WO2009050208A2

WO2009050208A2 - Getriebe

Info

Publication number: WO2009050208A2
Application number: PCT/EP2008/063896
Authority: WO
Inventors: Helmut Ristl
Original assignee: Helmut Ristl
Priority date: 2007-10-15
Filing date: 2008-10-15
Publication date: 2009-04-23
Also published as: WO2009050208A3; DE102007052209A1

Abstract

Als besonders einfach aufgebautes, eine unbegrenzte Vielzahl von beliebigen Übersetzungsabstufungen ermöglichendes Schaltgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, zum Übersetzen einer Drehzahl von mindestens einer Antriebswelle auf mindestens eine Abtriebswelle (1,2) mit mindestens einem antriebsseitigen Rädersatz mit mindestens zwei in einer ersten Antriebsebene (ANl, AN2) liegenden, miteinander gekoppelten Antriebsübersetzungsrädern (13, 14, 15, 17, 18, 19), mindestens einem abtriebsseitigen Rädersatz mit mindestens zwei in einer ersten Abtriebsebene liegenden, miteinander gekoppelten Abtriebsübersetzungsrädern (23, 24, 25, 26, 27, 28), - mindestens zwei Übertragungswellen (6,7,8,9,11,12), auf denen jeweils eines der Antriebsübersetzungsräder und eines der Abtriebsübersetzungsräder sitzen, und Mitteln, um temporär eine Wirkverbindung zum Übersetzen der Drehzahl von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle über mindestens eine der Übertragungswellen herzustellen, wird eines vorgeschlagen, dass gekennzeichnet ist durch einen Riemen und/oder eine Kette (29) zur Kopplung der Antriebsräder des antriebsseitigen Rädersatzes und/oder zur Kopplung der Abtriebsübersetzungsräder des abtriebsseitigen Rädersatzes. grenages cδte sortie.

Description

Getriebe

Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, zum Übersetzen der Drehzahl von mindestens einer Antriebswelle auf mindestens eine Abtriebswelle, mindestens einem antriebsseitigen Rädersatz mit mindestens zwei in einer ersten Antriebsebene liegenden, miteinander gekoppelten Antriebsübersetzungsrädern, mindestens einem ab- triebsseitigen Rädersatz mit mindestens zwei in einer ersten Abtriebsebene liegenden, miteinander gekoppelten Abtriebsübersetzungsrädern, mindestens zwei Übertragungswellen, auf denen jeweils eines der Antriebsübersetzungsräder und eines der Abtriebsübersetzungsräder sitzen, und Mitteln, um temporär eine Wirkverbindung zum Übersetzen der Drehzahl von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle über mindestens eine der Übertragungswellen herzustellen.

Aus der GB 2 036 891 A ist ein Getriebe bekannt, bei dem die Antriebswelle und die Abtriebswelle zueinander fluchtend angeordnet sind. Auf der Antriebswelle sitzen zwei hintereinander angeordnete Antriebswellenräder, auf der Abtriebswelle vier hintereinander ange- ordnete Abtriebswellenräder. Um die An- und Abtriebswellen herum sind mehrere dazu parallele Außenwellen angeordnet. Auf jeder Außenwelle sitzt ein Antriebsübersetzungsrad, das mit einem der beiden Antriebswellenräder kämmt, und mindestens ein Abtriebsübersetzungsrad, das mit einem der Abtriebswellenräder kämmt. Eines der beiden Räder sitzt auf der Außenwelle fest, während das andere drehbar auf der Außenwelle gelagert und mit die- ser über eine Kupplung fest verbindbar ist. Bei diesem Getriebe können die Kupplungen zum Koppeln der Räder mit den Außenwellen insbesondere zum Erzielen einer Bremswirkung genutzt werden.

Das vorbekannte Getriebe baut in axialer Richtung der An- und Abtriebswellen vergleichs- weise voluminös, wobei es mit jedem weiteren Gang in axialer Richtung immer länger wird. Darüber hinaus bestehen bei der Auslegung eines solchen Getriebes Beschränkungen bei der Abstimmung der Getriebestufen, da bei einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen einem auf einer Außenwelle sitzenden Antriebsübersetzungsrad und einem korrespondierenden Antriebswellenrad immer auch das Übersetzungsverhältnis zwischen dem auf der gleichen Außenwelle sitzenden Abtriebsübersetzungsrades und dem korrespondierenden Abtriebswellenrad geändert werden muss. Um diese Nachteile zu beheben, wurde mit der DE 10 2005 053153 A1 ein Getriebe der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei dem die Antriebs- und die Abtriebswelle versetzt zueinander angeordnet sind und mindestens zwei Antriebsübersetzungsräder mit einem zen- tralen, mit den Antriebsübersetzungsrädern in Eingriff stehenden Wellenrad, das vorzugsweise auf der Antriebswelle sitzt, und mindestens zwei Abtriebsübersetzungsräder mit einem zentralen zweiten, mit den Abtriebsübersetzungsrädern in Einriff stehenden Wellenrad, das vorzugsweise auf der Abtriebswelle sitzt, in Wirkverbindung gebracht werden können. Dabei sitzen jeweils eines der Antriebsübersetzungsräder und eines der Abtriebsübersetzungsräder auf einer gemeinsamen Übertragungswelle, wobei vorzugsweise eines der auf einer Übertragungswelle sitzenden Antriebs- und Abtriebsübersetzungsräder freilaufend auf der Übertragungswelle gelagert ist und über eine Kupplung fest mit ihr verbunden werden kann.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Getriebe der ein- gangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, dass äußerst kompakt aufgebaut werden kann, keinen Beschränkungen in der Wahl der Getriebeübersetzungen unterliegt und kostengünstig ist.

Diese Aufgabe wird mit einem Getriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Unter einer Antriebswelle wird hier und im Folgenden insbesondere eine solche Welle verstanden, die mittelbar oder unmittelbar mit einem Motor gekoppelt ist, unter eine Abtriebswelle insbesondere eine solche, an der das vom Getriebe übertragene Drehmoment anliegt und deren Drehzahl und/oder Bewegungsrichtung relativ zur Antriebswelle geändert werden kön- nen bzw. kann.

Unter einer Antriebsebene wird hier und im Folgenden eine Gruppe von Antriebsübersetzungsrädern verstanden, die miteinander gekoppelt sind und insbesondere über ein an- triebsseitiges Getriebeelement miteinander unmittelbar in Verbindung stehen. Der Begriff Ebene ist dabei funktional und nicht geometrisch zu verstehen. Entsprechendes gilt für die Bedeutung des Begriffs Abtriebsebene, in der eine Gruppe von Abtriebsübersetzungsrädern die miteinander gekoppelt sind und insbesondere über ein abtriebsseitiges Getriebeelement miteinander unmittelbar in Verbindung stehen.

Unter Rädern werden insbesondere Zahnräder, aber auch Reibräder oder sonstige Arten von Rädern verstanden, mit denen es möglich ist, ein Drehmoment von einer Welle auf eine andere Welle oder ein anderes Getriebeelement durch Kraftschluss oder Formschluss zu übertragen.

Unter einer Übertragungswelle wird eine Welle verstanden, mit der ein Drehmoment von einer Antriebsebene zu einer Abtriebsebene übertragen werden kann.

Der Kern der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass es durch die Kopplung der Übersetzungsräder einer Antriebsebene und/oder einer Abtriebsebene über einen Riemen oder eine Kette möglich wird, alle für die Übersetzungen eines Getriebes benötigten Räderpaare in zwei Ebenen, nämlich einer Antriebsebene und einer Abtriebsebene angeordnet werden können. Dabei wird durch die Verwendung einer Kette bzw. eines Riemens zur Kopplung der Übersetzungsräder in der Antriebsebene und/oder der Abtriebsebene erreicht, dass der Abstand der Übersetzungsräder zueinander oder zu einer zentralen Getriebeachse, die beispielsweise durch die Antriebswelle und/oder die Abtriebswelle definiert wird, frei gewählt werden kann. Dabei wird aufgrund einer sichereren Kraftübertragung einem Zahnriemen und insbesondere einer Kette als formschlüssig wirkende Elemente in den meisten Anwendungsfällen der Vorzug zu geben.

Prinzipiell wird bei dem beanspruchten Getriebe auf eines der Übersetzungsräder in der An- triebsebene ein Drehmoment aufgebracht, dass über die Kette oder den Riemen unmittelbar auf die anderen mit dem Riemen oder der Kette gekoppelten Übersetzungsräder der Antriebsebene übertragen wird. Wird nun eine Kopplung zwischen der Antriebsebene und der Abtriebsebene über eine der Übertragungswellen hergestellt, wird das Drehmoment von der Antriebsebene auf die Abtriebsebene übertragen. Aus dem Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle und dem Antriebsübersetzungsrad, auf das das Drehmoment der Antriebswelle einleitend aufgebracht wird, dem Übersetzungsverhältnis dieses Antriebsübersetzungsrad zum Antriebsübersetzungsrad der Übertragungswelle, über das die Ebenenkopplung hergestellt wird, dem Übersetzungsverhältnis zwischen dem Abtriebsübersetzungsrad auf dieser Übertragungswelle zum Abtriebsübersetzungsrad, von dem das Drehmoment auf die Abtriebswelle abgeleitet wird, und dem Übersetzungsverhältnis zwischen diesem ableitenden Abtriebsübersetzungsrad und der Abtriebswelle ergibt sich dann die Gesamtübersetzung eines gewählten Getriebegangs. Um als Schaltgetriebe für PKWs oder LKWs geeignet zu sein, weist das Getriebe vorzugsweise drei oder mehr Übertragungswellen mit jeweils mindestens einem Antriebsübersetzungsrad und einem Abtriebsübersetzungsrad auf. Aus der Verwendung eines Riemens oder einer Kette zum Koppeln der Übersetzungsräder einer ersten Antriebsebene und/oder einer ersten Abtriebsebene ergibt sich eine Vielzahl von Vorteilen. So entsteht hierdurch ein sehr großer konstruktiver Gestaltungsspielraum sowohl in der Wahl von Übersetzungen des Getriebes als auch in der Gestaltung des Getriebege- häuses. Gleichzeitig kann eine nahezu unbegrenzte Anzahl von Getriebeübersetzungen bei einem Getriebe mit genau einer Antriebsebene und genau einer Abtriebsebene erzeugt werden, so dass eine extrem kurze Getriebebauweise möglich wird. Darüber hinaus ist die Anzahl der Eingriffe zweier Räder, insbesondere der Zahneingriffe zweier Zahnräder, gegenüber dem eines vergleichbaren, herkömmlichen Getriebes der eingangs genannten Art redu- ziert, da kein zwischen den Übersetzungsrädern liegendes Wellenrad mehr benötigt wird. Hierdurch wird eine größere Laufruhe erzielt. Schließlich ist das erfindungsgemäße Getriebe äußerst einfach aufgebaut, so dass es kostengünstig hergestellt werden kann. Diese Vorteile bestehen insbesondere auch dann, wenn die Übersetzungsräder sowohl in der Antriebsebene als auch in der Abtriebsebene über einen Riemen oder eine Kette miteinander verbunden sind.

In einer bevorzugten, einfachen Ausgestaltung der Erfindung läuft der Riemen oder die Kette außen um alle Übersetzungsräder der Antriebsebene und/oder der Abtriebsebene um. Dies muss aber nicht zwingend so sein. Wird der Riemen oder die Kette um eines oder mehrere der Übersetzungsräder einer Ebene von innen herum, also um die Übersetzungsräder in unterschiedlichen Richtungen herum geführt, drehen eines oder mehrere Übersetzungsräder in umgekehrter Richtung, so dass sich auf einfache Weise ein oder mehrere Gänge des Getriebes als Rückwärtsgänge einrichten lassen.

Natürlich ist es auch je nach Einsatzbereich des Getriebes sinnvoll, anstelle sowohl in der Antriebsebene als auch in der Abtriebsebene die Übersetzungsräder miteinander über einen Riemen oder eine Kette zu koppeln, in einer der beiden Ebenen ein mit mindestens zwei der Übersetzungsräder der Ebene in Eingriff stehendes Wellenrad vorzusehen. Dies macht insbesondere dann Sinn, wenn aufgrund konstruktiver Vorgaben die Antriebswelle oder die Ab- triebswelle zwischen den Übertragungswellen angeordnet sein soll, wobei das Wellenrad dann auf der Antriebs- bzw. Abtriebswelle sitzen oder einfach ein freilaufendes Rad sein kann. Auch kann das Wellenrad auf der Antriebswelle oder der Abtriebswelle freilaufend gelagert sein und über eine Kupplung mit der Antriebs- bzw. Abtriebswelle fest verbunden werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können sowohl die Antriebswelle als auch die Abtriebswelle jeweils eine der Übertragungswellen des Getriebes sein. Hierdurch kann der Aufbau des Getriebes weiter vereinfacht werden. Alternativ hierzu kann wahlweise die Antriebswelle und/oder die Abtriebswelle mit einem Übersetzungsrad der Antriebsebene bzw. der Abtriebsebene in Eingriff stehen, wobei zumindest ein Abschnitt der Antriebswelle bzw. der Abtriebswelle zwischen den Übertragungswellen oder außerhalb der Übertragungswellen liegen kann, insbesondere in Abhängigkeit davon, ob und wenn ja, auf welcher Seite ein Riemen oder eine Kette um das Übersetzungsrad herumgeführt ist.

Es gibt eine Vielzahl von Mitteln, um temporär eine Wirkverbindung zur Übertragung des Drehmoments von der Antriebswelle zur Abtriebswelle über mindestens eine der Übertragungswellen herzustellen. Eine geeignete und bevorzugte Ausgestaltung dieser Mittel besteht darin, dass mindestens ein Antriebsübersetzungsrad oder ein Abtriebsübersetzungsrad einer Übertragungswelle auf der Übertragungswelle freilaufend gelagert und über eine Kupp- lung mit der Übertragungswelle fest verbindbar ist. Dadurch kann die Übertragung eines Drehmoments von der Antriebsebene auf die Abtriebsebene wirksam entkoppelt werden. Eine andere geeignete Ausgestaltung dieser Mittel besteht darin, dass mindestens eine Übertragungswellen mindestens aus einem antriebsseitigen und einem abtriebsseitigen Wellenteil besteht, die über eine zwischen einer Antriebsebene und einer Abtriebsebene ange- ordneten Kupplung miteinander verbunden werden können. Hierzu geeignete Kupplungen sind insbesondere mechanische, hydraulische und/oder elektromagnetische Kupplungen.

Wie sich bereits aus dem Vorstehenden ergibt, ist es sinnvoll, eine Vielzahl von Übertragungswellen mit jeweils mindestens einem Antriebsübersetzungsrad und mindestens einem Abtriebsübersetzungsrad vorzusehen. Je mehr Übertragungswellen das Getriebe aufweist, desto höher ist die Anzahl der Übersetzungen bzw. Gänge, die verwirklicht werden können, und desto geringer ist die Anzahl von Ebenen, die für eine bestimmte Anzahl von Gängen benötigt wird.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist ein Riemen- bzw. Kettenspanner zum Spannen des Riemens bzw. der Kette vorgesehen. Hiermit kann nicht nur eine für den störungsfreien Betrieb des Getriebes gegebenenfalls notwendige Riemen- bzw. Kettenvorspannung eingestellt werden. Ein Riemen- oder Kettenspanner ermöglicht auch das Austauschen eines oder mehrerer Übersetzungsräder einer Ebene gegen ein größeres oder kleineres Übersetzungsrad. Auf diese Weise wird eine Anpassung der Getriebeübersetzungen möglich, ohne dass die Lagerpunkte der Übertragungswellen, der Antriebs- oder der Abtriebswel- Ie geändert werden müsste. Hieraus ergibt sich insbesondere für den Rennsport die Möglichkeit, Getriebeänderungen jeglicher Art in einem äußerst kompakt bauenden Getriebe vorzunehmen.

In noch einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes sind zwei oder mehrere Antriebswellen und zwei oder mehrere Antriebsebenen vorgesehen, wobei jede Antriebswelle mit einem oder mehreren Übersetzungsrädern einer der Antriebsebenen in Eingriff steht, und wobei für jede der Antriebswellen eine Kupplung vorgesehen ist, mit der die Antriebswelle vom Motor abgekuppelt werden kann. In einer derartigen Ausführungsform können auf den Übertragungswellen für jede Antriebsebene jeweils ein Antriebsübersetzungsrad vorgesehen sein.

Auch kann mindestens ein weiterer antriebsseitiger Rädersatz mit mindestens zwei in einer weiteren Antriebsebene liegenden, miteinander gekoppelten Antriebsübersetzungsrädern, und mindestens ein weiterer abtriebsseitigen Rädersatz mit mindestens zwei in einer weiteren Abtriebsebene liegenden, miteinander gekoppelten Abtriebsübersetzungsrädern sowie ein Riemen bzw. eine Kette zur Kopplung der Räder des weiteren antriebsseitigen Rädersatzes und/oder der Räder des weiteren abtriebsseitigen Rädersatzes vorgesehen sein. So können zwei parallele Getriebestränge über jeweils verschiedene An- und Abtriebsrädersät- ze aufgebaut werden, die wahlweise über gemeinsame Übertragungswellen, wobei dann auf einer Übertragungswelle zwei oder mehr Antriebsübersetzungsräder und zwei oder mehr Abtriebsübersetzungsräder sitzen, oder über getrennte Übertragungswellen miteinander verbunden sind, wobei dann auf jeder Übertragungswelle gegebenenfalls nur ein Antriebsübersetzungsrad und ein Abtriebsübersetzungsrad sitzen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen, näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt eines prinzipiellen Aufbaus eines erfindungsgemäßen Getriebes für einen Frontantrieb eines PKWs;

Fig. 2 die Antriebsebenen des in Figur 1 dargestellten Getriebes im vereinfachten Querschnitt; Fig. 3 die Abtriebsebene des in Figur 1 dargestellten Getriebes im vereinfachten Querschnitt; Fig. 4 die Antriebsebene wie in Fig. 2 mit einer Variation der Größe eines der

Antriebsübersetzungsräder im vereinfachten Querschnitt;

Fig. 5 einen Längsschnitt des prinzipiellen Aufbaus einer weiteren Ausfüh- rungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes für einen hinterradangetriebenen PKW mit Frontmotor;

Fig. 6 einen Längsschnitt des prinzipiellen Aufbaus einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes für einen hinterradangetriebenen PKW mit Heckmotor; Fig. 7 einen Längsschnitt des prinzipiellen Aufbaus einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes für einen hinterradangetriebenen PKW mit Heckmotor;

Fig. 8 einen Längsschnitt des prinzipiellen Aufbaus einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes für einen hinterradan- getriebenen PKW mit Frontmotor;

Fig. 9 die Antriebsebenen des in Figur 8 dargestellten Getriebes im vereinfachten Querschnitt;

Fig. 10 die Abtriebsebene wie in Fig. 8 mit einer Variation der Größe eines der

Antriebsübersetzungsräder im vereinfachten Querschnitt; Fig. 1 1 die Antriebsebene eines prinzipiellen Aufbaus einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes; und

Fig. 12 die Abtriebsebene eines prinzipiellen Aufbaus einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes.

Das in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Getriebe weist eine erste Antriebswelle 1 und eine zweite Antriebswelle 2 auf, wobei die zweite Antriebswelle 2 als Hohlwelle ausgebildet ist, durch die die Antriebswelle 1 hindurch geführt ist. Beide Antriebswellen 1 , 2 sind über eine Doppelkupplung 3 mit einem Motor 4 verbunden. Die Antriebswellen 1 , 2 sind in einem Getriebegehäuse 5 gelagert, in dem außerdem parallel zu den Antriebswellen 1 , 2 um sie her- um Übertragungswellen 6, 7, 8, 9, 1 1 , 12 gelagert sind. Auf den Übertragungswellen 7, 8, 12 sitzen die Antriebsübersetzungsräder 13, 14, 15 einer ersten Antriebsebene AN1 , die mit einem auf der ersten Antriebswelle 1 sitzenden ersten Antriebswellenrad 16 in Eingriff stehen. Auf den Übertragungswellen 6, 9, 1 1 sitzen die Antriebsübersetzungsräder 17, 18, 19 einer zweiten Antriebsebene AN2, die mit einem auf der zweiten Antriebswelle 2 sitzenden zweiten Antriebswellenrad 20 in Eingriff stehen. Sämtliche der Antriebsübersetzungsräder 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 sind freilaufend auf den Übertragungswellen 6, 7, 8, 9, 1 1 , 12 gela- gert und über Kupplungen 21 , 22 fest mit den Übertragungswellen verbindbar. Jedes der Antriebsübersetzungsräder 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 hat einen anderen Durchmesser bzw. eine andere Zähnezahl.

Die Abtriebsebene AB1 des Getriebes wird durch die auf den Übertragungswellen 6, 7, 8, 9, 1 1 , 12 fest sitzenden Abtriebsübersetzungsräder 23, 24, 25, 26, 27, 28 gebildet. Alle Abtriebsübersetzungsräder 23, 24, 25, 26, 27, 28 sind über eine außen um sie herum laufende Kette 29 miteinander gekoppelt. Jedes der Abtriebsübersetzungsräder 23, 24,, 25, 26, 27, 28 hat einen anderen Durchmesser bzw. eine andere Zähnezahl.

Die Antriebsebenen AN1 und AN2 liegen im dem Motor 4 abgewandten inneren Teil des Gehäuses 4, während die Abtriebsebene AB1 im dem Motor 4 zugewandten inneren Teil des Gehäuses 4 liegt.

Die Übertragungswelle 7 ist aus dem Gehäuse in Richtung zur Doppelkupplung hin heraus geführt und bildet die Abtriebswelle des Getriebes. Auf dem außerhalb des Gehäuses befindlichen Wellenende der Abtriebswelle sitzt ein Wellenrad 31 , das in ein auf einer Vorderradantriebswelle 32 sitzendes Vorderradantriebswellenrad 33 eingreift.

Zum Schalten eines Gangs wird eines der Antriebsübersetzungsräder einer Antriebsebene über die im zugeordnete Kupplung fest mit der Übertragungswelle, auf der es sitzt, verbunden, während die anderen Antriebsübersetzungsräder der gleichen Antriebsebene weiterhin frei auf ihren Übertragungswellen laufen. Wird nun die Doppelkupplung für die Antriebswelle, mit deren Antriebswellenrad das fest verbundene Antriebsübersetzungsrad kämmt, einge- kuppelt und somit mit dem Motor gekoppelt, wird die Motordrehzahl über die eingekuppelte Antriebswelle, das auf ihr sitzende Antriebswellenrad, das mit diesem Antriebswellenrad kämmende, mit seiner Übertragungswelle fest verbundene Antriebsübersetzungsrad, die Übertragungswelle, auf der dieses Antriebsübersetzungsrad sitzt, das auf dieser Übertragungswelle fest sitzende Abtriebsübersetzungsrad und die Kette 29 auf die Abtriebswelle 7 übersetzt. Von dort wird die Motorleistung dann über das Vorderradantriebswellenrad 33 auf die Welle 32 übertragen. Der Weg des Kraftflusses verkürzt sich natürlich dann, wenn das Antriebsübersetzungsrad 74, das auf der als Abtriebswelle dienenden Übertragungswelle 7 sitzt, eingekuppelt und somit fest mit der Abtriebswelle verbunden ist und die Antriebswelle 1 eingekuppelt ist. In diesem Fall werden über die Kette 29 keine Antriebskräfte übertragen. Obgleich alle Übertragungswellen durch die Kette 29 angetrieben werden, ist das Getriebe nicht blockiert, nachdem die übrigen Antriebsübersetzungsräder der Antriebsübersetzungs- räder der Antriebsebene, über die die Motorleistung übertragen wird, auf ihren Übertragungswellen frei laufen können.

Mit diesem Getriebeaufbau sind äußerst schnelle Gangwechsel, ähnlich wie bei einem Di- rektschaltgetriebe, möglich, insbesondere dann, wenn aufeinander folgende Übersetzungsstufen über verschiedene Antriebsebenen übersetzt werden. So kann beim Schalten von einem Gang in den nächsten zunächst das geeignete Antriebsübersetzungsrad in der freilaufenden Antriebsebene, über die noch keine Motorleistung übertragen wird, durch Schalten der ihm zugeordneten Kupplung auf seiner Übertragungswelle festgesetzt und die anderen Übertragungsräder der gleichen Antriebsebene freilaufend geschaltet werden, bevor zum eigentlichen Gangwechsel die Doppelkupplung die unter Last befindliche andere Antriebsebene lastfrei schaltet und die Motorleistung auf die eine Antriebsebene aufgibt.

In Figur 4 sind die Antriebsebenen aus Figur 2 gezeigt, wobei exemplarisch alternativ zu Antriebsübersetzungsrad 24 zwei Antriebsübersetzungsradalternativen 24', 24" mit dem jeweils dazu passenden Verlauf der Kette 29 dargestellt sind. Damit bei gleich langer Kette 29 bei dem kleinen Antriebsübersetzungsrad 24' eine ausreichende Kettenspannung beibehalten wird, weist das Getriebe einen Kettenspanner 35 auf. Hieraus wird deutlich, dass, anders als bei herkömmlichen Getrieben, die Übersetzung eines Gangs durch das Austauschen eines einzelnen Übersetzungsrades möglich ist, ohne dass hierfür weitere Änderungen wie beispielsweise der Achsabstand benachbarter Wellen oder die Größe eines anderen, mit dem geänderten Übersetzungsrad zusammenwirkenden Rades notwendig wäre.

Der in Figur 5 im Prinzip dargestellte Getriebeaufbau, der besonders für ein Fahrzeug mit Frontmotor und Heckantrieb geeignet ist, unterschiedet sich nur geringfügig von dem in den

Figuren 1 bis 3 dargestellten Getriebeaufbau, wobei gleiche Bezugsziffern für einander in ihrer Funktion entsprechende Bauteile bzw. Baugruppen verwendet werden. So liegen die

Antriebsebenen AN1 und AN2 im dem Motor zugewandten Teil des Gehäuses 5, während die Abtriebsebene AB1 im dem Motor 5 abgewandten Teil des Gehäuses liegt. Die Abtriebs- welle 7 ist auf der dem Motor 5 abgewandten Seite des Gehäuses herausgeführt. Außerhalb des Gehäuses 5 trägt sie ein Abtriebswellenrad, das mit einem Wellenrad 33 kämmt, das auf einer Welle 32 sitzt, die das Getriebe mit der Hinterachse verbindet. Die Welle 32 in Figur 5 fluchtet mit den Rotationsachsen der Antriebswelle 1 ,2 , anders als bei dem Getriebeaufbau der Figuren 1 bis 3. Das in Figur 6 dargestellte Getriebe weist in seinem Aufbau ebenso nur geringe Unterschiede zu dem in den Figuren 1 bis 3 gezeigten auf und ist in der konkreten Ausgestaltung insbesondere für Fahrzeuge mit Heckmotor und Heckantrieb geeignet, wobei erneut gleiche Bezugsziffern für einander in ihrer Funktion entsprechende Bauteile bzw. Baugruppen ver- wendet werden. Die Unterschiede liegen darin, dass die Abtriebswelle 7 im Bild oberhalb der Antriebswellen 1 , 2 sitzt und an seinem aus dem Gehäuse 5 in Richtung zum Motor 4 heraus geführten Ende ein Kegelrad 41 sitzt, das mit einem senkrecht dazu angeordneten, auf der Heckantriebswelle 42 sitzenden Kegelrad 43 in Eingriff steht.

Auch das in Fig. 7 dargestellte Getriebe ist insbesondere für die Verwendung für ein Fahrzeug mit Heckmotor und Heckantrieb gedacht. Gegenüber den zuvor beschriebenen Getriebeaufbauten weist es lediglich eine Antriebswelle 51 auf, die über eine Kupplung 52 mit einem Motor 53 verbunden ist. Die Antriebswelle ist auf ihrer dem Motor 53 abgewandten Seite in einem Gehäuse 54 drehbar gelagert. Auf der Antriebswelle 51 sitzen in etwa in der Mitte des Gehäuses 54 fest ein erstes Antriebswellenrad 55 einer ersten Antriebsebene AN1 und ein zweites Antriebswellenrad 56 einer zweiten Antriebsebene. Ebenso wie bei den zuvor beschriebenen Getrieben steht das Antriebswellenrad 55 in seiner Antriebsebene AN1 mit mehreren Antriebsübersetzungsrädern 58, von denen jedes jeweils auf einer im Gehäuse 54 gelagerten Übertragungswelle 57 freilaufend gelagert ist, in Eingriff, ebenso wie das An- triebswellenrad 56 in seiner Antriebsebene AN2 mit mehreren Antriebsübersetzungsrädern 61 , von denen jedes jeweils auf einer im Gehäuse 54 gelagerten Übertragungswelle 59 freilaufend gelagert ist, in Eingriff, wobei die Antriebsübersetzungsräder 58, 61 über Kupplungen 63, 64 mit ihren Übertragungswellen 57, 59 fest verbindbar sind. Ebenso wie bei dem in Figur 6 dargestellten Getriebe wird die im Bild über der Antriebswelle 51 sitzende Übertra- gungswelle 57 aus dem Gehäuse 54 in Richtung zum Motor 53 hinaus geführt. Auf dem mo- torseitigen Ende der Übertragungswelle 57 sitzt ein Kegelrad 65, das mit einem senkrecht dazu angeordneten, auf einer Heckantriebswelle 66 sitzenden 67 Kegelrad 68 in Eingriff steht.

Das in Figur 7 dargestellte Getriebe wird ausschließlich durch schalten der Kupplungen 63, 64 für die Antriebsübersetzungsräder 58, 61 , 62 geschaltet, indem eines der Antriebsübersetzungsräder mit der Übertragungswelle, auf der sie gelagert ist, fest verbunden wird, während alle anderen Antriebsübersetzungsräder freilaufen.

Das in den Figuren 8 bis 10 dargestellte Getriebe überträgt das Drehmoment vom Motor 71 über eine Doppelkupplung 72, 73 auf eine der beiden Antriebswellen 74, 75, die wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Figuren 1 , 5 und 6 konzentrisch zueinander angeordnet sind. In einer ersten Antriebsebene AN1 steht ein auf der ersten Antriebswelle 74 sitzendes Antriebswellenrad 76 mit verschiedenen Antriebsübersetzungsrädern 77, 78 und 79 in Eingriff, die auf jeweils unterschiedlichen Übertragungswellen 81 , 82, 83 sitzen, in Ein- griff. In einer zweiten Antriebsebene AN2 steht ein auf der zweiten Antriebswelle 75 sitzendes Antriebswellenrad 84 mit verschiedenen Antriebsübersetzungsrädern 85, 86, 87 in Eingriff, wobei das Antriebsübersetzungsrad 85 auf der Übertragungswelle 81 , auf der bereits das Antriebsübersetzungsrad 77 der ersten Antriebsebene AN1 sitzt, und die übrigen Antriebsübersetzungsräder der Antriebsebene AN2 auf weiteren Übertragungswellen 88 und 89 sitzen. Die Antriebsebenen AN1 und AN2 sind sowohl in Figur 8, als auch hin Figur 9 gezeigt. Nur in Figur 8 ist noch eine weitere Antriebsebene AN3 dargestellt, in der ein auf der zweiten Antriebswelle 75 sitzendes Antriebswellenrad 91 über ein nicht dargestelltes Zwischenrad mit einem auf der Übertragungswelle 81 sitzenden Antriebswellenrad 92 für einen Rückwärtsgang sitzt. Alle Antriebsübersetzungsräder 77, 78, 79, 85, 86, 87, 92 sind auf ihren Übertragungswellen 81 , 82, 83, 88, 89 jeweils freilaufend gelagert und über Kupplungen 93, 94, 95, 96 mit den Übertragungswellen fest verbindbar.

Auf jeder der Übertragungswellen 81 , 82, 83, 88, 89 sitzt jeweils ein fest damit verbundenes Abtriebsübersetzungsrad 101 , 102, 103, 104, 105. Alle Abtriebsübersetzungsräder sind über eine außen um sie herum laufende Kette 106 unmittelbar miteinander gekoppelt. Die Kette wird über einen von außen auf die Kette wirkenden Kettenspanner gespannt.

Die Übertragungswelle 82 ist aus dem Gehäuse 107, in dem das Getriebe sitzt, herausgeführt und weist einen Flansch 108 zur Verbindung mit einer Kardanwelle auf. Somit ist die Übertragungswelle 82 auch die Abtriebswelle des Getriebes.

In den Figuren 1 1 und 12 sind die zwei Antriebsebenen und die Abtriebsebene einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes dargestellt. Das Getriebe weist zwei zueinander konzentrische Antriebswellen 1 1 1 , 1 12 auf, die über eine nicht dargestellte Dop- pelkupplung wahlweise mit einem Motor verbunden werden können. Auf der ersten Antriebswelle 1 1 1 sitzt ein Antriebswellenrad 1 13, das mit den Antriebsübersetzungsrädern 1 14 und 1 15, die jeweils auf einer Übertragungswelle 1 16, 1 17 sitzen, die erste Antriebsebene bildet. Das Antriebswellenrad 1 13 und die Antriebsübersetzungsräder 1 14, 1 15 sind durch eine um sie herum laufende Kette 1 18 miteinander gekoppelt. Auf der zweiten Antriebswelle 1 12 sitzt ein zweites Antriebswellenrad 1 19, das mit den Antriebsübersetzungsrädern 121 , 122, jeweils auf einer Übertragungswelle 123, 124 sitzen, die zweite Antriebsebene bildet, wobei das Antriebswellenrad 1 19 und die Antriebsübersetzungsräder 121 , 122 über eine außen um sie herum laufende zweite Kette 125 miteinander gekoppelt sind. Die Antriebsübersetzungsräder sitzen vorzugsweise fest auf den Übertragungswellen, mit Ausnahme des auf der ersten Antriebswelle 1 1 1 sitzenden Antriebswellenrades 1 13, das freilaufend gelagert ist und über eine Kupplung fest mit der ersten Antriebswelle 1 1 1 verbunden werden kann. Abtriebsseitig sitzt auf jeder der Übertragungswellen 1 16, 1 17, 123, 124 sowie auf der ersten Antriebswelle 1 1 1 jeweils ein Abtriebsübersetzungsrad 126, 127, 128, 129, 131. Vorzugsweise alle Abtriebsübersetzungsräder, mindestens aber das auf der ersten Antriebswelle 1 1 1 sitzende Abtriebsübersetzungsrad 126, sind frei drehbar auf ihren Wellen gelagert und können über jeweils eine Kupplung fest mit ihrer Übertragungswelle bzw. Antriebswelle verbunden werden können. Alle Abtriebsübersetzungsräder 126, 127, 128, 129, 131 sind über eine außen um sie herum laufende Kette 132 miteinander gekoppelt. Als Abtriebswelle kann jede der Übertragungswellen 1 16, 1 17, 123, 124 dienen. Auch ist es möglich, dass sich die Antriebswellen nicht bis in die Abtriebsebene erstrecken, sondern statt dessen die Abtriebs- welle mit den Antriebswellen fluchtet. In diesem Fall erfüllen die Antriebswellen und die Abtriebswelle nicht die Funktion einer Übergangswelle.

Wie bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zu erkennen ist, sind die Achsen der Übertragungswellen asymmetrisch um die Antriebswellen herum verteilt und weisen zu den Antriebswellen unterschiedliche Abstände auf. Darüber hinaus wird deutlich, dass die meisten Abtriebsübersetzungsräder und auch die meisten Antriebsübersetzungsräder jeweils einen unterschiedlichen Durchmesser und damit eine unterschiedliche Zähnezahl aufweisen. Der Achsabstand der Übertragungswellen zu den Antriebswellen ist unabhängig von der benötigten Übersetzung eines Ganges frei wählbar, so dass ein Getriebe mit beliebiger Gan- gabstufung aufgebaut werden kann, ohne dass hierfür eine komplizierte Wellen- und Zahnradanordnung notwendig wäre.

In allen Ausführungsformen können alternativ anstelle der Antriebsübersetzungsräder die Abtriebsübersetzungsräder auf einer oder mehreren der Übertragungswellen freilaufend ge- lagert und mit dieser bzw. diesen über Kupplungen fest verbindbar sein. Auch müssen nicht alle Antriebsübersetzungsräder bzw. Abtriebsübersetzungsräder einer Ebene jeweils eine unterschiedliche Zähnezahl haben. Es ist je nach Anforderungsprofil durchaus möglich, dass in einer der Ebenen alle Übersetzungsräder die gleiche Zähnezahl haben.

Auch wenn alle der dargestellten Getriebe genau zwei Antriebsebenen und eine Abtriebsebene aufweisen, lassen sich erfindungsgemäße Getriebe ohne weiteres auch mit nur einer Antriebsebene und einer Abtriebsebene konstruieren, ebenso wie die Anzahl der antriebssei- tigen und abtriebsseitigen Ebene je nach Anforderungsprofil frei gewählt werden kann, ohne dass dabei die Grundidee der Erfindung verlassen wird.

Claims

Patentansprüche

1. Schaltgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, zum Übersetzen einer Drehzahl von mindestens einer Antriebswelle (1 , 2) auf mindestens eine Abtriebswelle mit mindestens einem antriebsseitigen Rädersatz mit mindestens zwei in einer ersten Antriebsebene (AN1 , AN2) liegenden, miteinander gekoppelten Antriebsüberset- zungsrädern (13, 14, 15, 17, 18, 19), mindestens einem abtriebsseitigen Rädersatz mit mindestens zwei in einer ersten Abtriebsebene (AB1 ) liegenden, miteinander gekoppelten Abtriebsübersetzungsrädern (23, 24, 25, 26, 27, 28), mindestens zwei Übertragungswellen (6, 7, 8, 9, 1 1 , 12), auf denen jeweils eines der Antriebsübersetzungsräder (13, 14, 15, 17, 18, 19) und eines der Abtriebsübersetzungsräder (23, 24, 25, 26, 27, 28) sitzen, und

Mitteln, um temporär eine Wirkverbindung zum Übersetzen der Drehzahl von der Antriebswelle (1 , 2) auf die Abtriebswelle über mindestens eine der Übertragungswellen (6, 7, 8, 9, 1 1 , 12) herzustellen, gekennzeichnet durch einen Riemen und/oder eine Kette (29) zur Kopplung der Antriebsübersetzungsräder (13, 14, 15, 17, 18, 19) des antriebsseitigen Rädersatzes und/oder zur Kopplung der Abtriebsübersetzungsräder (23, 24, 25, 26, 27, 28) des abtriebsseitigen Rädersatzes.

2. Getriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Riemen oder die Kette (29) alle Übersetzungsräder eines Rädersatzes in gleicher Richtung umläuft.

3. Getriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Riemen oder die Kette (29) um Übersetzungsräder eines Rädersatzes in unterschiedlicher Richtung umläuft.

4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsübersetzungsräder (13, 14, 15, 17, 18, 19) einer Antriebsebene (AN1 , AN2) oder die Abtriebsübersetzungsräder einer Abtriebsebene durch ein Wellenrad (16, 20) miteinander gekoppelt sind.

5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenrad ein freilaufendes Rad ist.

6. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenrad (16, 20) auf der Antriebs- bzw. Abtriebswelle sitzt.

7. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenrad auf der Antriebswelle bzw. der Abtriebswelle freilaufend gelagert ist und über eine Kupplung mit der Antriebs- bzw. Abtriebswelle fest verbunden werden kann.

8. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die An- triebswelle und/oder die Abtriebswelle eine der Übertragungswellen ist.

9. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle und/oder die Abtriebswelle über ein darauf sitzendes Antriebswellen rad bzw. Abtriebswellenrad mit genau einem der Antriebs- bzw. Abtriebsübersetzungsräder einer der Übertragungswellen in Eingriff steht.

10. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle und/oder die Abtriebswelle zwischen den Übertragungswellen angeordnet ist bzw. sind.

1 1 . Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle und/oder die Abtriebswelle außerhalb der Übertragungswellen angeordnet ist bzw. sind.

12. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Antriebsübersetzungsrad (13, 14, 15, 17, 18, 19) oder ein Abtriebsübersetzungsrad einer Übertragungswelle (6, 7, 8, 9, 1 1 , 12) auf der Übertragungswelle freilaufend gelagert und über eine Kupplung (21 , 22) mit dieser fest verbindbar ist.

13. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Übertragungswelle mindestens aus einem antriebsseitigen und einem ab- triebsseitigen Wellenteil besteht, die über eine zwischen der Antriebsebene und der Abtriebsebene angeordneten Kupplung miteinander fest verbunden werden können.

14. Getriebe nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch mechanische, hydraulische und/oder elektromagnetische Kupplungen.

15. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch einen Riemenbzw. Kettenspanner.

16. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der durch den Riemen oder die Kette (29) verbundenen Antriebs- bzw. Abtriebsübersetzungsräder austauschbar ist.

17. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch zwei oder mehr Antriebswellen (1 , 2) und zwei oder mehr Antriebsebenen (AN1 , AN2), wobei jede Antriebswelle (1 , 2) mit einem oder mehreren Antriebsübersetzungsrädern (13, 14, 15, 17, 18, 19) einer der Antriebsebenen (AN1 , AN2) in Eingriff steht, und wobei für jede der Antriebswellen (1 , 2) eine Kupplung (3) vorgesehen ist, mit der die Antriebswelle (1 , 2) vom Motor (4) abgekuppelt werden kann.

18. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch mindestens einem weiteren antriebsseitigen Rädersatz mit mindestens zwei in einer weiteren Antriebsebene liegenden, miteinander gekoppelten Antriebsübersetzungsrädern, und mindestens einem weiteren abtriebsseitigen Rädersatz mit mindestens zwei in einer weiteren Abtriebsebene liegenden, miteinander gekoppelten Abtriebsübersetzungsrädern, sowie einem weiteren Riemen bzw. Kette zur Kopplung der Räder des weitreen antriebsseitigen Rädersatzes und/oder der Räder des weiteren abtriebsseitigen Rädersatzes.