstig herstellbar sein. Zudem soll das erfindungsgemäße Mehrganggetriebe einen optimierten Wirkungsgrad in allen Gängen aufweisen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird ein Mehrgruppengetriebe für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, umfassend ein Hauptgetriebe und ein dem Hauptgetriebe nachgeschaltetes Bereichsgruppengetriebe, bei dem der Rückwärtsgang in das Bereichsgruppengetriebe integriert ist.
Vorzugsweise ist das Bereichsgruppengetriebe in Planetenbauweise ausgeführt, wodurch eine kompakte Bauweise des Gesamtgetriebes erzielt wird. Im Rahmen einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, die Hauptgetriebegänge zur Realisierung unterschiedlicher Übersetzungen für den Rückwärtsgang zu verwenden.
Gemäß der Erfindung kann das Mehrgruppengetriebe auch eine Vor- schaltgruppe aufweisen, welche vorzugsweise in 1 - oder 2-Vorgelegewellen- Bauweise ausgeführt ist.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption entfällt die nach dem Stand der Technik im Hauptgetriebe enthaltene Zahnräderkette mit den entsprechenden Zwischenrädern zur Drehrichtungsumkehr für den Rückwärtsgang, so dass der Wirkungsgrad in allen Gängen verbessert wird. Zudem kann dadurch das Getriebe kürzer gebaut werden.
Um den Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Mehrgruppengetriebes mit im Bereichsgruppengetriebe integrierten Rückwärtsgang weiter zu optimieren, wird zudem gemäß der DE 102 39 396 A1 der Anmelderin, deren Offenbarungsgehalt vollinhaltlich auch Gegenstand dieser Beschreibung sein soll, vorgeschlagen, das Getriebe derart auszubilden, dass das Hauptgetriebe mindestens einen direkten Gang aufweist, wobei die Teile, die im direkten Gang nicht am Kraftfluss beteiligt sind, ganz oder teilweise abgekoppelt sind, wenn der direkte Gang geschaltet ist.
Insbesondere ist bei Getrieben mit einer Antriebskonstante die auf der Antriebswelle angeordnete Verzahnung mittels eines Schaltelementes zu- und abschaltbar ausgebildet, so dass sich die Vorgelegewelle im direkten Gang nicht mitdreht. Bei Getrieben mit zwei Antriebskonstanten wird in vorteilhafter Weise die Schaltmuffe zwischen den Antriebskonstanten auf „neutral" geschaltet. Erfindungsgemäß kann im direkten Gang der Antrieb des Bereichsgruppengetriebes direkt mit dem Abtrieb verbunden werden.
Durch die erwähnten konstruktiven Maßnahmen beim Schalten des direkten Ganges wird ein Getriebe geschaffen, welches sowohl im direkten Gang als auch in den anderen Gängen einen erhöhten Wirkungsgrad aufweist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Figur, welche eine schematische Darstellung der drei Schaltstellungen eines in Planetenbauweise ausgeführten Bereichsgruppengetriebes mit integriertem Rückwärtsgang zeigt, beispielhaft näher erläutert.
In der Figur ist ein Mehrgruppengetriebe 1 , umfassend ein Hauptgetriebe 2 und ein in Planetenbauweise ausgeführtes Bereichsgruppengetriebe 3, dargestellt. Das Bereichsgruppengetriebe umfasst ein Hohlrad 4, einen Steg 5 und ein Sonnenrad 6, wobei das Sonnenrad 6 ständig mit der Hauptwelle 12 verbunden und über eine Lagerung 10 gelagert ist. Das Planetengetriebe umfasst zwei Schaltelemente, die vorzugsweise als Schaltmuffen 7 bzw. 9 mit drei Stellungen ausgebildet sind. Um die Schaltstellungen des Planetengetriebes 3 zu veranschaulichen, ist dieses dreimal dargestellt, nämlich in den Positionen L (Low), R (Rückwärtsgang) und H (High).
Wie der Figur zu entnehmen ist, ist für die Position L das Hohlrad 4 über eine erste Schaltmuffe 7 mit dem Gehäuse 8 verdrehfest verbunden; ferner ist der Steg 5 des Planetensatzes über eine zweite Schiebemuffe 9 mit dem Abtrieb 11 verbunden. Bei geschaltetem Rückwärtsgang ist der Steg 5 über die Schaltmuffe 7 verdrehfest mit dem Gehäuse 8 verbunden; das Hohlrad 4 ist über die Schaltmuffe 9 mit dem Abtrieb 11 verbunden. Des weiteren sind in der Position H der Steg 5 und das Hohlrad 4 mit dem Abtrieb 11 verbunden. In der Figur ist die erste Konstante K1 über eine Schiebemuffe 13 mit der Antriebswelle verbunden und es ist im Hauptgetriebe 2 der erste Gang über die Schiebemuffe 14 eingelegt.
Selbstverständlich fällt auch jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede räumliche Anordnung der Elemente des Bereichsgruppengetriebes an sich sowie zueinander und soweit technisch sinnvoll, unter den Schutzumfang der vorliegenden Ansprüche, ohne die Funktion des Getriebes, wie sie in den Ansprüchen angegeben ist, zu beeinflussen, auch wenn diese Ausbildungen nicht explizit in der Figur oder in der Beschreibung dargestellt sind.
Bezugszeichen
1 Mehrgruppengetriebe
2 Hauptgetriebe
3 Bereichsgruppengetriebe
4 Hohlrad
5 Steg
6 Sonnenrad
7 Schaltmuffe
8 Gehäuse
9 Schaltmuffe
10 Lagerung
11 Abtrieb
12 Hauptwelle
13 Schaltmuffe
14 Schaltmuffe
K1 Antriebskonstante

Claims

Patentansprüche
1. Mehrgruppengetriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Hauptgetriebe und ein dem Hauptgetriebe nachgeschaltetes Bereichsgruppengetriebe, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückwärtsgang in das Bereichsgruppengetriebe (3) integriert ist.
2. Mehrgruppengetriebe für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptgetriebegänge zur Realisierung unterschiedlicher Übersetzungen für den Rückwärtsgang verwendbar sind.
3. Mehrgruppengetriebe für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bereichsgruppengetriebe (3) in Planetenbauweise ausgeführt ist.
4. Mehrgruppengetriebe für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 , 2 o- der 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptgetriebe (2) in 1- oder 2-Vorgelegewellen-Bauweise ausgeführt ist.
5. Mehrgruppengetriebe für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Vor- schaltgruppe aufweist.
6. Mehrgruppengetriebe für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschaltgruppe in 1- oder 2-Vorgelege- wellen-Bauweise ausgeführt ist.
7. Mehrgruppengetriebe für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in Planetenbauweise ausgeführte Bereichsgruppengetriebe (3), umfassend ein Hohlrad (4), einen Steg (5) und ein ständig mit der Hauptwelle (12) verbundenes Sonnenrad (6), zwei Schaltelemente bzw. Schaltmuffen (7, 9) mit jeweils drei Stellungen aufweist.
8. Mehrgruppengetriebe für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Position L des Bereichsgruppengetriebes (3) das Hohlrad (4) über eine erste Schaltmuffe (7) mit dem Gehäuse (8) verdrehfest verbunden und der Steg (5) über eine zweite Schiebemuffe (9) mit dem Abtrieb 11 verbunden ist, und dass bei geschaltetem Rückwärtsgang der Steg (5) über die Schaltmuffe (7) mit dem Gehäuse (8) verdrehfest verbunden und das Hohlrad (4) über die Schaltmuffe (9) mit dem Abtrieb (11 ) verbunden ist, wobei in der Position H des Bereichsgruppengetriebes (3) der Steg (5) und das Hohlrad (4) mit dem Abtrieb (11) verbunden sind.
9. Mehrgruppengetriebe für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptgetriebe (2) mindestens einen direkten Gang aufweist, wobei die Teile, die im direkten Gang nicht am Kraftfluss beteiligt sind, ganz oder teilweise abgekoppelt sind, wenn der direkte Gang geschaltet ist.
10: Mehrgruppengetriebe für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Hauptgetriebe (2) mit einer Antriebskonstante die auf der Antriebswelle angeordnete Verzahnung mittels eines Schaltelementes zu- und abschaltbar ausgebildet ist, so dass sich die Vorgelegewelle im direkten Gang nicht mitdreht, und dass bei einem Hauptgetriebe mit zwei Aritriebskonstanten die Schaltmuffe zwischen den Antriebskonstanten im direkten Gang auf „neutral" geschaltet wird. 11. Mehrgruppengetriebe für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 9 o- der 10, dadurch gekennzeichnet, dass im direkten Gang -der Antrieb des Bereichsgruppengetriebes direkt mit dem Abtrieb verbindbar ist.
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