DE19512642A1 - Schaltgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe nach dem Ober­ begriff des Hauptanspruchs.

Es ist bereits bekannt, bei Schaltgetrieben mit zwei zu­ einander parallel liegenden Wellen, auf denen Zahnrad­ paarungen für verschiedene Übersetzungen angeordnet sind, das jeweilige Losrad der Zahnradpaarung durch den Druck einer Hydraulikflüssigkeit kraftschlüssig in Umfangs­ richtung mit der Welle zu verbinden. Die Patentschrift US-2 825 234 beschreibt ein solches Schaltgetriebe, bei dem in Axial- und Umfangsrichtung fest mit der Losrad­ welle verbundene, als Kolben wirkende Mitnehmerscheiben zwischen den Losrädern angebracht sind. In einer Seiten­ fläche jedes Losrades ist zu der als Kolben wirkenden Mitnehmerscheibe der entsprechende Zylinder ausgebildet, wodurch zwischen Losrad und Mitnehmerscheibe ein Druck­ raum entsteht. Dieser Druckraum kann durch Bohrungen in der Welle mit Hydraulikdruckmittel versorgt werden, was bewirkt, daß sich das entsprechende Losrad an der benach­ barten Mitnehmerscheibe anlegt und mit dieser eine kraft­ schlüssige Verbindung eingeht. Dadurch kann das Dreh­ moment vom Losrad über die Mitnehmerscheibe auf die Los­ radwelle übertragen werden. Geschaltet wird das Getriebe, indem der Druckraum eines anderen Losrades mit Druck­ mittel beaufschlagt wird und dieses dann die drehmoment­ übertragende Kraftschlußverbindung bildet.

Ein so gestaltetes hydraulisch geschaltetes Schalt­ getriebe hat den Nachteil, daß die Losräder mit axialem Spiel auf der Losradwelle angebracht werden müssen, da für den Schaltvorgang ihre axiale Bewegung notwendig ist. Bei einer Zahnradpaarung ist aber axiales Spiel der Räder grundsätzlich zu vermeiden.

Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein Schaltgetriebe nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs zu schaffen, bei dem beim Schaltvorgang das entsprechende Losrad nicht axial versetzt wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach der Erfindung wird der Kraftschluß zwischen dem je­ weiligen Losrad und der Losradwelle durch Aufheben ihres radialen Spiels erzeugt. Das hat den Vorteil, daß beim Schaltvorgang kein axialer Versatz des jeweiligen Los­ rades stattfinden muß. Die Zahnräder können so, eventuell durch Gleitscheiben getrennt, axial aneinander anliegen.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird das radiale Spiel zwischen Losrad und Losradwelle durch Vo­ lumenvergrößerung eines Bauteils aufgehoben. Das hat den Vorteil, daß Leckageprobleme, wie sie bei einer Kolben/Zylinderpaarung auftreten können, nicht von Belang sind.

Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung sitzt das Bauteil zur Volumenvergrößerung auf der Losradwelle, zwischen dieser und der Losradnabe. Für das Druckmittel wird so durch das Bauteil ein Druckraum gebildet, dessen äußere Mantelfläche bei Volumenvergrößerung mit der inneren Mantelfläche der zugehörigen Losradnabe eine Reibpaarung bildet. So können Welle und Losradnabe da­ durch kraftschlüssig verbunden werden, daß in dem Druck­ raum der Druck des Druckmittels erhöht wird. Diese Aus­ führung der Erfindung ist vorteilhafterweise einfach ge­ staltet und kostengünstig herzustellen.

Eine weitere bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht vor, daß die Bauteile zur Volumenvergrößerung in der Welle integriert sind. Ein solches Getriebe ist vorteil­ hafterweise einfach zu montieren, da es aus wenig Einzel­ teilen besteht.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind die Bau­ teile zur Volumenvergrößerung mit Festsitz auf der Los­ radwelle angebracht. Das hat den Vorteil, daß die Losrad­ welle einfach gestaltet ist.

Das Zuführen des Druckmittels durch die Welle zum je­ weiligen volumenvergrößernden Bauteil erfolgt in einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung durch je einen von der Schaltwalze betätigten Kolbenstößel. Das hat den Vorteil, daß für jedes Losrad eine einfache, in sich geschlossene hydraulische Betätigungseinrichtung vorhanden ist.

Besonders einfach ist dies in einer weiteren vorteil­ haften Ausführung der Erfindung verwirklicht, wenn die Kolbenstößel in Zylindern einer feststehenden Nabe um die sich drehende Losradwelle angebracht sind und diese Zylinder mit einer Bohrung in der Welle zum Zuführen des Druckmittels in Verbindung stehen. Diese Ausführung der Erfindung hat eine besonders einfach aufgebaute hydrau­ lische Betätigung.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung be­ schreibt die nachfolgende Beschreibung mit der zuge­ hörigen Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein hydraulisch ge­ schaltetes Getriebe,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Bauteil zur Volumenvergrößerung, das als Hohlzylinder ausgebildet ist und

Fig. 3 einen Ausschnitt aus der Losradwelle mit integriertem Bauteil zur Volumen­ vergrößerung.

Nach Fig. 1 sind in einem Getriebegehäuse 1 eine An­ triebswelle 2, eine Zwischenwelle 3 und eine Abtriebs­ welle 4 gelagert. Die Zahnräder 5-11 auf der Abtriebs­ welle 4 und der Zwischenwelle 3 sind als Festräder in Axial- und Umfangsrichtung auf den Wellen 3, 4 fixiert. Die Zahnräder 12-17 auf der Antriebswelle 2 sind Los­ räder, in axialer Richtung fixiert durch je einen Bund 18 an ihrer Nabenfläche.

Die Losräder sitzen mit dem restlichen Teil ihrer Nabe durch eine Reibpaarung in Umfangsrichtung lose auf Bau­ teilen zur Volumenvergrößerung, den Druckelementen 19 - 24. Diese wiederum sind axial und radial durch Festsitz mit der Antriebswelle 2 verbunden. Allerdings wäre es hier auch möglich, den Festsitz zwischen den Druck­ elementen 19-24 und den jeweils dazugehörigen Zahn­ rädern 12-17 vorzusehen, wobei dann zwischen der An­ triebswelle 2 und den Druckelementen 19-24 jeweils die Reibpaarung verwendet wird.

Die Druckelemente 19-24 werden zur Volumenvergrößerung mit hydraulischem Druckmittel beaufschlagt, je nachdem welche Reibpaarung ein Druckelement 19-24 kraft­ schlüssig mit einem Zahnrad 12-17 verbinden soll. Die Druckmittelzufuhr zu den Druckelementen 19-24 erfolgt durch die Antriebswelle 2. In dieser ist für jedes der Druckelemente 19-24 ein separater Druckmittel­ zufuhrkanal vorgesehen, der jeweils aus einer in Längs­ richtung der Antriebswelle 2 verlaufenden Längsbohrung 25 besteht, die an ihrem Anfang und Ende jeweils in eine Querbohrung 31, 32 in radialer Richtung in der Antriebs­ welle 2 mündet. Die Querbohrungen 31 verlaufen vom Ende der jeweiligen Längsbohrung 25 in jeweils eine Umfangsnut 37-42 in der Antriebswelle 2, jeweils an der Stelle einer nicht gezeichneten Versorgungsöffnung jeweils eines Druckelementes 19-24.

An dem, einem Antriebsritzel 43 der Antriebswelle 2 gegenüberliegenden Ende der Antriebswelle 2, das aus dem Getriebegehäuse 1 herausgeführt ist, ist eine feststehende Nabe 44 angebracht. Querbohrungen, als Zylinder ausgebildet, bilden in dieser mit federbelasteten Kolbenstößeln 51 jeweils einen Arbeitsraum 57, der wiederum mit jeweils einer Querbohrung 32 mit der zugehörigen Längsbohrung 25 verbunden ist.

Wird nun mit einem der Kolbenstößel 51 im Arbeitsraum 57 das Druckmittel verdrängt, so vergrößert sich das ent­ sprechende Druckelement 19-24, dessen Reibpaarung mit dem zugehörigen Zahnrad 12-17 dann eine kraftschlüssige Verbindung bildet.

Eine günstige Getriebebetätigung, zum Beispiel bei einem Motorradgetriebe, kann verwirklicht werden, indem die Kolbenstößel 51 direkt von einer nicht gezeichneten Schaltwalze betätigt werden.

Fig. 2 zeigt ein Druckelement 19-24 mit Versorgungs­ öffnung 63 und volumenvergrößerbarem Druckraum 64 in der Ausführung eines Hohlzylinders, dessen Reibfläche 65 zur Kraftschlußbildung mit dem dazugehörigen Losrad an der Außenmantelfläche liegt, während die Innenmantelfläche 66 des Hohlzylinders durch Festsitz auf der Antriebswelle 2 fixiert ist. Dabei befindet sich die Versorgungsöffnung 63 zur Druckmittelzufuhr über einer der Umfangsnuten 37- 42 (hier nicht dargestellt).

In Fig. 3 ist ebenfalls ein Druckelement 19-24 dar­ gestellt, das allerdings in die Antriebswelle 2 inte­ griert ist. Der Druckmittelzufuhrkanal 25 mündet in die Querbohrung 31 und in die Umfangsnut 37, die gleichzeitig mit einem in die Welle 2 eingeschweißten Stahlband 67 das Druckelement 19 bildet. Das Stahlband 67 besitzt an seiner äußeren Mantelfläche eine Reibfläche 68, die bei Volumenvergrößerung des Druckelementes 19 durch Druck­ mittelzufuhr den Kraftschluß mit dem zugehörigen Losrad bildet.

Claims (7)

1. Schaltgetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens zwei zueinander parallel liegenden Wellen (2, 3) auf denen Zahnradpaarungen für ver­ schiedene Übersetzungen angeordnet sind, wobei jede Zahnradpaarung aus einem auf einer der Wellen (2, 3) in Axial- und Umfangsrichtung festgelegten Festrad und einem dauernd mit diesem in Eingriff stehenden auf der anderen Welle in Umfangsrichtung unabhängig von dieser drehbar gelagerten Losrad besteht und das Losrad in Umfangsrichtung unter Verwendung eines Druckmittels kraftschlüssig mit der Welle (2) verbunden werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftschluß durch Aufheben des radialen Spiels zwischen der Welle (2) und der Nabe des jeweiligen Losrades erzeugt wird.

2. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das radiale Spiel durch Volumen­ vergrößerung eines Bauteils aufgehoben wird.

3. Schaltgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeweils ein Bauteil zur Volumen­ vergrößerung an jede Innenfläche jeder Losradnabe anschließt und jeweils einen Druckraum (64) für das Druckmittel bildet, dessen Außenfläche mit der Innenfläche der zugehörigen Losradnabe als Leib­ paarung gestaltet ist, durch die Welle (2) und Los­ radnabe dann kraftschlüssig verbunden werden, wenn in dem Druckraum (64) der Druck des Druckmittels er­ höht wird.

4. Schaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bauteile zur Volumenvergrößerung Umfangsnuten (37-42) in der Welle (2) sind, die durch je eine in radialer Richtung elastische Membran verschlossen sind.

5. Schaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bauteile zur Volumenvergrößerung Hohlzylinder sind, die auf der Welle (2) mit ihrer inneren Mantelfläche durch Festsitz fixiert sind.

6. Schaltgetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens zwei zueinander parallel liegenden Wellen (2, 3) auf denen Zahnradpaarungen für ver­ schiedene Übersetzungen angeordnet sind, wobei jede Zahnradpaarung aus einem auf einer der Wellen (2, 3) in Axial- und Umfangsrichtung festgelegten Festrad und einem dauernd mit diesem in Eingriff stehenden auf der anderen Welle in Umfangsrichtung unabhängig von dieser drehbar gelagerten Losrad besteht und das Losrad in Umfangsrichtung unter Verwendung eines Druckmittels kraftschlüssig mit der Welle (2) verbunden werden kann, wobei das Druckmittel für jedes Losrad durch je eine Bohrung (25, 31, 32) in der Welle zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckerzeugung zur Zuführung des Druckmittels für jedes Losrad durch je einen Kolben­ stößel (51) erfolgt, der durch eine Schaltwalze be­ tätigt wird.

7. Schaltgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kolbenstößel (51) in Zylindern (57) einer feststehenden Nabe (44) um die sich drehende Welle (2) angebracht sind und diese Zylinder (57) jeweils mit einer Bohrung (25, 31, 32) in der Welle (2) in Verbindung stehen zum Zuführen des Druckmittels zum Bauteil für Volumen­ vergrößerung.