DE2914574A1

DE2914574A1 - Fahrzeuggetriebekasten

Info

Publication number: DE2914574A1
Application number: DE19792914574
Authority: DE
Inventors: Peter Davidsson; Per-Olof Eker; Stig Jarl
Original assignee: Volvo AB
Current assignee: Volvo AB
Priority date: 1978-04-11
Filing date: 1979-04-10
Publication date: 1979-10-25
Also published as: SE7804070L; GB2018371A; JPS54137557A; FR2422875B1; SE421114B; FR2422875A1; IT1188824B; IT7948676A0; US4267741A; GB2018371B

Description

HOFIAiAiSN · liüTLJE Öc PARTNER

PATENTANWÄLTE 2 9 1 A 5 7 A

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197«) · DIPL.-ING. W.EITLE - D R. RER. NAT. K. H OFFMAN N · D I PL.-ING. W. LEH N

OIPL.-ING. K. FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERN HAUS) . D-8000 MÖNCHEN 81 · TELEFON (089) 911087 . TELEX 05-29619 (PATHE)

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AB Volvo

Göteborg / Schweden

Fahrzeuggetriebekasten

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeuggetriebekasten mit einer ein Eingangszahnrad aufweisenden Eingangswelle, einer ein Antriebszahnrad aufweisenden Gegenwelle, wobei das Antriebszahnrad mit dem Eingangszahnrad kämmt, mit einer Transmissionshauptwelle, die in Abhängigkeit von der Gangzahl mit einer Vielzahl von Zahnrädern versehen ist, von denen jedes antriebsmäßig mit einem einzelnen Zahnrad der Gegenwelle in Eingriff bringbar ist, und mit einer ein Antriebszahnrad aufweisenden Rücklaufwelle, wobei das Antriebszahnrad mit einem Zahnrad der Gegenwelle kämmt und wobei ebenso ein Wendezahnrad mit einem Zahnrad der Hauptwelle kämmt und wobei die Zahnräder der Hauptwelle und die entsprechenden Zahnräder der Gegenwelle und Rücklaufwelle wahlweise in Eingriff bringbar sind, um verschiedene Antriebsverbindungen zwischen der Eingangswelle und der Transmissionshauptwelle zu bewerkstelligen.

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In Fahrzeugen zur Beförderung schwererer Güter, wie beispielsweise Lastkraftwagen und dergleichen, werden verschiedene Getriebe im allgemeinen in Kombination benutzt, um eine große Anzahl von Übersetzungsverhältnissen, beispielsweise acht oder sechs Vorwärtsgänge und zwei Rückwärtsgänge, vorzusehen." Diese Systeme basieren gewöhnlich auf einem Viergang-Hauptgetriebe der in der Einführung beschriebenen Art, welches mit verschiedenen Zusatzgetrieben versehen ist. So ist es üblich, ein Viergang-Hauptgetriebe mit geringen Übersetzungsverhältniszunahmen mit einem Zweigang-Zusatzgetriebe mit einer großen Übersetzungsverhältniszunahme zu kombinieren. Dabei handelt es sich um ein sogenanntes Bereichsgetriebe, welches mit der Ausgangswelle des Hauptgetriebes gekuppelt ist und normalerweise als Planetengetriebe ausgebildet ist. Solch ein kombiniertes Getriebe sieht einen niedrigen Drehzahlbereich und einen hohen Drehzahlbereich vor. Der erste Bereich (unterer Bereich)sieht die Gänge 1 bis 4 vor, da die Drehzahl der Ausgangswelle im Bereichsgetriebe untersetzt wird. Der zv/eite Bereich sieht die Gänge 5 bis 8 vor, wenn das Planetengetriebe als Einheit rotiert und die Drehzahl des Hauptgetriebes unverändert läßt. Für eine weitere Zunahme der Gänge kann vor dem Hauptgetriebe ein sogenanntes' Teilgetriebe angeordnet sein, welches jedes Zahnrad in zwei Zahnräder aufteilt und so insgesamt 16 Zahnräder schafft. Es kann aber auch ein Hauptgetrie— be mit mehr als vier Gängen verwendet werden, insbesondere wenn nicht mehr als 16 Gänge erforderlich sind, da die Zunahme der Übersetzungsverhältnisse nicht immer so klein sein muß.

Wenn das Hauptgetriebe der eingangs genannten Art beispielsweise von vier Vorwärtsgängen auf fünf Vorwärtsgänge erweitert wird, ist es übliche Praxis, die Zahnräder in dem Fünfgang-Getriebe in Reihe anzuordnen, wodurch die Gesamtlänge des Getriebes vergrößert wird. Für große Übersetzungsverhältnisse muß der Abstand zwischen den Wellen zunehmen und es müssen

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Zahnräder großen Durchmessers verwendet werden, um vernünftige Zahnbeanspruchungen zu erreichen, wenn beispielsweise der niedrigste Gang als sogenannter Kriechgang dimensioniert ist. Dies verursacht eine mühevolle Verschiebung der Zahnräder in einem solchen Getriebe.

Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein Getriebe der eingangs genannten Art zu schaffen, welches insbesondere als Hauptgetriebe mit einem Bereichsgetriebe verwendet wird und mehr als fünf Vorwärtsgänge und einen sogenannten Kriechgang mit einem großen Übersetzungsverhältnis aufweist, wobei die Gesamtlänge des Getriebes im Vergleich mit herkömmlichen Viergang-Getrieben kurz gehalten werden soll und die Zahnräder leicht verschoben werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rücklaufwelle zumindest ein zusätzliches Zahnrad aufweist, welches lösbar auf der Rücklaufwelle gelagert ist, und mit einem lösbar auf der Gegenwelle gelagerten Zahnrad in Eingriff bringbar ist, und daß ein Zahnrad der anderen Zahnräder der Gegenwelle mit dem Zahnrad der Hauptwelle kämmt, welches mit dem Wendezahnrad im Eingriff steht, wobei dieses eine Zahnrad lösbar auf der Gegenwelle gelagert ist.

Durch Ausnutzung der Rücklaufwelle auf diese Weise für die Zahnräder der Vorwärtsgänge wird eine kurze Gesamtlänge des Getriebes erzielt. Diese Ausnutzung der Rücklaufwelle ist möglich, da die zugeordneten Zahnräder lösbar auf der Gegenwelle und nicht auf der Hauptwelle angeordnet sind, wie dies bei herkömmlichen Getrieben der Fall ist. Weiterhin werden mehr Gänge unter Verwendung einer geringeren Anzahl von Zahnrädern erzielt, die notwendig wären, wenn alle Zahnräder in einer Linie angeordnet wären. Da ein großer Durchmesser der Zahnräder nicht notwendig ist, kann die Synchronisierarbeit niedrig gehalten werden.

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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigen:

Fig. IA einen vertikalen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines Getriebekastens gemäß der Erfindung,

Fig. IB einen Horizontalschnitt durch einen Teil des

Getriebekastens gemäß der Erfindung im Bereich des Rückwärtsganges und

Fig. 2 und 3 schematische Ansichten entlang den Schnittebenen U-II bzw. HI-III der Fig. IA und IB in verkleinertem Maßstab mit der Darstellung der Zahnradeingriffe zwischen den Zahnrädern der Umsteuerwelle und denen der Gegenwelle und der Hauptwelle. .

Der dargestellte Getriebekasten umfaßt einen Hauptgetriebe— kasten 1 und einen Bereichsgetriebekasten.2. Das Gehäuse 4 des Bereichsgetriebekastens ist mittels Schrauben 5 fest mit dem Gehäuse 3 des Hauptgetriebekastens verschraubt. Der Bereichsgetriebemechanismus 2 besteht aus einem Planetengetriebe und hat zwei Geschwindigkeitsbereiche mit einer großen Übersetzungsverhältniszunahme. Dieser Mechanismus steht mit der Übertragungshauptwelle 6 des Getriebekastens 1 in Antriebsverbindung und ist hier nicht im einzelnen dargestellt. Die Grundkonstruktion des Getriebekastens 1 ist herkömmlich und weist eine Eingangswelle 7 und eine Gegenwelle 9 auf. Die Eingangswelle

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trägt ein Eingangszahnrad 8, welches drehfest mit der Eingangswelle 7 verbunden ist. Die Gegenwelle 9 trägt drehfest ein Antriebszahnrad 10, welches mit dem Zahnrad 8 kämmt. Das Ende der Hauptwelle 6 trägt auf herkömmliche Weise eine Synchronisier- und Kupplungseinrichtung 11 mit einer axial verschiebbaren Hülse 12, durch welche entweder ein auf der Hauptwelle 6 frei drehbar gelagertes Zahnrad 13 mit der Hauptwelle 6 verriegelt oder aber die Hauptwelle 6 mit der Eingangswelle 7 verriegelt werden kann, je nachdem ob die Hülse 12 in der Darstellung gemäß Fig. IA nach rechts oder nach links verschoben wird. Das Zahnrad 13 kämmt mit einem Zahnrad 14, welches drehfest auf der Gegenwelle 9 festgelegt ist. Dieses Zahnrad 13 legt den nächst höheren Gang ein, d.h. den dritten Gang, wenn dieses Zahnrad mit dem Zahnrad 14 in Eingriff gebracht wird.

Ein besonderes Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Zahnräder für den ersten und zweiten Gang von einem Paar von Zahnrädern 15 bzw. 16 eingelegt wird, welche drehfest mit der Hauptwelle 6 verbunden sind, während die mit diesen Zahnrädern zusammenwirkenden Zahnräder 17 und 18 frei drehbar auf der Gegenwelle 9 gelagert sind. Die Gegenwelle 9 trägt zwischen den Zahnrädern 17 und 18' eine Synchronisier- und Kupplungseinrichtung 19 mit einer axial verschiebbaren Hülse 20, welche im in Fig. IA nach links verschobenen Zustand das Zahnrad 17 mit der Gegenwelle 9 zum Einlegen des ersten Ganges verriegelt und im nach rechts verschobenen Zustand das Zahnrad 18 zum Einlegen des zv/eiten Gangs verriegelt.

Die Hülse 12 für das Zahnrad 13 und die Hülse 20 für die Zahnräder 18 und 17 werden auf bekannte Weise mittels Gabeln 21 bzw. 22 bewegt, indem eine Welle 23 gedreht wird, die mit dem regulären Ganghebel des Getriebekastens verbunden ist.

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Die so beschriebene Ausführungsform sieht eins bis vier Vorwärtsgänge vor. Das Rückwärtsfahren bzw. das Umlegen des Getriebes erfolgt mit Hilfe des Wendezahnrades 30, welches auf bekannte Weise drehbar auf einer Rücklaufwelle 31 gelagert ist. Diese Rücklaufwelle 31 befindet sich auf einer Seite der Hauptwelle 6 und der Gegenwelle 9 (Fig. IB) im Gehäuse 3. Die Rücklaufwelle 31 ist im Verhältnis einer entsprechenden Rücklaufwelle eines herkömmlichen Viergang-Getriebes vergrössert und weist ein zusätzliches Zahnrad 32 auf, welches auf der Welle drehbar gelagert ist. Ein drehfest auf der Gegenwelle 9 befestigtes Zahnrad 24 kämmt mit einem drehfest auf der Rücklaufwelle 31 befestigten Zahnrad 33, um die Welle anzutreiben. Zwischen den Zahnrädern 30 und 32 befindet sich eine Klauenkupplung 34 mit einer axial verschiebbaren Eingriffshülse 35. Die Hülse ist mit Hilfe einer herkömmlichen Schiebegabel (nicht dargestellt) verschiebbar, um wahlweise eines der Zahnräder 30 oder 32 mit der Welle 31 zu verriegeln. Anstatt einer Klauenkupplung 34 kann eine Kupplungseinrichtung entsprechend der Synchronisier- und Kupplungseinrichtung 11 oder 19 zwischen den Zahnrädern 30 und 32 verwendet werden.

Das Wendezahnrad 30 kämmt mit dem Zahnrad 15 der Hauptwelle 6, während das Zahnrad 32 mit dem Zähnrad 18 der Gegenwelle 9 kämmt, wie dies schematisch in Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Folglich müssen die Zahnräder 30 und 32 gelöst sein, wenn in den Gängen eins bis vier gefahren wird^ so daß sie frei auf der Rücklaufwelle 31 drehbar sind. Wenn der Rückwärtsgang eingelegt ist, werden die Zahnräder 13, 17 und 18 mittels ihrer Synchronisier— und Kupplungseinrichtung 11 und 19 gelöst und das Wendezahnrad 30 auf der Rücklaufwelle 31 verriegelt, indem die Klauenkupplung 34 - Hülse 35 in Fig. IB nach links verschoben wird. Der Antrieb von der Eingangswelle 7 auf die Ausgangswelle erfolgt nun über die Zahnräder 8, 10, 24, 33, 30 und die Hülse 35, wodurch die Hauptwelle 6 in entgegengesetzter

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Richtung zur Eingangswelle 7 angetrieben wird. Wenn die Klauenkupplung 34 - Hülse 35 nach rechts und in Eingriff mit dem Zahnrad 32 bewegt wird, wird das Zahnrad 30 gelöst und das Zahnrad 32 mit der Rücklaufwelle 31 verriegelt. Nunmehr erfolgt der Antrieb von der Eingangswelle 7 auf die Ausgangswelle über die Zahnräder 8, 10, 24, 33, 32, 18 und 16, wobei das auf der Gegenwelle gelöste Zahnrad 18 als leerlaufendes Zwischenzahnrad dient, so daß die Hauptwelle 6 in derselben Richtung wie die Eingangswelle 7 angetrieben wird, jedoch mit merklich reduzierter Drehzahl. Bei dieser Zahnradanordnung ist der Kriechgang eingelegt, so daß ein größeres Übersetzungsverhältnis vorliegt als im ersten Gang.

Bei der Ausführungsform gemäß der Erfindung wird das Zahnrad 15 der Hauptwelle 6 sowohl für den ersten als auch für den Rückwärtsgang verwendet. Das Zahnrad 16 der Hauptwelle 6 wird sowohl für den zweiten als auch für den Kriechgang verwendet. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsform ist im unteren Bereich für den Kriechgang 15.15:1, für den ersten Gang 9.15:1 und für den zweiten Gang 6.62:1 vorgesehen. Die Abstufung zwischen dem ersten Gang und dem Kriechgang ist wesentlich größer als zwischen den anderen Gängen.

Vorstehend wurde das Bereichsgetriebe nicht im einzelnen beschrieben, da dies nicht Gegenstand der Erfindung ist. Es kann an sich bekannte Konstruktion und Funktionsweise haben. Beim vorgenannten Beispiel wurde als Berexchsgetrxebe ein Planetengetriebe mit einem Übersetzungsverhältnis von 3.57:1 im unteren Bereich verwendet.

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Claims

HOFJJViANN · EITLiS «Sr PARTNER

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) . DIPL.-JNG. W.EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMAN N · D I PL.-ING. W. LEHN

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUSJ · D-8000 MO NCH EN 81 · TELEFON (089) 911087 . TELEX 05-29619 (PATH E)

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AB Volvo

Göteborg / Schweden

Fahrzeuggetriebekasten

Patentansprüche

l.y Fahrzeuggetriebekasten mit einer ein Eingangszahnrad aufweisenden Eingangswelle, einer ein Antriebszahnrad aufweisenden Gegenwelle, wobei das Antriebszahnrad mit dem Eingangszahnrad kämmt, mit einer Transmissionshauptwelle, die in Abhängigkeit von der Gangzahl mit einer Vielzahl von Zahnrädern versehen ist, von denen jedes antric-bsmäßig mit einem einzelnen Zahnrad der Gegenwelle in Eingriff bringbar ist, und mit einer ein Antriebszahnrad aufweisenden Rücklaufwelle, wobei das Antriebszahnrad mit einem Zahnrad der Gegenwelle kämmt und wobei ebenso ein Wendezahnrad mit einem Zahnrad der Hauptwelle kämmt und wobei die Zahnräder der Hauptwelle

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und die entsprechenden Zahnräder der Gegenwelle und Rücklaufwelle wahlweise in Eingriff bringbar sind, um verschiedene Antriebsverbindungen zwischen der Eingangswelle und der Transmissionshauptwelle zu bewerkstelligen, dadurch gekennzeichnet , daß die Rücklaufwelle (31) zumindest ein zusätzliches Zahnrad (32) aufweist, welches lösbar auf der Rücklaufwelle (31) gelagert ist, und mit einem lösbar auf der Gegenwelle (9) gelagerten Zahnrad (18) in Eingriff bringbar ist, und daß ein Zahnrad (17) der anderen Zahnräder der Gegenwelle mit dem Zahnrad der Hauptwelle (6) kämmt, welches mit dem Wendezahnrad (30) im Eingriff steht, wobei dieses eine Zahnrad (17) lösbar auf der Gegenwelle (9) gelagert ist.

Fahrzeuggetrxebekasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die lösbar auf der Gegenwelle (9) gelagerten Zahnräder (17, 18) frei drehbar auf der Gegenwelle (9) gelagert sind, während die entsprechenden Zahnräder (15, 16) der Hauptwelle (6) drehfest mit der Hauptwelle (6) verbunden sind, daß die Gegenwelle (9) zwischen diesen Zahnrädern (17, 18) mit einer Synchronisier- und Kupplungseinrichtung (19) versehen ist, die mit einer axial verschiebbaren Hülse (20) ausgerüstet ist, deren Verschiebung in der einen Richtung eine Antriebsverbindung zwischen der Gegenwelle (9) und dem einen Zahnrad (17) der Zahnräder der Gegenwelle (9) und in der entgegengesetzten Richtung mit dem anderen Zahnrad (18) der Zahnräder der Gegenwelle (9) bewirkt, und daß die Rücklaufwelle (31) zwischen dem Wendezahnrad (30) und dem zusätzlichen Zahnrad (32) mit einer Synchronisier- und/oder Kupplungseinrichtung (34) versehen ist, die eine axial verschiebbare Hülse aufweist, deren Verschiebung in einer Richtung eine Verbindung zwischen der Rücklaufwelle (31) und einem Zahnrad (30) der Zahnräder der Rücklaufwelle (31) und in der entgegengesetzten Richtung mit dem anderen Zahnrad (32) der Zahnräder der Rücklaufwelle (31) bewirkt.

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3. Fahrzeuggetriebekasten nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Zahnrad (32) auf der Rücklaufwelle (31) und die damit zusammenwirkenden Zahnräder (16, 18) auf der Gegenwelle (9) und der Hauptwelle (6) derart wählbar sind, daß der höchste Vorwärtsgang des Getriebes erzielbar ist, wenn eine Antriebsverbindung über diese Zahnräder besteht.

4» Fahrzeuggetriebekasten nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennze ic h η e t , daß die Hauptwelle (6) in Ergänzung zu den mit der Welle drehfest verbundenen Zahnrädern (15, 16) ein zusätzliches Zahnrad (13) aufweist, welches lösbar auf der Hauptwelle (6) angeordnet ist, und welches mit einem Zahnrad (14) kämmt, welches drehfest auf der Gegenwelle (9) befestigt ist, wodurch insgesamt fünf Vorwärtsgang-Übertragungsverhältnisse aeschaffen werden.

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