DE4206033C2 - Lastschaltgetriebe nach dem Doppelkupplungsprinzip - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Lastschaltgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Im Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht (DE 36 21 545 A1), ist ein Lastschaltgetriebe bekannt, das nach dem Doppelkupplungsprinzip arbeitet. Das Getriebe weist eine erste und eine zweite Antriebswelle sowie eine Abtriebswelle auf, die zueinander parallel angeordnet sind. Zusätzlich sind zwei Schaltkupplungen vorgesehen, die jeweils auf einer der Antriebswellen im wesentlichen in einer Ebene nebeneinander liegend angeordnet sind. Mit Hilfe dieser beiden Schaltkupplungen sind die beiden Antriebswellen jeweils ansteuerbar. Zusätzlich ist die erste Antriebswelle über ein vorgesehenes Zwischenrad mit der zweiten Antriebswelle verbunden, wobei dieses Zwischenrad die jeweilige Antriebswelle antreibt.

Problematisch im Stand der Technik ist, daß die jeweilige Antriebwelle über das Zwischenrad angetrieben wird, aber hier keine bestimmte Drehzahluntersetzung definiert ist. Hierdurch bedingt ist insbesondere auch der Steueraufwand für das bekannte Lastschaltgetriebe äußerst hoch, insbesondere dann, wenn bei einem entsprechenden Gangstufenwechsel von der ersten Antriebswelle auf die zweite Antriebswelle umgeschaltet wird.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Lastschaltgetriebe derart auszugestalten und weiterzubilden, daß die Steuerung eines derartigen Lastschaltgetriebes vereinfacht und damit kostenmäßig optimiert ist.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nunmehr durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Aufgrund der entsprechend definierten Drehzahluntersetzung kann nun die erste Antriebswelle die weitere Antriebswelle jeweils mit einem Drehzahlsprung antreiben, so daß der Steuerungsaufwand entsprechend verringert, insbesondere auch die Kosten für ein derartiges Lastschaltgetriebe daher optimiert sind.

Zwei Ausführungsbeispiele für automatisch schaltende Getriebe werden im folgenden anhand dar Zeichnung erläutert, deren Fig. 1 den Getriebeaufbau schematisch in Seitenansicht (um die Achse 2 in eine Ebene geklappt) und deren Fig. 2 den Getriebeaufbau in Stirnansicht wiedergibt, während Fig. 3 ein weiteres Ausfüh­ rungsbeispiel in Seitenansicht zeigt.

Man erkennt in den Fig. 1 und 2 drei parallel zueinander verlaufende Wellen, nämlich die mit einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine, gegebenenfalls bei einem Automatikgetriebe über einen Wandler, in Verbindung stehende Antriebswelle 1, die Abtriebswelle 2 sowie die weitere Antriebswelle 3, die über das Zwischenrad 4, das mit den wellenfesten Zahnrädern 5 und 6 kämmt, mit Drehzahluntersetzung angetrieben ist. Diese Drehzahl­ untersetzung entspricht dem Drehzahlsprung beim Übergang von der dritten zur vierten Vorwärtsgangstufe.

Jeweils eine der beiden Lamellen-Schaltkupplungen 7 und 8 ist im Zuge der beiden Antriebswellen 1 und 3 angeordnet, und zwar so, daß sie nebeneinander liegen.

Durch diese räumliche Parallelanordnung der beiden Schaltkupplungen 7 und 8 wird der Raumbedarf für diese in axialer Richtung minimiert.

In dem Ausführungsbeispiel ist ein Lastschaltgetriebe für vier Vorwärtsgangstufen I, II, III und IV sowie eine Rückwärtsgang­ stufe R angenommen. Betrachtet man zunächst die den Vorwärts­ gangstufen I bis IV zugeordneten Zahnradpaare, so enthalten sie jeweils ein Losrad und ein Festrad. Die Zahnräder für die erste Vorwärtsgangstufe I sind mit 9 und 10 bezeichnet; das Losrad 9 sitzt auf der weiteren Antriebswelle 3, dagegen das Festrad 10 auf der Abtriebswelle 2. Zur wahlweisen Kopplung des Losrades 9 mit der weiteren Antriebswelle 6 dient die Wechselschalt-Syn­ chronisierkupplung 11, die auch zur Kopplung des Losrades 12 des Zahnradpaares 12, 13 der dritten Vorwärtsgangstufe III mit der weiteren Antriebswelle 3 dient. Wie unmittelbar aus Fig. 1 er­ sichtlich, schließen die beiden Losräder 9 und 12 die Synchroni­ sierkupplung 11 axial zwischen sich ein.

Zwischen den Festrädern 10 und 13 der Gangstufen I und III ist auf der Abtriebswelle 2 das Festrad 14 des ferner das Losrad 15 auf der Antriebswelle 1 enthaltenden, der vierten Vorwärtsgang­ stufe IV zugeordneten Zahnradpaares angeordnet. Das Zahnradpaar 14, 15 sowie die Synchronisierkupplung 11 liegen also in einer Querebene, so daß der zur Unterbringung dieser Teile erforderli­ che Bauraum in axialer Richtung ebenfalls minimiert ist.

Das Entsprechende gilt für den Platzbedarf der den Zahnradpaaren 14, 15 der vierten Vorwärtsgangstufe und 16, 17 der zweiten Vor­ wärtsgangstufe II zugeordneten Wechselschalt-Synchronisierkupp­ lung 18: Diese liegt in einer auch das Zahnradpaar 12, 13 der dritten Vorwärtsgangstufe III enthaltenden Querebene.

Ebenfalls im Sinne einer kurzen axialen Baulänge des Getriebes liegt die Anordnung des Zahnradpaares 19, 20 der Rückwärtsgang­ stufe R in einer Ebene mit dem Zahnradpaar 9, 10 der ersten Vor­ wärtsgangstufe I. Das Zahnradpaar für die Rückwärtsgangstufe R enthält zwei Losräder 19 und 20, von denen das erste mittels der Schiebemuffe 21 in üblicher Weise drehfest mit der Antriebswelle 1 verbindbar ist, während das zweite Losrad 20 auf einer indivi­ duellen Achse 22 rotiert. Die räumliche Lage der verschiedenen Achsen und Wellen ist aus Fig. 2 ersichtlich.

Wie aus der Größe der Zahnräder 5, 4 und 6 ersichtlich, läuft die weitere Antriebswelle 3 mit niedrigerer Drehzahl als die An­ triebswelle 1; die Übersetzung über das Zwischenrad 4 ist so ge­ wählt, daß die Drehzahluntersetzung dem Drehzahlsprung vom drit­ ten zum vierten Gang entspricht. Dadurch ist im Bereich der ver­ schiedenen Zahnradpaare hinreichend Platz zur Unterbringung der Synchronisierkupplungen 11 und 18 vorhanden, ohne daß für diese zusätzlicher axialer Bauraum erforderlich wird. Entsprechendes gilt für die Unterbringung des Zahnradpaares 19, 20 der Rück­ wärtsgangstufe R in einer Ebene mit dem Zahnradpaar 9, 10. Diese Anordnung des Zahnradpaares 19, 20 gleichsam gegenüber dem Zahn­ radpaar 9, 10 der ersten Vorwärtsgangstufe 1 ermöglicht in vor­ teilhafter Weise das "Herausschaukeln" des mit dem Getriebe aus­ gerüsteten Fahrzeugs beispielsweise aus einer Schneewehe durch abwechselndes Umschalten der beiden Schaltkupplungen 7 und 6 un­ ter Last. Diese Kupplungen sind in üblicher Weise jeweils zwei Vorwärtsgangstufen, die Schaltkupplung 7 auch der Rückwärtsgang­ stufe R zugeordnet.

Ein weiterer Vorteil ist in der Identität der Zahnradpaare 12, 13 und 14, 15 zu sehen, so daß die Zahnräder 13 und 14 zusammen­ gefaßt werden können.

Insgesamt kann festgestellt werden, daß bei einem Viergang-Ge­ triebe die axiale Aufeinanderfolge der Gangstufen I-IV-III-II (oder umgekehrt) die minimale Baulänge des Getriebes ergibt.

Demgegenüber findet sich in dem auf ein Getriebe mit fünf Vor­ wärtsgängen I bis V bezogenen Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 die axiale Aufeinanderfolge der Gangstufen I-III-IV-V-II (oder umgekehrt). Im einzelnen erkennt man wiederum die über den Wandler 30 angetriebene Antriebswelle 31, die über das Zwischen­ rad 32 in Antriebsverbindung mit der weiteren Antriebswelle 33 steht, sowie die Abtriebswelle 34. Der Antrieb der weiteren Antriebswelle 33 erfolgt mit einer Untersetzung, die dem Dreh­ zahlsprung von der vierten zur fünften Gangstufe entspricht. Auch hier liegen die beiden Schaltkupplungen 35 und 35', die auf jeweils einer der Antriebswellen 31 und 33 angeordnet sind, im wesentlichen in einer gemeinsamen Querebene. Die den Gangstufen II und IV zugeordnete erste Wechselschaltkupplung 36 ist auf der weiteren Antriebswelle 33 zwischen den Losrädern 37 und 38 der Gangstufen II und IV angeordnet, deren Festräder 39 und 40, die das Festrad 41 der Gangstufe V zwischen sich einschließen, auf der Abtriebswelle 34 angeordnet sind. Die Antriebswelle 31 wiederum trägt die Losräder 42 und 43 der Gangstufen V und III, wobei das Festrad 44 der Gangstufe III außerhalb des axialen Bereichs der Festräder 39, 41 und 40 auf der Abtriebswelle 34 angeordnet ist. Diese "Verschachtelung" der Zahnradpaare der genannten Gangstufen bietet den Vorteil, daß die erste und dritte Wechselschaltkupplung 36 und 45 in den Ebenen von Zahnradpaaren 41, 42 bzw. 38, 40 von Vorwärts-Gangstufen und demgemäß ohne zusätzlichen axialen Platzbedarf angeordnet sein können.

Axial außerhalb dieser beschriebenen Anordnung findet sich das Zahnradpaar 46, 47 der Gangstufe I mit der zugeordneten zweiten Synchronisierkupplung 48 auf der Antriebswelle 31 bzw. der Ab­ triebswelle 34. In der Ebene dieses Zahnradpaares 46, 47 erkennt man das Zahnradpaar 49, 50 der Rückwärtsgangstufe R, das Zahnrad 50 ist zum Ein- und Auskuppeln verschiebbar.

Die Betätigung der verschiedenen Kupplungen erfolgt in üblicher Weise automatisch durch hydraulische und/oder elektrische Ein­ richtungen, deren Aufbau an sich bekannt und für die Erfindung unwesentlich ist.

Claims (8)

1. Lastschaltgetriebe nach dem Doppelkupplungsprinzip, insbesondere für Kraftfahrzeugantriebe, wobei das Lastschaltgetriebe als 4-Gangstufen-Getriebe ausgebildet ist und vier Vorwärtsgangstufen und eine Rückwärtsgangstufe aufweist oder wobei das Lastschaltgetriebe als 5-Gangstufen-Getriebe ausgebildet ist und fünf Vorwärtsgangstufen und eine Rückwärtsgangstufe aufweist, wobei das Lastschaltgetriebe eine erste Antriebswelle (1, 31), eine Abtriebswelle (2, 34) sowie eine weitere Antriebswelle (3, 33) in zueinander paralleler Anordnung aufweist, wobei je Gangstufe ein Paar kämmender Zahnräder vorgesehen sind, wobei von den Zahnrädern der Zahnradpaare der Vorwärtsgangstufen jeweils eines als Festrad und eines als Losrad auf einer der Wellen sitzt, wobei den Losrädern der Vorwärtsgangstufen zugeordnete Synchronisierkupplungen zur wahlweisen drehfesten Verbindung mit der entsprechenden Welle und zwei jeweils mehreren Vorwärtsgangstufen zugeordnete Schaltkupplungen (7, 8 bzw. 35, 35') in den Wellen vorgesehen sind, wobei die beiden Schaltkupplungen (7, 8 bzw. 35, 35) auf jeweils einer der Antriebswellen (1, 3 bzw. 31, 33) im wesentlichen in einer Ebene nebeneinander liegend angeordnet sind und wobei den Losrädern von Vorwärtsgangstufen zugeordnete Synchronisierkupplungen (im Fall des 5-Gangstufen-Getriebes zumindest teilweise) im wesentlichen in den Ebenen der Zahnradpaare jeweils anderer Vorwärtsgangstufen liegen, und wobei die weitere Antriebswelle (3, 33) von der ersten Antriebswelle (1, 31) über ein Zwischenrad (4, 32) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß das Lastschaltgetriebe als 4-Gangstufen-Getriebe ausgebildet ist, die erste Antriebswelle (1) die weitere Antriebswelle (3) mit einer Drehzahluntersetzung antreibt, die dem Drehzahlsprung von der dritten (III) zur vierten Gangstufe (IV) entspricht, oder daß für den Fall, daß das Lastschaltgetriebe als 5-Gangstufen-Getriebe ausgebildet ist, die erste Antriebswelle (31) die weitere Antriebwelle (33) mit einer Untersetzung antreibt, die dem Drehzahlsprung von der vierten (IV) zur fünften Gangstufe (V) entspricht.

2. Lastschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß - im Fall eines 4-Gangstufen-Getriebes - die Losräder (17, 15) der zweiten und vierten Gangstufe (II, IV), zugeordnete erste Synchronisierkupplungen (18) zwischen sich einschließend, auf der ersten Antriebswelle (1), dagegen die Festräder (16, 14) dieser Gangstufen (II, IV), das Festrad (13) der dritten Gangstufe (III) zwischen sich einschließend, auf der Abtriebswelle (2) angeordnet sind, die auch das Festrad (10) der ersten Gangstufe (I) außerhalb des Axialbereiches der anderen drei Festräder (16, 13, 14) trägt, während die Losräder (9, 12) der ersten und dritten Gangstufe (I, III), zugeordnete zweite Synchronisierkupplungen (11) zwischen sich einschließend, auf der weiteren Antriebswelle (3) angeordnet sind.

3. Lastschaltgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnradpaar (12, 13) der dritten Gangstufe (III) und die ersten Synchronisierkupplungen (18) im wesentlichen in einer Ebene liegen.

4. Lastschaltgetriebe nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnradpaar (14, 15) der vierten Gangstufe (IV) und die zweiten Synchronisierkupplungen (11) im wesentlichen in einer Ebene liegen.

5. Lastschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß - im Fall des 5-Gangstufen-Getriebes - die Losräder (37, 38) der zweiten und vierten Gangstufe (II, IV), zugeordnete erste Synchronisierkupplungen (36) zwischen sich einschließend, auf der weiteren Antriebswelle (33), dagegen die Festräder (39, 40) dieser Gangstufen (II, IV), das Festrad (41) einer fünften Gangstufe (V) zwischen sich einschließend, auf der Abtriebswelle (34) angeordnet sind, die auch das Festrad (44) der dritten Gangstufe (III) sowie das Losrad (47) der ersten Gangstufe (I) nebst einer zugeordneten zweiten Synchronisierkupplung (48) außerhalb des Axialbereiches der anderen drei Festräder (39, 41, 40) trägt, während die Losräder (42, 43) der fünften und dritten Gangstufe (V, III), zugeordnete dritte Synchronisierkupplungen (45) zwischen sich einschließend, sowie das Festrad (46) der ersten Gangstufe (I) auf der ersten Antriebswelle (31) angeordnet sind.

6. Lastschaltgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnradpaar (41, 42) der fünften Gangstufe (V) und die ersten Synchronisierkupplungen (36) im wesentlichen in einer Ebene liegen.

7. Lastschaltgetriebe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnradpaar (38, 40) der vierten Gangstufe (IV) und die dritten Synchronisierkupplungen (45) im wesentlichen in einer Ebene liegen.

8. Lastschaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Losrad ausgebildetes Zahnrad (19) des Zahnradpaares (19, 20) für die Rückwärtsgangstufe (R) nebst zugeordneter Schiebemuffe (21) auf einer Antriebswelle (1) im wesentlichen in einer Ebene mit dem Zahnradpaar (9, 10) der ersten Gangstufe (I) liegt.