DE60106892T2 - Fahrzeuggetriebe - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Getriebekasten für ein Motorfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
• Beispielsweise offenbart die SE-A-507 366 einen Getriebekasten der oben erwähnten Art. Es wird ausgegangen von einem sogenannten "power shift"-Getriebekasten mit einer zentralen Synchrongetriebe-Anordnung mit zwei Positionen, was mit zwei Synchrongetriebe-Zahnrädern sowie einer Synchrongetriebe-Kupplung an der einen Zwischenwelle sechs Synchrongetriebe-Funktionen in einem Sieben-Gang-Getriebekasten ergibt, und dieser ist insofern weiterentwickelt, als das eine Synchrongetriebe-Zahnrad so ausgestaltet ist, dass es auch für eine Drehmomentübertragung verwendet werden kann, um so einen weiteren Gang vorzusehen, nämlich einen Schnell- oder Schongang (overdrive). Dies ist in rein praktischer Hinsicht dadurch erreicht worden, dass eines der normalerweise sehr schmalen Synchrongetrieberäder verbreitert worden ist und mit Kupplungselementen versehen worden ist, die einen positiv ineinandergreifenden Eingriff anstatt eines reinen Reibeingriffs ergeben. Der unterste Gang wird erhalten durch Übertragen eines Drehmoments von einer Zwischenwelle auf die andere über eines der gemeinsamen Zahnräder auf der Abtriebswelle. Zu diesem Zweck ist das gemeinsame Zahnrad drehbar auf der Abtriebswelle angebracht und mit Kupplungselemente versehen, die das Zahnrad arretieren, wenn ein Drehmoment von der einen Zwischenwelle direkt auf die Abtriebswelle übertragen werden soll.
• Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, es in einem Getriebekasten der eingangs beschriebenen Art zu ermöglichen, das Drehmoment auf andere Art und Weise im ersten Gang zu übertragen, so dass das besagte gemeinsame Zahnrad auf der Abtriebswelle fixiert werden kann, was die Drehung angeht.
• Gemäß der Erfindung wird dies durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht.
• In diesem Fall nimmt das primäre Zahnrad der einen Antriebswelle daher die Funktion des Zwischenzahnrads zwischen den Zwischenwellen im ersten Gang ein, und das bisherige Zwischenzahnrad auf der Abtriebswelle braucht nicht drehbar an dieser Welle angebracht zu sein. Die Kupplung kann daher weggelassen werden, und das Zahnrad kann an der Welle befestigt werden, was die Ausgestaltung einfacher und billiger macht. Das Zahnrad kann große Beanspruchungen absorbieren, da kein Risiko der Verformung in irgendeinem Lager besteht.
• Die Erfindung wird genauer mit Bezug auf eine in den anliegenden Zeichnungen dargestellte beispielhafte Ausführungsform beschrieben werden, wobei die Zeichnung einen Längsschnitt durch einen Getriebekasten hindurch mit sieben Vorwärtsgängen plus einem Schongang und einem Rückwärtsgang zeigt.
• In der Figur bezeichnet 1 ein Maschinenschwungrad, das einen Getriebekasten 3 gemäß der Erfindung über eine allgemein mit 2 bezeichnete feuchte Mehrfachplattenkupplung antreibt. die Kupplung 2 ist eine doppelte Kupplung der an sich bekannten Art und braucht daher nicht genauer beschrieben zu werden. Die Kupplungseinheit 4, die links in der Zeichnung dargestellt ist, ist über ein Hülsenelement 5 mit einer ersten Antriebswelle 6 in dem Getriebekasten gekoppelt, während die rechte Kupplungseinheit 7 über ein Hülsenelement 8 mit einer zweiten Antriebswelle 9 in Form einer hohlen Welle gekoppelt ist, konzentrisch mit der ersten Welle 6 gelagert. Die beiden Kupplungseinheiten können auf an sich bekannte Art und Weise in Eingriff gebracht und gelöst werden, um die Antriebswellen 6 und 9 abwechselnd anzutreiben. Die feuchte Plattenkupplung, die dargestellt ist, kann durch eine doppelte Kupplung mit trockenen Platten ersetzt werden.
• Die erste Antriebswelle 6 ist mit einer Zahnstange 10 ausgestaltet, die mit einem Zahnrad 11 kämmt, das auf einer ersten Zwischenwelle 12 fixiert ist. Die zweite Antriebswelle 9 ist mit einer Zahnstange 13 ausgestattet, mit einem Zahnrad 14 kämmt, das auf einer zweiten Zwischenwelle 15 fixiert ist. Die Zahnstange 13 ist größer als die Zahnstange 10, was bedeutet, dass sich die zweite Zwischenwelle 15 schneller dreht als die erste bei gleicher Antriebsgeschwindigkeit an jeder Antriebswelle (wenn sich die Zwischenwellen größtenteils im gleichen Abstand von den Antriebswellen befinden).
• Die Zwischenwellen 12 und 15 tragen jeweils ein Paar frei drehbarer Zahnräder 16, 17 und 18, 19, von denen die Zahnräder 16, 18 zusammen mit einem Zahnrad 21 kämmen, das auf einer Abtriebswelle 20 fixiert ist, während die Zahnräder 17, 19 mit einem Zahnrad 22 auf der Antriebswelle kämmen, welches letztere Zahnrad hinsichtlich der Torsion an der Welle 20 fixiert ist. Die Wellen sind in einer V-Konfiguration angeordnet, so dass die Drehrichtung jeder Zwischenwelle mittels eines zusätzlichen Zahnrads 23 auf der Zwischenwelle 15 umgekehrt werden kann, und zwar zum Zwecke der Umkehrung, wobei das besagte zusätzliche Zahnrad 23 mit dem Zahnrad 11 auf der Zwischenwelle 12 kämmt. Es ist auch möglich, die Drehrichtung jeder Zwischenwelle mittels eines Zahnrads umzukehren, das auf einer separaten Welle in dem Gehäuse gelagert ist, das mit den Zahnstangen 10 und 23 kämmt. Dies ergibt eine freiere Wahl der V-Konfiguration und der Schaltung und ermöglicht auch, dass die Wellen in der gleichen Ebene verlaufen. Die Zahnräder 16, 17, 18, 19 und 23 sind auf ihren Wellen mittels axial verschiebbarer Kupplungshülsen 24, 25 und 26 arretierbar. Ein Zahnrad 40, frei drehbar auf der Antriebswelle 20, kämmt mit einer Zahnstange 41, die direkt in der Zwischenwelle 15 ausgearbeitet ist, und kann arretiert werden auf der Welle 20 mit einer Kupplungshülse 42. Das Bearbeiten der Zeitstempel 41 direkt in der Zwischenwelle 15 und das arretierbare Vorsehen des Zahnrads 40 auf der Abtriebswelle eliminiert die Notwendigkeit für Nadellager an dem Zwischenwellenzahnrad, was bedeutet, dass dieses mit einem sehr kleinen Durchmesser ausgestaltet werden kann, was wiederum zu einer großen Übersetzung von der Zwischenwelle zur Abtriebswelle führt. Mittels einer Kupplungshülse 20 können die Antriebswelle 6 und die Abtriebswelle 20 für einen direkten Antrieb bezüglich einander arretiert werden. Keine dieser Kupplungen hat individuelle herkömmliche Synchrongetriebe-Anordnungen.
• Die erste Zwischenwelle 12 ist stattdessen mit einer allgemein mit 30 bezeichneten zentralen Synchrongetriebe-Anordnung koordiniert. Diese weist ein Paar von Zahnrädern 32, 33 auf, die so gelagert sind, dass sie sich frei drehen könne auf einer Verlängerung 31 der Zwischenwelle 12, sowie eine Zwischenkupplungsplatte 34, die im Anspruch 1 als Reibelement bezeichnet ist und die mittels axialer Nuten und Barren axial verschiebbar ist, sich aber nicht relativ zu der Welle 12 drehen kann. Die Platte ist mit Betätigungselementen verbunden, die nicht weiter dargestellt sind, um das Synchrongetriebe zu steuern. An ihren Seiten, die zu der Platte 34 hinweisen, sind die Synchrongetriebe-Zahnräder 32 und 33 mit Reiboberflächen 37, 38 versehen. Das links vorgesehene Zahnrad 32 kämmt mit einem Zahnkranz 39 auf der zweiten Antriebswelle 9. Der Zahnkranz 39 hat einen kleineren Durchmesser als der Zahnkranz 10 auf der ersten Antriebswelle. Das rechte Synchrongetriebezahnrad 33 kämmt mit der Zahnstange 13 auf der zweiten Antriebswelle, und hier gibt es vorzugsweise einen Unterschied von einem oder mehreren Zähnen zwischen dem Synchrongetriebezahnrad 33 und dem angetriebenen Zahnrad 14 auf der zweiten Zwischenwelle.
• Für eine genauere Beschreibung der Synchrongetriebe-Abfolge sollte auf die SE-A-507 366 Bezug genommen werden.
• Um das Synchrongetriebezahnrad 33 auch zum Übertragen von Drehmoment verwenden zu können, ist es, verglichen mit dem Zahnrad 32 verbreitert, und mit einer Kupplungsanordnung 60 koordiniert, die einen positiv ineinander greifenden Eingriff schafft. Die Kupplungsanordnung 60 weist eine Nabe 61 auf, die an der Zwischenwelle 12 fixiert ist und externe Nuten und Barren 62 hat, die mit entsprechenden internen Nuten und Barren an einer Kupplungshülse 63 kämmen. Das Zahnrad 33 ist mit einem Rand mit Nuten und Barren 64 ausgestaltet.
• Wenn ein Drehmoment mittels des Synchrongetriebezahnrads 33 übertragen werden soll, wird das Zahnrad auf der Welle insofern arretiert, als die Kupplungshülse 63 axial verschoben wird, so dass ihre Nuten und Barren mit Nuten und Barren 64 des Zahnrads 33 in Eingriff geraten. Das Drehmoment wird nun von dem primären Zahnrad 11 auf der Zwischenwelle 12 auf das primäre Zahnrad 10 auf der inneren Antriebswelle 6 übertragen, welche bezüglich der Abtriebswelle 20 mittels der Kupplung 27 arretiert ist. Die Kraftlinie ist durch die Strichpunktlinie OD in der Zeichnung angezeigt, wobei ein weiterer Gang, nämlich ein Schnell- oder Schongang (overdrive), erhalten wird, der eine höhere Drehgeschwindigkeit an der Antriebswelle 20 ergibt als an der äußeren Antriebswelle 9. Die Kupplungen 60 und 27 werden durch bekannte Verschiebestangen und Verschiebegabeln, die nicht weiter dargestellt sind, so betätigt, dass, wenn der Schnellgang in Eingriff gebracht wird, die Kupplung 60 das Synchrongetriebezahnrad 33 an der Zwischenwelle 12 zu dem Zeitpunkt arretiert, zu dem die Kupplung 27 die innere Antriebswelle 6 bezüglich der Abtriebswelle arretiert.
• Gemäß der Erfindung werden die Kupplungen 60 und 27 und die Kupplung 42 für das Zahnrad 40 für den ersten Gang auf der Abtriebswelle 20 so betätigt, dass, wenn der erste Gang eingeschaltet wird, die Kupplung 60 das Synchrongetriebezahnrad 33 an der Zwischenwelle 12 zu dem Zeitpunkt arretiert, zu dem die Kupplung 42 das Zahnrad 40 an der Antriebswelle 20 arretiert und die Kupplung 27 gelöst wird. Die Energie wird nun von der inneren angetriebenen Antriebswelle 6 über die primären Zahnräder 10 und 11 auf die Zwischenwelle 12 und das Synchrongetriebezahnrad 33 übertragen, und dann zu der zweiten Zwischenwelle 15 über die primären Zahnräder 13 und 14. Das primäre Zahnrad 13 auf der nun vollständig gelösten äußeren Antriebswelle 9 nimmt hier die Funktion des bisherigen lösbaren Zahnrads 22 als Zwischenzahnrad ein. Die Kraftlinie ist durch die durchgezogene Linie I in der Zeichnung angezeigt.

Claims (3)

1. Motorgetriebe mit: zumindest einer ersten und einer zweiten konzentrisch angeordneten, abwechselnd antreibbaren Antriebswelle (6, 9) , einer ersten und einer zweiten Zwischenwelle (12, 15), primären Zahnrädern (10, 11), die von der ersten Antriebswelle (6) und von der ersten Zwischenwelle (12) getragen werden und miteinander kämmen, um ein Drehmoment von der ersten Antriebswelle (6) auf die erste Zwischenwelle (12) zu übertragen, primären Zahnräder (13, 14), die von der zweiten Antriebswelle (9) und der zweiten Zwischenwelle (15) getragen werden und miteinander kämmen, um ein Drehmoment von der zweiten Antriebswelle (9) auf die zweite Zwischenwelle (15) zu übertragen, eine Abtriebswelle (20), Zahnräder (16, 17, 18, 19, 21, 22), die von den Zwischenwellen und der Abtriebswelle getragen werden und miteinander in Paaren kämmen, um ein Drehmoment von einer der beiden Zwischenwellen auf die Abtriebswelle zu übertragen, wobei zumindest ein Zahnrad in jedem Paar ein ausrückbares Rad ist, und zumindest einem Zahnrad (21) an der Abtriebswelle (20), das permanent daran torsionsfixiert ist und gemeinsam mit ausrückbaren Zahnrädern (16, 18) an der zugehörigen Zwischenwelle (12, 15) kämmt, Synchrongetriebeelementen (30), die einerseits ein Paar von Synchrongetrieberädern (32, 33) mit unterschiedlichen Durchmessern aufweisen, die an der einen Zwischenwelle (12) gelagert sind und in Antriebseingriff mit Zahnkränzen (13, 39) an der einen Antriebswelle (9) sind, und andererseits ein Reibelement (34), mittels dessen eine Antriebsverbindung zwischen einem der beiden Synchrongetrieberäder (32, 33) und der Zwischenwelle (12) aufgebaut werden kann, um die Drehgeschwindigkeit der Zwischenwelle, welche mit der momentanen nicht angetriebenen Antriebswelle antriebsverbunden ist, auf eine durch den ausgewählten Gang bestimmte Drehgeschwindigkeit einzustellen, wobei zumindest ein Synchrongetrieberad (33) mit einer Kupplungsanordnung (60) koordiniert ist, welche dazu ausgestaltet ist, das zumindest eine Synchrongetrieberad an der Zwischenwelle zu arretieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (20) ein weiteres Zahnrad (22) trägt, das daran permanent torsionsfixiert ist und das gemeinsam mit ausrückbaren Zahnrädern (17, 18) an der zugehörigen Zwischenwelle (17, 19) kämmt, und das zumindest eine Synchrongetriebezahnrad (33) dazu ausgestaltet ist, an seiner Welle (12) arretiert zu werden, wenn die momentan nicht angetriebene Antriebswelle ausgerückt wird, um die Übertragung eines Drehmoments von der einen Zwischenwelle (12) auf die Abtriebswelle (20) über die momentan nicht angetriebene Antriebswelle (9) und die zweite Zwischenwelle (15) zu ermöglichen.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Synchrongetrieberad (33) mit dem kleineren Durchmesser einen Zahnkranz mit einem größeren axialen Abmaß hat als der Zahnkranz des anderen Synchrongetrieberades (32).
3. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsanordnung (60) eine Kupplungsnabe (61) aufweist, die an der zugehörigen Zwischenwelle (12) torsionsfixiert ist, wobei die nicht drehbare, aber axial verschiebbare Nabe eine Kupplungsmuffe (63) mit innen angeordneten Kupplungszähnen (62) trägt, welche, wenn die Kupplungsmuffe in eine Richtung verschoben wird, in Eingriff mit entsprechenden Kupplungszähnen (64) an dem zumindest einen Synchrongetrieberad (33) gebracht werden können, um letzteres an der Zwischenwelle (12) zu arretieren.