DE102005046899B4

DE102005046899B4 - Getriebe in Vorgelegebauweise

Info

Publication number: DE102005046899B4
Application number: DE102005046899.3A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Gumpoltsberger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2018-05-24
Anticipated expiration: 2025-10-01
Also published as: DE102005046899A1

Abstract

Getriebe in Vorgelegebauweise, wobei zur Realisierung zumindest eines Ganges für eine zusätzliche hohe Geländeübersetzung in das Getriebe ein Planetensatz (8) integriert ist, wobei ein Element des Planetensatzes (8) von einem auf einer Welle (3, 4) des Getriebes koaxial drehbar angeordneten Losrad (5') angetrieben wird und wobei der Abtrieb des Planetensatzes (8) auf die Abtriebswelle (4) des Getriebes erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Planetensatzes (8) über das Losrad (5') des ersten oder zweiten Ganges des Getriebes erfolgt, wobei als Planetensatz ein Planetensatz verwendet wird, bei dem sich die Drehrichtung nicht umkehrt oder dass der Antrieb des Planetensatzes (8) über das Losrad (5') des Rückwärtsganges des Getriebes erfolgt, wobei als Planetensatz ein Planetensatz verwendet wird, bei dem sich die Drehrichtung umkehrt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Getriebe in Vorgelegebauweise gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In Geländefahrzeugen und SUV's sind häufig Allradverteilergetriebe vorgesehen, welche eine zusätzliche sehr hohe Geländeübersetzung für langsame Geländefahrt (Crawler) aufweisen. Die erforderlichen Bauteile zur Realisierung dieser Geländeübersetzung bzw. des Crawlerganges sind nach dem Stand der Technik für den Fall eines Schaltgetriebes hinter dem Schaltgetriebe und vor dem Längs-Differenzial angeordnet. Durch diese Anordnung entsteht in nachteiliger Weise ein zusätzlicher Bauraumbedarf und eine deutliche Aggregatverlängerung, was sich zudem negativ auf die Dimensionierung und das Gewicht auswirkt.
Wenn auf konventionelle Weise ein Gang mit sehr hoher Übersetzung in einem Getriebe in Vorgelegebauweise erzeugt werden soll, dann wird dies mittels einer Kombination aus zwei miteinander kämmenden Stirnrädern mit stark unterschiedlicher Zähnezahl dargestellt, was sich als sehr ungünstig erweist, da hierdurch der Durchmesser des antreibenden Rades mit kleiner Zähnezahl zu klein wird.
Aus der DE 101 52 861 A1 der Anmelderin ist ein Mehrgruppengetriebe bekannt, welches aus einem handgeschalteten Hauptgetriebe und einem Gruppengetriebe in Planetenbauweise besteht, wobei das Gruppengetriebe durch die Ausgangswelle über ein Sonnenrad angetrieben ist, bei dem abtriebsseitig ein Konstantradpaar angeordnet ist, um die Drehung einer Vorgelegewelle auf eine Ausgangswelle zu übertragen, wobei das dem Hauptgetriebe nachgeschaltete Gruppengetriebe ein Bereichsgruppengetriebe mit wenigstens zwei Übersetzungsstufen ist.
Ferner geht aus der DE 10 2004 002 969 A1 der Anmelderin ein schaltbares mehrgängiges Wendegetriebe hervor, umfassend eine Eingangswelle, Vorgelegewellen, wobei auf den Vorgelegewellen Zahnräder und/oder über Schaltkupplungen zur Gang- oder Richtungsschaltung drehfest mit den Vorgelegewellen verbindbare Losräder angeordnet sind, und eine Ausgangswelle, wobei die Übersetzungsverhältnisse durch Stirnradstufen und zumindest eine schaltbare Planetenstufe generiert werden. Die Planetenstufe ist hierbei als Nachschaltradsatz ausgeführt und angeordnet.
Weitere Getriebe mit einem als Planetenradsatz ausgeführten Nachschaltradsatz gehen aus der DE 27 15 874 B2 und der DE 103 45 356 A1 hervor.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe in Vorgelegebauweise anzugeben, in das zumindest ein Gang für eine zusätzliche hohe Geländeübersetzung integriert ist, wobei der hierfür erforderliche Bauraum sowie das Gewicht möglichst gering gehalten werden soll.
Die erfindungsgemäße Lösung soll zudem bei Schaltgetrieben in Vorgelegebauweise, konventionellen Handschaltgetrieben, automatisierten Schaltgetrieben und Doppelkupplungsgetrieben implementierbar sein.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird vorgeschlagen, zur Realisierung des zumindest einen Ganges (Crawlerganges) für eine zusätzliche hohe Geländeübersetzung, in das Getriebe einen (zusätzlichen) Planetensatz zu integrieren, wobei ein Element des Planetensatzes von einem auf einer Welle (Antriebswelle oder Vorgelegewelle) des Getriebes koaxial drehbar angeordneten Losrad angetrieben wird und wobei der Abtrieb des Planetensatzes auf die Abtriebswelle des Getriebes erfolgt. Als antreibendes Losrad wird vorzugsweise das Losrad des ersten oder zweiten Ganges oder des Rückwärtsgangs des Getriebes verwendet.
Hierbei ist ein weiteres Element des Planetensatzes mit dem Gehäuse ständig verbunden und der Abtrieb des Planetensatzes ist mit der Abtriebswelle über ein Schaltelement verbindbar. Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform kann der Abtrieb des Planetensatzes ständig mit der Abtriebswelle verbunden sein, wobei das weitere Element des Planetensatzes über ein Schaltelement an das Gehäuse ankoppelbar bzw. mit dem Gehäuse verbindbar ist. Es ist auch möglich, dass ein weiteres Element des Planetensatzes ständig mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei der Abtrieb des Planetensatzes über eine Koppelverbindung bzw. ein Schaltelement mit dem auf der Abtriebswelle angeordneten Losrad verbindbar ist.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird eine kostengünstige und kompakt bauende Lösung zur Realisierung zumindest eines Ganges für eine zusätzliche hohe Geländeübersetzung zur Verfügung gestellt, welche mit vorhandenen Übersetzungselementen des Getriebes kombinierbar ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

1 den Aufbau eines Handschaltgetriebes in Vorgelegebauweise nach dem Stand der Technik;
2 den Aufbau des Handschaltgetriebes nach 1, wobei in das Handschaltgetriebe ein Planetensatz gemäß der Erfindung integriert ist;
3 den Aufbau eines für einen Standardantriebsstrang geeigneten Doppelkupplungsgetriebes, welches einen Planetensatz gemäß der Erfindung umfasst; und
4 den Aufbau eines Doppelkupplungsgetriebes für einen Front-Längs-Antrieb, welches einen Planetensatz gemäß der Erfindung umfasst.

Bei dem herkömmlichen Schaltgetriebe, das in 1 gezeigt wird, ist eine über eine Kupplung 1 mit dem Antriebsmotor lösbar verbindbare Antriebswelle 2 vorgesehen, welche über eine Stirnradstufe (Antriebskonstante) die Vorgelegewelle 3 antreibt. Auf der Vorgelegewelle 3 sind Festräder 7 vorgesehen, die mit entsprechenden Lösrädern 5 der Abtriebswelle 4 in Eingriff stehen; die Übersetzung des jeweiligen Ganges ergibt sich aus den Übersetzungen der Antriebskonstante sowie des aktiven Zahnradpaares, wobei zum Verbinden eines Losrades 5 mit der Abtriebswelle 4 geeignete Schaltelemente 6 eingesetzt werden, beispielsweise Synchronisierungen. Die einzelnen über die Zahnradpaare erzielbaren Gänge sind im oberen Teil der Figur angegeben.
In 2 wird das Getriebe gemäß 1 dargestellt, in das gemäß der Erfindung zur Realisierung zumindest eines Ganges für eine zusätzliche hohe Geländeübersetzung ein Planetensatz 8 integriert ist.
Der Planetensatz wird von einem auf der Abtriebswelle 4 vorhandenen Losrad 5' angetrieben und der Abtrieb des Planetensatzes 8 erfolgt auf die Abtriebswelle 4 über eine geeignete Koppelverbindung bzw. ein Schaltelement 6', das vorzugsweise als Synchronisierung ausgebildet ist; das Schaltelement 6' kann in Abhängigkeit von den konstruktiven Anforderungen auch als Lamellenkupplung oder als Klauenkupplung ausgebildet sein. Wie 2 zu entnehmen ist, stützt sich der Planetensatz 8 über eine dritte Welle am Gehäuse 9 ab. Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform ist das Hohlrad des Planetensatzes mit dem Losrad 5' verbunden, wobei das Sonnenrad mit dem Gehäuse 9 verbunden und der Steg über das Schaltelement 6' mit der Abtriebswelle 4 verbindbar ist.
Im Rahmen einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform kann der Planetensatz 8 direkt und ständig mit der Abtriebswelle 4 verbunden sein; hierbei ist die abzustützende Planetensatzwelle über eine Koppelverbindung bzw. ein Schaltelement 6' mit dem Gehäuse 9 verbindbar.
Vorzugsweise erfolgt der Antrieb des Planetensatzes 8 über das Losrad des ersten oder zweiten Ganges des Getriebes, wobei als Planetensatz ein Planetensatz verwendet wird, bei dem sich die Drehrichtung nicht umkehrt. Erfolgt der Abtrieb hingegen vom Losrad des Rückwärtsganges, dann wird als Planetensatz ein Planetensatz verwendet, bei dem sich die Drehrichtung umkehrt.
Bei Verwendung eines Minus-Planetensatzes bieten sich folgende beispielhafte Konfigurationen von Antrieb, Abtrieb und Gehäuseabstützung an: Die Übersetzungen gelten zwischen Losrad und Abtrieb und errechnen sich mit einer Standübersetzung von i₀=2,5.

Losrad: Antrieb: Abtrieb: Gehäuse: Übersetzung Planetensatz:

1. Gang Hohlrad Steg Sonne ca. 1,4

2. Gang Sonne Steg Hohlrad ca. 3,5

R. Gang Sonne Hohlrad Steg ca. -2,5
Die Gesamtübersetzung ergibt sich aus der Übersetzung bis zum treibenden Losrad multipliziert mit der in der Tabelle aufgeführten Übersetzung.
Die Erfindung kann auch auf andere Getriebe, wie beispielsweise Doppelkupplungsgetriebe angewendet werden, wie in 3 gezeigt.
Im Wesentlichen besteht ein Doppelkupplungsgetriebe aus zwei Teilgetrieben mit verschiedenen Zahnradpaaren, einer Doppelkupplung mit zwei Reibungskupplungen 1, 1', einer Antriebswelle 2 und einer Abtriebswelle 4 sowie je nach Gangzahl aus formschlüssigen, synchronisierten Schaltkupplungen.
Wie 3 zu entnehmen ist, erfolgt der Antrieb des Planetensatzes 8 über ein auf der Abtriebswelle 4 vorgesehenes Losrad 5', vorzugsweise über das Losrad des ersten Ganges, welches mit dem Hohlrad verbunden ist. Hierbei ist der Abtrieb des Planetensatzes 8, der über den Steg erfolgt, mit der Abtriebswelle 4 fest verbunden und die mit dem Sonnenrad drehfest verbundene abzustützende Planetensatzwelle ist über eine Koppelverbindung bzw. ein Schaltelement 6' mit dem Gehäuse 9 verbindbar.
In 4 ist ein Doppelkupplungsgetriebe für einen Front-Längs-Antriebsstrang dargestellt, bei dem der Antrieb des Planetensatzes 8 über das Losrad 5' des zweiten Ganges erfolgt. Bei dieser Ausführungsform kann in vorteilhafter Weise die Schaltung aus dem Crawlergang in den ersten Gang als Lastschaltung durchgeführt werden. Wie aus 4 ersichtlich, erfolgt der Antrieb des Planetensatzes 8 über das Sonnenrad und der Abtrieb über den Steg, welcher über eine Synchronisierung 6' mit der Abtriebswelle verbindbar ist; des weiteren ist das Hohlrad mit dem Gehäuse 9 verbunden.
Des weiteren kann die Erfindung auch bei automatisierten Schaltgetrieben implementiert werden.
Selbstverständlich fällt auch jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede räumliche Anordnung des Planetensatzes im Getriebe 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 den Figuren oder in der Beschreibung dargestellt sind.
Bezugszeichenliste

1: Kupplung
1': Kupplung
2: Antriebswelle
3: Vorgelegewelle
4: Abtriebswelle
5: Losrad
5': Losrad
6: Schaltelement
6': Schaltelement
7: Festrad
8: Planetensatz
9: Gehäuse

Claims

Getriebe in Vorgelegebauweise, wobei zur Realisierung zumindest eines Ganges für eine zusätzliche hohe Geländeübersetzung in das Getriebe ein Planetensatz (8) integriert ist, wobei ein Element des Planetensatzes (8) von einem auf einer Welle (3, 4) des Getriebes koaxial drehbar angeordneten Losrad (5') angetrieben wird und wobei der Abtrieb des Planetensatzes (8) auf die Abtriebswelle (4) des Getriebes erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Planetensatzes (8) über das Losrad (5') des ersten oder zweiten Ganges des Getriebes erfolgt, wobei als Planetensatz ein Planetensatz verwendet wird, bei dem sich die Drehrichtung nicht umkehrt oder dass der Antrieb des Planetensatzes (8) über das Losrad (5') des Rückwärtsganges des Getriebes erfolgt, wobei als Planetensatz ein Planetensatz verwendet wird, bei dem sich die Drehrichtung umkehrt.
Getriebe in Vorgelegebauweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Losrad (5') auf der Abtriebswelle (4) angeordnet ist.
Getriebe in Vorgelegebauweise nach Anspruch 1, dadurch ge - kennzeichnet, dass das Losrad (5') auf der Vorgelegewelle (3) angeordnet ist.
Getriebe in Vorgelegebauweise nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Element des Planetensatzes (8) ständig mit dem Gehäuse (9) verbunden ist, wobei der Abtrieb des Planetensatzes mit der Abtriebswelle (4) über eine Koppelverbindung bzw. ein Schaltelement (6) verbindbar ist.
Getriebe in Vorgelegebauweise nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Element des Planetensatzes (8) über eine Koppelverbindung bzw. ein Schaltelement (6) mit dem Gehäuse (9) verbindbar ist, wobei der Abtrieb des Planetensatzes (8) ständig mit der Abtriebswelle (4) verbunden ist.
Getriebe in Vorgelegebauweise nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Element des Planetensatzes (8) ständig mit dem Gehäuse (9) verbunden ist, wobei der Abtrieb des Planetensatzes (8) über eine Koppelverbindung bzw. ein Schaltelement (6) mit dem Losrad (5') verbindbar ist.
Getriebe in Vorgelegebauweise nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad des Planetensatzes (8) mit dem Losrad (5') verbunden ist, wobei das Sonnenrad mit dem Gehäuse (9) verbunden und der Steg über ein Schaltelement (6') mit der Abtriebswelle (4) verbindbar ist.
Getriebe in Vorgelegebauweise nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass das Getriebe ein Doppelkupplungsgetriebe ist, der Antrieb des Planetensatzes (8) durch das Losrad (5') des zweiten Ganges über das Sonnenrad und der Abtrieb über den Steg erfolgt, welcher über eine Synchronisierung (6') mit der Abtriebswelle verbindbar ist, wobei das Hohlrad mit dem Gehäuse (9) verbunden ist und wobei die Schaltung aus dem Crawlergang in den ersten Gang als Lastschaltung durchführbar ist.