WO2015113660A1 - Variable-speed transmission for realizing at least eight forward gears - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a change gear for the realization of at least eight gears, which can be performed both as a pure manual transmission and as an automated manual transmission.
- Such change gear can be configured as a spur gear with an input and an output shaft and a parallel countershaft, by means of which the torque is transmitted from the input shaft to the output shaft.
- a plurality of gears designed as idler gears (ie, rotatably mounted gears), which mesh with associated fixed wheels on the countershaft (ie fixedly connected to the countershaft gears).
- the individual idler gears are formed differently large and can be connected by means of shift sleeves with the input shaft rotation, so that by each gear pair of intermeshing gears on the input and the countershaft another gear ratio is displayed.
- the transmission according to the invention has inter alia a first shaft, a second shaft, which is aligned axially with the first shaft, and a parallel to these two shafts countershaft.
- first shaft which may preferably be a transmission input shaft
- second shaft which may preferably be a transmission output shaft.
- the transmission according to the invention has a gear designated here as the fifth idler gear which is rotatable relative to the first and second shafts and which is aligned coaxially with the first to fourth gears.
- the countershaft has at least five counter-gears, each of which directly or indirectly meshes with another of the five gears axially aligned with the first and second shafts are, whereby a first, a second, a third, a fourth and a fifth gear pair are formed.
- the drive furthermore has a first, a second, a third and a fourth shifting device, one of the gears of the first to fourth gear pairs being a fixed gear (ie a toothed wheel permanently connected to the associated shaft or counter gear) and the other gear of the respective gear pair is a loose wheel (ie, a rotatably mounted on the associated shaft gear or counter gear), which is non-rotatably connected by means of the respective switching device with the shaft on which it is arranged.
- a fixed gear ie a toothed wheel permanently connected to the associated shaft or counter gear
- loose wheel ie, a rotatably mounted on the associated shaft gear or counter gear
- the fifth idler gear is arranged axially between the first and the second shaft and optionally with the first shaft, or with the second shaft, or with the first and the second shaft by means of a fifth and / or. or a sixth switching device can be rotatably connected.
- the eight-speed change gear according to the invention thus has only five tracks, which are formed by the mutually directly or indirectly intermeshing pairs of idler gears and fixed wheels, so that the transmission requires only relatively little space in the axial direction .
- the fact that the transmission according to the invention makes do with only five tracks for the realization of eight gears is due to the fact that the change gear according to the invention basically consists of a main gear and an auxiliary gear or an additional gear stage upstream or downstream thereof.
- the main gear is formed, inter alia, by the three tracks of the first wave, whereas the additional gear is formed inter alia by the track of the second shaft.
- the fifth gear (idler gear between the first shaft and the second shaft) is not required for torque transmission between the countershaft and the second shaft ,
- the fifth gear can therefore be selectively connected in a rotationally fixed manner to the first shaft, whereby a fourth gear can be switched in addition to the three gears of the first three tracks, which means that in this case the fifth gear becomes part of the main gear.
- the fifth gear can optionally be rotatably connected to the second shaft, so that the torque transmission between the second shaft and the countershaft is no longer on the fourth gear and the thus meshing counter-gear, but can be done via the fifth gear.
- four further gears are connected, in which the torque transmission between the second shaft and the countershaft is over the fifth gear, which means that in this case the fifth gear becomes part of the additional gear.
- the fifth gear according to the invention so to speak, assigned a dual function by this on the one hand in the case of a rotationally fixed connection with the first shaft as a gear wheel, and on the other hand in the case of a rotationally fixed connection with the second shaft for the realization of a second transmission ratio range, for example, a "High Range ", in which the gear ratios of the main gear are additionally subjected to a different translation than via the fourth gear on the second shaft.
- a change gear with a main gear and an upstream or downstream auxiliary gear available, with the individual ratios of the main transmission different transmission ratios can be subjected, with the main gear and the additional gear a common idler gear (said fifth gear ) "share".
- the fifth gear is not required for torque transmission between the countershaft and the second shaft, the fifth gear in the manner according to the invention can be used as a gear for the main gear, so that compared to a gear assembly with a completely separate additional gear one less track is needed to provide the same number of gears.
- the respective gear and the associated counter gear can mesh directly with each other.
- the respective gear and the associated counter gear are only indirectly connected in a rotationally effective manner, namely meshing with one another only via an intermediate gear.
- a reversal of rotation can be realized in order to realize this pair of gears or this track two reverse gears (two gears the same direction of rotation due to the explained effect of the additional gear).
- the fifth gear (idler gear) is preferably rotatably supported both with respect to the first and with respect to the second shaft. Although it would be possible to rotatably support the fifth gear on a dedicated bearing between the two shafts. According to a preferred embodiment, however, it is provided to support the fifth gear rotatably on both the first and on the second shaft, since this no additional weight for corresponding bearing components for the fifth gear is obtained.
- the first and the second gear are each a loose on the first shaft rotatably mounted idler gear, whereas the first and second counter gear is in each case a non-rotatably connected to the countershaft Festrad, and wherein the first and second switching means is associated with the first and the second gear.
- the first and the second gearwheel may each be a fixed wheel rotatably connected to the first shaft, wherein the first and second counter gearwheel is in each case a loose wheel mounted rotatably on the countershaft, and wherein the first and second shifting device corresponds to the first or second shifting device is associated with the second counter gear.
- the third gear is rotatably mounted on the first shaft idler gear and the fourth gear is rotatably mounted on the second shaft idler gear, wherein the third and fourth counter gear each having a rotatably connected to the countershaft fixed gear, and wherein the third and fourth switching means are associated with the third and the fourth gear.
- the third switching device for rotationally fixed connection of the third gear to the first shaft is preferably adjacent to the fifth switching device, so that the third and fifth switching device can be formed by a common switching means such as a two-way shift sleeve.
- the fourth and sixth switching means may be formed by a common switching means such as a two-way shift sleeve, when the fourth switching means for rotationally fixed connection of the fourth gear to the second shaft is adjacent to the sixth switching means.
- the first and the second switching device, the third and the fifth switching device, and the fourth and the sixth switching device connected in pairs are and comprise a common respective switching means, which is formed for example by a two-way shift sleeve, which can be brought in a conventional manner by synchronizing rings after the speed synchronization with the associated idler gear engaged or engaged to a rotationally fixed connection between the respective idler gear and the associated shaft.
- the change gear according to the invention has a control device which is adapted to realize the at least eight gears to engage either the fourth or the sixth switching device and at the same time one of the first, second, third and fifth switching devices. Since only the fourth or the sixth shifting device is always engaged during the two transmission ranges, which can be realized by selectively connecting the fourth and the fifth gear (designed as a loose wheel) to the respective shaft, it is therefore necessary to change gear between two successive gears Gangs only the operation of two of the other switching devices, such as the disengagement of the third switching device and the engagement of the first switching device to switch from the first to second gear, which in particular in the case of the formation of the change gear according to the invention as a manual transmission only the axial displacement of a single shift sleeve requirement.
- At least one further gear is arranged in addition to the three gears, which at least indirectly (ie directly combing or via another gear) with at least one other counterpart Gear of the countershaft is rotationally connected.
- a ninth and tenth forward gear or two reverse gears can be realized, which means that the transmission for the realization of, for example, a total of ten gears in total only six tracks needed.
- the fifth gear (idler gear) in the manner according to the invention has a double function in that it can be connected in a rotationally fixed manner optionally to the first shaft or to the second shaft or simultaneously to both the first and the second shaft.
- Fig. 1 shows a schematic representation of a part of a vehicle which is designed with the change gear according to the invention
- Fig. 2 shows schematically the power transmission paths in the gears 1 to 4 of the transmission according to the invention and a shift table
- Fig. 3 shows schematically the power transmission paths in the gears 5 to 8 of the change gear according to the invention and again the switching table already shown in FIG. 2.
- FIG. Fig. 1 shows the rear part of a vehicle 100 with rear-wheel drive.
- the vehicle 100 and its rear wheels 124 are driven by an engine 16, such as an internal combustion engine.
- the torque of the engine 1 16 is transmitted via a flywheel 1 18 and a clutch 120 and the inventive transmission 1 10 to an axle differential 126 which divides the torque for transmission to the two rear wheels 124 on the two half-shafts 122 of the rear axle.
- the transmission 1 10 has a transmission input shaft 40 and a transmission output shaft 50, which are rotatably mounted in the gear housing 128 of the transmission 1 10 and extending out of this.
- a countershaft 60 is rotatably mounted within the gear housing 128, via which the torque is transmitted from the input shaft 40 indirectly to the output shaft 50.
- three differently sized idler gears are rotatably mounted in the illustrated embodiment, namely the idler gears 1 1, 12, 13.
- the idler gears 1 1, 12, 13 are gear wheels designed as gears for the realization of a second, fourth or first gear, as is indicated in Fig. 1 by the corresponding numerals.
- a fourth idler gear 14 is rotatably mounted on the transmission output shaft 50 and serves to realize a lower gear transmission range, as is indicated in Fig. 1 by the abbreviation "Lo".
- the relatively largest fourth idler gear 14 (high gear to slow) is the along the torque transmission path to the transmission output nearest gear, so that located between the engine 1 16 and the fourth gear 14 transmission components have to transmit relatively little torque, especially in the lower gear ratio range and Consequently, they can be dimensioned less strongly.
- a fifth idler gear 15 is coaxially aligned with the four idler gears 1 1, 12, 13, 14, wherein the fifth idler gear 15 is located between the input shaft 40 and the output shaft 50 and is preferably rotatably mounted on these shafts 40, 50.
- With the countershaft 60 five fixed wheels 21, 22, 23, 24, 25 are rotatably connected, wherein each of these fixed wheels with an associated one of the idler gears 1 1, 12, 13, 14, 15 meshes and thus forms a respective counter-gear.
- the change gear 1 10 has a total of five tracks, each of which is defined by a pair of intermeshing loose or fixed wheels (ie gears and counter-gears).
- serving as a gear wheel second idler gear 12 for the fourth gear is immediately adjacent to serving as a gear idler gear 1 1 for the second arranged.
- This arrangement is particularly suitable for an automated manual transmission, whereas in the case of a pure manual transmission, in contrast to the illustrated embodiment, the positions of the gear wheels 12, 13 should be interchanged for the fourth or first gear to the transmission via a H- Switching circuit or an H-shaped shift gate can.
- the first and second speed gears and third and fourth speed gears are respectively shifted by means of a two-way shift sleeve disposed between the respective gear wheels, so that, for example, the shift sleeve associated with the first two gears disengages with the first Gear wheel can be decoupled and can be brought into engagement with the second gear wheel when the gearshift lever is moved in the shift gate from the first gear alley via the neutral position into the second-speed lane.
- each of the five loose wheels 1 1, 12, 13, 14, 15 at least one switching device 31, 32, 33, 34, 35, 36 associated to the idler gears 1 1, 12, 13, 14, 15 to connect with the respective shaft 40, 50 rotatably.
- a switching device 35, 36 is assigned to the fifth idler gear 15 either to the input shaft 40 or to the output shaft 50 or simultaneously with both the input shaft 40 and the Output shaft 50 to connect rotationally fixed, as will be discussed in more detail below with reference to FIGS. 2 and 3.
- two adjacent switching devices 31, 32 and 33, 35 and 34, 36 are connected in pairs, as is also indicated in the first two lines of the switching table of FIGS. 2 and 3.
- Another advantage of the change gear 1 10 according to the invention is that only with one of (N-1) gear changes a double circuit must be performed.
- the second and the third shift sleeve S2, S3 are engaged to shift the first gear.
- the second shift sleeve S2 is displaced to the right, so that the switching device 33 of the shift sleeve S2 engages with the third idler gear 13, whereby it is rotatably connected to the input shaft 40.
- the third shift sleeve S3 is displaced to the left, whereby the fourth switching device 34 engages with the fourth idler gear 14 so that it is non-rotatably connected to the output shaft 50.
- a torque applied to the transmission input shaft 40 is thus transmitted from the input shaft 40 to the idler gear 13 rotationally fixed to the input shaft 40, from where it is transmitted to the countershaft 60 due to the meshing engagement with the fixed gear 23 , Since in the first gear, the fourth idler gear 14 is rotatably connected to the output shaft 50, the torque from the countershaft 60 finally due to the meshing engagement between the fourth fixed gear 24 and the fourth idler gear 14 to the same and from there to the output shaft 50 transmitted.
- the second, third and fourth gear are switched in a corresponding manner, in which case, however, the fourth switching device 34 always remains engaged in order to non-rotatably connect the fourth idler gear 14 to the output shaft 50.
- the third gear in which the fifth idler gear 15 is rotatably connected to the input shaft 40 due to a left shift of the second shift sleeve S2.
- the fifth idler gear 15 thus serves as a gear for the third gear, in which the torque is transmitted from the input shaft 40 via the fifth idler gear 15 to the countershaft 60.
- the torque is transmitted from the countershaft 60 via the fourth idler gear 14 back to the output shaft 50, for which reason the fourth idler gear 14 or the corresponding track is marked "Lo", thus is to be expressed that on the idler gear 14, the lower transmission ratio range is switched.
- the idler gear 15 and the corresponding track are also designated "Hi" for the upper gear ratio range.
- the fifth idler gear 15 is rotatably connected by a right shift of the third shift sleeve S3 with the output shaft 50, whereby the sixth switching device 36 of the shift sleeve S3 is brought into engagement with the fifth idler gear 15.
- the fifth gear is now engaged, for example, by the shift sleeve S2 is displaced to the right to make a rotational connection between the third idler gear 13 and the transmission input shaft 40 can.
- a voltage applied to the transmission shaft 40 torque is thus on the third idler gear 13 due to the meshing engagement with the third fixed gear 23 on the countershaft 60 and from there via the fifth fixed gear 25 and the fifth idler gear 15, which is now rotatably connected to the transmission output shaft 50, transmitted to the transmission output shaft 50.
- the torque is transmitted back to the output shaft 50 exclusively via the fifth idler gear 15.
- the first and the fifth and the second switching means 31, 35, 32 is engaged to the torque from the input shaft 40 via the first and fifth and second idler gear 1 first , 15, 12 from the input shaft 40 on.
- a torque direct transmission (DD) between input shaft 40 and output shaft 50 is made possible.
- trucks trucks
- it may be useful, contrary to the illustrated embodiment, to assign the highest transmission ratio (i ges 1, 00) by appropriate dimensioning of the individual gear pairs to the highest efficiency of a torque direct transmission for the highest gear achieve.
- the fifth idler gear 15 is in the "Lo" translation area of the first four gears functional part of the main transmission 1 12, since the same in the "Lo” translation area is not required for the downstream auxiliary gear 1 14, which in This case is formed only by the two meshing wheels 14, 24.
- the fifth idler gear 15 is a functional component of the downstream additional gear 1 14, wherein in the "Hi" transmission range of the upper four gears, the torque is transmitted to the output shaft 50 via the fifth idler gear 15.
- the fifth idler gear 15 thus has a double function, which is made possible by the fact that the fifth idler gear 15 in the "Lo" transmission range is not required for torque transmission to the output shaft 50.
- the first four idler gears 1 1, 12, 13, 14 on the first and the second shaft 40, 50 are.
- the first four idler gears 1 1, 12, 13, 14 may in principle also be arranged on the countershaft 60, or it may be arranged on the countershaft one or more of the idler gears on the first and second shaft and the other idler gears.
- the fourth and sixth switching means 34 and 36 may be formed by a common switching means such as a two-way shift sleeve, when the fourth gear 14 is rotatably mounted on the second shaft 50 idler gear, as in this case, the fourth switching device 34 for rotationally fixed connection of the fourth gear 14 with the second shaft 50 adjacent to the sixth switching device 36 is located.
- a common switching means such as a two-way shift sleeve
- the transmission of the illustrated embodiment can be switched in the manner explained eight forward gears. However, if, for example, the torque transmission between the first idler gear 13 and the associated fixed wheel 23 takes place indirectly via an intermediate gear, six forward and two reverse gears can be switched with the transmission.
- the transmission can be combined with another gear stage (such as a switchable planetary gear reducer) to provide 12, 16 or even 20 gears, for example for truck applications.
- another gear stage such as a switchable planetary gear reducer
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Abstract
Description
WECHSELGETRIEBE ZUR REALISIERUNG VON EXTERNAL GEARBOX FOR THE REALIZATION OF
ZUMINDEST ACHT GÄNGEN AT LEAST EIGHT GEARS
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wechselgetriebe zur Realisierung von zumindest acht Gängen, welches sowohl als reines Handschaltgetriebe als auch als automatisiertes Schaltgetriebe ausgeführt werden kann. Derartige Wechselgetriebe können als Stirnradgetriebe mit einer Eingangs- und einer Ausgangswelle sowie einer parallel dazu verlaufenden Vorgelegewelle ausgebildet sein, mittels derer das Drehmoment von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle übertragen wird. Hierbei befinden sich auf der Eingangswelle mehrere als Losräder ausgebildete Zahnräder (d.h. drehbar gelagerte Zahnräder), welche mit zugeordneten Festrädern auf der Vorgelegewelle (d.h. fest mit der Vorgelegewelle verbundenen Zahnrädern) kämmen. Die einzelnen Losräder sind dabei unterschiedlich groß ausgebildet und können mittels Schaltmuffen mit der Eingangswelle drehfest verbunden werden, so dass durch jedes Zahnradpaar der miteinander kämmenden Zahnräder auf der Eingangs- und der Vorgelegewelle ein anderes Übersetzungsverhältnis darstellbar ist. Zur Drehmomentübertragung von der Vorgelegewelle auf die Ausgangswelle wird schließlich ein weiteres Zahnradpaar benötigt, so dass ein derartiges als Stirnradgetriebe ausgebildetes Wechselgetriebe zur Realisierung von beispielsweise acht Gängen insgesamt neun Spuren, d.h. neun Paare miteinander kämmender Zahnräder benötigt. Aufgrund der Vielzahl benötigter Spuren weisen derartige Wechselgetriebe daher in axialer Richtung eine verhältnismäßig große Baulänge auf und auch die Radialabmessungen derartiger Getriebe sind aufgrund der benötigten Spreizung zwischen dem größten und dem kleinsten Gang verhältnismäßig groß. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Wechselgetriebe der voran beschriebenen Art anzugeben, welches jedoch geringeren Bauraum benötigt und dadurch über geringeres Gewicht verfügt. Diese Aufgabe wird mit einem Wechselgetriebe gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. The present invention relates to a change gear for the realization of at least eight gears, which can be performed both as a pure manual transmission and as an automated manual transmission. Such change gear can be configured as a spur gear with an input and an output shaft and a parallel countershaft, by means of which the torque is transmitted from the input shaft to the output shaft. Here are located on the input shaft a plurality of gears designed as idler gears (ie, rotatably mounted gears), which mesh with associated fixed wheels on the countershaft (ie fixedly connected to the countershaft gears). The individual idler gears are formed differently large and can be connected by means of shift sleeves with the input shaft rotation, so that by each gear pair of intermeshing gears on the input and the countershaft another gear ratio is displayed. For torque transmission from the countershaft to the output shaft, a further gear pair is finally required, so that such a spur gear designed as a change gear for the realization of, for example, eight gears a total of nine tracks, ie nine pairs of intermeshing gears needed. Due to the large number of required tracks such change gear therefore have a relatively large length in the axial direction and also the radial dimensions of such gears are relatively large due to the required spread between the largest and the smallest gear. The invention is therefore based on the object to provide a change gear of the type described above, which, however, requires less space and thus has less weight. This object is achieved with a change gear, having the features of claim 1.
Das erfindungsgemäße Getriebe verfügt unter anderem über eine erste Welle, eine zweite Welle, die axial mit der ersten Welle ausgerichtet ist, und eine parallel zu diesen beiden Wellen verlaufende Vorgelegewelle. Auf der ersten Welle, bei der es sich vorzugsweise um eine Getriebeeingangswelle handeln kann, sind dabei zumindest drei als Gangräder dienende Zahnräder, nämlich ein erstes, ein zweites und ein drittes Zahnrad angeordnet. In entsprechender Weise ist auf der zweiten Welle, bei der es sich vorzugsweise um eine Getriebeausgangswelle handeln kann, ein viertes Zahnrad angeordnet. Des Weiteren verfügt das erfindungsgemäße Getriebe über ein hier als fünftes Losrad bezeichnetes Zahnrad, das relativ zu der ersten und der zweiten Welle drehbar ist und das koaxial mit den ersten bis vierten Zahnrädern ausgerichtet ist. Um das Drehmoment von der ers- ten auf die zweite Welle übertragen zu können, weist die Vorgelegewelle zumindest fünf Gegen-Zahnräder auf, von denen jedes direkt oder mittelbar mit einem anderen der fünf Zahnräder kämmt, die axial mit der ersten und der zweiten Welle ausgerichtet sind, wodurch ein erstes, ein zweites, ein drittes, ein viertes und ein fünftes Zahnradpaar gebildet werden. Um die einzelnen Gänge schalten zu kön- nen, verfügt das Gebtriebe ferner über eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Schalteinrichtung, wobei jeweils eines der Zahnräder der ersten bis vierten Zahnradpaare ein Festrad (d.h. ein mit der zugeordneten Welle fest verbundenes Zahnrad oder Gegen-Zahnrad) und das andere Zahnrad des jeweiligen Zahnradpaars ein Losrad (d.h. ein auf der zugeordneten Welle drehbar gelagertes Zahnrad oder Gegen-Zahnrad) ist, das mittels der jeweiligen Schalteinrichtung drehfest mit der Welle, auf der es angeordnet ist, verbindbar ist. The transmission according to the invention has inter alia a first shaft, a second shaft, which is aligned axially with the first shaft, and a parallel to these two shafts countershaft. On the first shaft, which may preferably be a transmission input shaft, at least three gears serving as gear wheels, namely a first, a second and a third gear are arranged. In a corresponding manner, a fourth gear is arranged on the second shaft, which may preferably be a transmission output shaft. Furthermore, the transmission according to the invention has a gear designated here as the fifth idler gear which is rotatable relative to the first and second shafts and which is aligned coaxially with the first to fourth gears. In order to transmit the torque from the first to the second shaft, the countershaft has at least five counter-gears, each of which directly or indirectly meshes with another of the five gears axially aligned with the first and second shafts are, whereby a first, a second, a third, a fourth and a fifth gear pair are formed. In order to be able to shift the individual gears, the drive furthermore has a first, a second, a third and a fourth shifting device, one of the gears of the first to fourth gear pairs being a fixed gear (ie a toothed wheel permanently connected to the associated shaft or counter gear) and the other gear of the respective gear pair is a loose wheel (ie, a rotatably mounted on the associated shaft gear or counter gear), which is non-rotatably connected by means of the respective switching device with the shaft on which it is arranged.
Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass das fünfte, als Losrad ausgebildete Zahnrad axial zwischen der ersten und der zweiten Welle angeordnet ist und wahlweise mit der ersten Welle, oder mit der zweiten Welle, oder mit der ersten und der zweiten Welle mittels einer fünften und/oder einer sechsten Schalteinrichtung drehfest verbunden werden kann. Wie den vorstehenden Erläuterungen entnommen werden kann, weist das erfindungsgemäße Acht-Gang-Wechselgetriebe somit lediglich fünf Spuren auf, die durch die miteinander direkt oder mittelbar kämmenden Paare von Losrädern und Festrädern gebildet werden, so dass das Getriebe in axialer Richtung nur verhältnismäßig wenig Bauraum benötigt. Dass das erfindungsgemäße Getriebe zur Realisierung von acht Gängen mit nur fünf Spuren auskommt, ist darauf zurückzuführen, dass sich das erfindungsgemäße Wechselgetriebe im Grunde genommen aus einem Hauptgetriebe und einem diesem vor- oder nachgeschalteten Zusatz- getriebe bzw. einer Zusatzgetriebestufe zusammensetzt. Das Hauptgetriebe wird dabei unter anderem durch die drei Spuren der ersten Welle gebildet, wohingegen das Zusatzgetriebe unter anderem durch die Spur der zweiten Welle gebildet wird. According to the invention, it is now provided that the fifth idler gear is arranged axially between the first and the second shaft and optionally with the first shaft, or with the second shaft, or with the first and the second shaft by means of a fifth and / or. or a sixth switching device can be rotatably connected. As can be seen from the above explanations, the eight-speed change gear according to the invention thus has only five tracks, which are formed by the mutually directly or indirectly intermeshing pairs of idler gears and fixed wheels, so that the transmission requires only relatively little space in the axial direction , The fact that the transmission according to the invention makes do with only five tracks for the realization of eight gears is due to the fact that the change gear according to the invention basically consists of a main gear and an auxiliary gear or an additional gear stage upstream or downstream thereof. The main gear is formed, inter alia, by the three tracks of the first wave, whereas the additional gear is formed inter alia by the track of the second shaft.
Solange das Drehmoment über das vierte Zahnrad und das damit kämmende Gegen-Zahnrad zwischen der Vorgelegewelle und der zweiten Welle übertragen wird, wird das fünfte Zahnrad (Losrad zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle) nicht zur Drehmomentübertragung zwischen der Vorgelegewelle und der zweiten Welle benötigt. Das fünfte Zahnrad kann daher wahlweise drehfest mit der ersten Welle verbunden werden, wodurch zusätzlich zu den drei Gängen der ers- ten drei Spuren ein vierter Gang geschaltet werden kann, was bedeutet, dass in diesem Falle das fünfte Zahnrad zum Bestandteil des Hauptgetriebes wird. As long as the torque is transmitted via the fourth gear and the counter gear meshing therewith between the countershaft and the second shaft, the fifth gear (idler gear between the first shaft and the second shaft) is not required for torque transmission between the countershaft and the second shaft , The fifth gear can therefore be selectively connected in a rotationally fixed manner to the first shaft, whereby a fourth gear can be switched in addition to the three gears of the first three tracks, which means that in this case the fifth gear becomes part of the main gear.
Um mit dem Getriebe nun in der gewünschten Weise weitere vier Gänge realisieren zu können, kann das fünfte Zahnrad jedoch wahlweise auch drehfest mit der zweiten Welle verbunden werden, so dass die Drehmomentübertragung zwischen der zweiten Welle und der Vorgelegewelle nicht mehr über das vierte Zahnrad und das damit kämmende Gegen-Zahnrad, sondern über das fünfte Zahnrad erfolgen kann. Auf diese Weise können zusätzlich zu den ersten vier Gängen, bei denen die Drehmomentübertragung zwischen der zweiten Welle und der Vorgelegewelle über das vierte Zahnrad und das damit kämmende Gegen-Zahnrad erfolgt, vier weitere Gänge geschaltet werden, bei denen die Drehmomentübertragung zwischen der zweiten Welle und der Vorgelegewelle über das fünfte Zahnrad erfolgt, was bedeutet, dass in diesem Falle das fünfte Zahnrad zum Bestandteil des Zusatzgetriebes wird. To be able to realize with the transmission now in the desired manner four more gears, but the fifth gear can optionally be rotatably connected to the second shaft, so that the torque transmission between the second shaft and the countershaft is no longer on the fourth gear and the thus meshing counter-gear, but can be done via the fifth gear. In this way, in addition to the first four gears in which the torque transmission between the second shaft and the countershaft via the fourth gear and the counter-gear meshing therewith, four further gears are connected, in which the torque transmission between the second shaft and the countershaft is over the fifth gear, which means that in this case the fifth gear becomes part of the additional gear.
Dem fünften Zahnrad wird erfindungsgemäß somit gewissermaßen eine Doppel- funktion zugewiesen, indem dieses einerseits im Falle einer drehfesten Verbindung mit der ersten Welle als Gangrad dient, und andererseits im Falle einer drehfesten Verbindung mit der zweiten Welle zur Realisierung eines zweiten Getriebeübersetzungsbereichs, beispielsweise eines "High-Bereichs" dient, in dem die Übersetzungsverhältnisse des Hauptgetriebes zusätzlich einer anderen Überset- zung unterworfen werden als über das vierte Zahnrad auf der zweiten Welle. The fifth gear according to the invention, so to speak, assigned a dual function by this on the one hand in the case of a rotationally fixed connection with the first shaft as a gear wheel, and on the other hand in the case of a rotationally fixed connection with the second shaft for the realization of a second transmission ratio range, for example, a "High Range ", in which the gear ratios of the main gear are additionally subjected to a different translation than via the fourth gear on the second shaft.
Es wird somit ein Wechselgetriebe mit einem Hauptgetriebe und einem diesem vor- oder nachgeschalteten Zusatzgetriebe zur Verfügung gestellt, mit dem die einzelnen Übersetzungsverhältnisse des Hauptgetriebes unterschiedlichen Über- Setzungsverhältnissen unterworfen werden können, wobei sich das Hauptgetriebe und das Zusatzgetriebe ein gemeinsames Losrad (das genannte fünfte Zahnrad) "teilen". Wenn nämlich das fünfte Zahnrad nicht zur Drehmomentübertragung zwischen der Vorgelegewelle und der zweiten Welle benötigt wird, kann das fünfte Zahnrad in der erfindungsgemäßen Art und Weise als Gangrad für das Hauptge- triebe verwendet werden, so dass im Vergleich zu einer Getriebeanordnung mit einem vollständig separaten Zusatzgetriebe eine Spur weniger benötigt wird, um dieselbe Anzahl von Gängen bereitzustellen. It is thus provided a change gear with a main gear and an upstream or downstream auxiliary gear available, with the individual ratios of the main transmission different transmission ratios can be subjected, with the main gear and the additional gear a common idler gear (said fifth gear ) "share". Namely, if the fifth gear is not required for torque transmission between the countershaft and the second shaft, the fifth gear in the manner according to the invention can be used as a gear for the main gear, so that compared to a gear assembly with a completely separate additional gear one less track is needed to provide the same number of gears.
Hierzu sind sämtliche Los- und Festräder des erfindungsgemäßen Getriebes in einem gemeinsamen Gehäuse unterzubringen, was sich zusätzlich positiv auf den benötigten Bauraum auswirkt. Erfindungsgemäß wird der Bauraum jedoch nicht nur in der beschriebenen Art und Weise in axialer Richtung minimiert; vielmehr weist das erfindungsgemäße Wechselgetriebe gegenüber einem herkömmlichen Stirnradgetriebe mit neun Spuren auch in radialer Richtung einen geringeren Bau- räum auf, da aufgrund der Tatsache, dass die Übersetzungsverhältnisse des Hauptgetriebes durch das Zusatzgetriebe in zwei unterschiedliche Geschwindig- keits- bzw. Übersetzungsbereiche übersetzt werden, die Spreizung des Hauptgetriebes geringer ausfallen kann. For this purpose, all loose and fixed wheels of the transmission according to the invention are to be accommodated in a common housing, which also has a positive effect on the required space. According to the invention, however, the space is minimized not only in the manner described in the axial direction; Rather, the change gear according to the invention has a smaller construction space compared to a conventional spur gear with nine tracks, even in the radial direction, since due to the fact that the gear ratios of the main gearbox are divided by the additional gear into two different speeds. keits- or translation areas are translated, the spread of the main gearbox may be lower.
Was die genannten fünf Zahnradpaare bzw. fünf Spuren betrifft, so können das jeweilige Zahnrad und das zugeordnete Gegenzahnrad direkt miteinander kämmen. Bei wenigstens einem der fünf Zahnradpaare (insbesondere dem ersten, dem zweiten oder dem dritten Zahnradpaar) kann jedoch vorgesehen sein, dass das jeweilige Zahnrad und das zugeordnete Gegenzahnrad lediglich mittelbar drehwirksam verbunden sind, nämlich lediglich über ein Zwischenzahnrad mitei- nander kämmen. Somit kann bei dem jeweiligen Zahnradpaar eine Drehrichtungsumkehr verwirklicht werden, um über dieses Zahnradpaar bzw. diese Spur zwei Rückwärtsgänge zu realisieren (zwei Gänge desselben Drehsinns aufgrund der erläuterten Wirkung des Zusatzgetriebes). Im Folgenden wird nun auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung eingegangen. Weitere Ausführungsformen können sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Figurenbeschreibung sowie den Zeichnungen ergeben. As regards the said five pairs of gears or five tracks, the respective gear and the associated counter gear can mesh directly with each other. In at least one of the five pairs of gears (in particular the first, the second or the third gear pair), however, it may be provided that the respective gear and the associated counter gear are only indirectly connected in a rotationally effective manner, namely meshing with one another only via an intermediate gear. Thus, in the respective pair of gears a reversal of rotation can be realized in order to realize this pair of gears or this track two reverse gears (two gears the same direction of rotation due to the explained effect of the additional gear). In the following, preferred embodiments of the invention will now be discussed. Further embodiments may be apparent from the dependent claims, the description of the figures and the drawings.
Das fünfte Zahnrad (Losrad) ist vorzugsweise drehbar sowohl bezüglich der ersten als auch bezüglich der zweiten Welle gelagert. Zwar wäre es möglich, das fünfte Zahnrad auf einem eigens dafür vorgesehenen Lager zwischen den beiden Wellen drehbar zu lagern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist es jedoch vorgesehen, das fünfte Zahnrad drehbar sowohl auf der ersten als auch auf der zweiten Welle zu lagern, da hierdurch kein zusätzliches Gewicht für entsprechende Lagerbauteile für das fünfte Zahnrad anfällt. The fifth gear (idler gear) is preferably rotatably supported both with respect to the first and with respect to the second shaft. Although it would be possible to rotatably support the fifth gear on a dedicated bearing between the two shafts. According to a preferred embodiment, however, it is provided to support the fifth gear rotatably on both the first and on the second shaft, since this no additional weight for corresponding bearing components for the fifth gear is obtained.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das erste und das zweite Zahnrad jeweils ein auf der ersten Welle drehbar gelagertes Losrad ist, wohingegen das erste und zweite Gegen-Zahnrad jeweils ein mit der Vor- gelegewelle drehfest verbundenes Festrad ist, und wobei die erste und zweite Schalteinrichtung dem ersten bzw. dem zweiten Zahnrad zugeordnet ist. Alternativ zu dieser Ausführungsform kann das erste und das zweite Zahnrad jeweils ein mit der ersten Welle drehfest verbundenes Festrad sein, wobei das erste und zweite Gegen-Zahnrad jeweils ein auf der Vorgelegewelle drehbar gelagertes Losrad ist, und wobei die erste und zweite Schalteinrichtung dem ersten bzw. dem zweiten Gegen-Zahnrad zugeordnet ist. According to a preferred embodiment, it is provided that the first and the second gear are each a loose on the first shaft rotatably mounted idler gear, whereas the first and second counter gear is in each case a non-rotatably connected to the countershaft Festrad, and wherein the first and second switching means is associated with the first and the second gear. As an alternative to this embodiment, the first and the second gearwheel may each be a fixed wheel rotatably connected to the first shaft, wherein the first and second counter gearwheel is in each case a loose wheel mounted rotatably on the countershaft, and wherein the first and second shifting device corresponds to the first or second shifting device is associated with the second counter gear.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführensform ist das dritte Zahnrad ein auf der ersten Welle drehbar gelagertes Losrad und ist das vierte Zahnrad ein auf der zweiten Welle drehbar gelagertes Losrad, wobei das dritte und vierte Gegen- Zahnrad jeweils ein mit der Vorgelegewelle drehfest verbundenes Festrad ist, und wobei die dritte und vierte Schalteinrichtung dem dritten bzw. dem vierten Zahnrad zugeordnet sind. In diesem Falle befindet sich die dritte Schalteinrichtung zur drehfesten Verbindung des dritten Zahnrads mit der ersten Welle vorzugsweise benachbart zu der fünften Schalteinrichtung, so dass die dritte und fünfte Schalt- einrichtung durch ein gemeinsames Schaltmittel wie beispielsweise eine Zweiwege-Schaltmuffe gebildet werden können. In entsprechender Weise können die vierte und sechste Schalteinrichtung durch ein gemeinsames Schaltmittel wie beispielsweise eine Zweiwege-Schaltmuffe gebildet werden, wenn sich die vierte Schalteinrichtung zur drehfesten Verbindung des vierten Zahnrads mit der zweiten Welle benachbart zu der sechsten Schalteinrichtung befindet. According to a further preferred embodiment, the third gear is rotatably mounted on the first shaft idler gear and the fourth gear is rotatably mounted on the second shaft idler gear, wherein the third and fourth counter gear each having a rotatably connected to the countershaft fixed gear, and wherein the third and fourth switching means are associated with the third and the fourth gear. In this case, the third switching device for rotationally fixed connection of the third gear to the first shaft is preferably adjacent to the fifth switching device, so that the third and fifth switching device can be formed by a common switching means such as a two-way shift sleeve. Similarly, the fourth and sixth switching means may be formed by a common switching means such as a two-way shift sleeve, when the fourth switching means for rotationally fixed connection of the fourth gear to the second shaft is adjacent to the sixth switching means.
Um die Anzahl der Teile und damit auch das Gewicht des erfindungsgemäßen Getriebes weiter zu reduzieren, ist es gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die erste und die zweite Schalteinrichtung, die dritte und die fünfte Schalteinrichtung, sowie die vierte und die sechste Schalteinrichtung jeweils paarweise verbunden sind und ein gemeinsames jeweiliges Schaltmittel umfassen, das beispielsweise durch eine Zweiwege-Schaltmuffe gebildet wird, welche in an sich bekannter Weise mittels Synchronringen nach erfolgter Drehzahlsynchronisation mit dem zugehörigen Losrad in Eingriff gebracht bzw. eingerückt werden kann, um eine drehfeste Verbindung zwischen dem jeweiligen Losrad und der zugehörigen Welle herzustellen. Zwar wäre es ebenfalls möglich, jedem Losrad als Schalteinrichtung eine nur einseitig wirksame Schaltmuffe zuzuordnen; jedoch würde auch dies wiederum zu Lasten des Gewichts und der Baulänge des Getriebes gehen, weshalb gerade aus Gewichtsgründen der paarweisen Ausbildung zweier Schalteinrichtungen als Zweiwege-Schaltmuffe Vorrang gegeben werden sollte. In order to further reduce the number of parts and thus also the weight of the transmission according to the invention, it is provided according to a further embodiment, that the first and the second switching device, the third and the fifth switching device, and the fourth and the sixth switching device connected in pairs are and comprise a common respective switching means, which is formed for example by a two-way shift sleeve, which can be brought in a conventional manner by synchronizing rings after the speed synchronization with the associated idler gear engaged or engaged to a rotationally fixed connection between the respective idler gear and the associated shaft. Although it would also be possible to assign each loose wheel as a switching device only one-sided effective shift sleeve; however Again, this would be at the expense of the weight and the length of the transmission, which is why, for weight reasons, the pairwise training of two switching devices should be given priority as a two-way shift sleeve.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Wechselgetriebe über eine Steuereinrichtung verfügt, die zur Realisierung der zumindest acht Gänge dazu angepasst ist, entweder die vierte oder die sechste Schalteinrichtung und gleichzeitig eine der ersten, zweiten, dritten und fünften Schalteinrichtungen einzurücken. Da während der beiden Übersetzungsbereiche, die durch wahlweises Verbinden des vierten bzw. des fünften (als Losrad ausgebildeten) Zahnrads mit der jeweiligen Welle realisiert werden können, stets nur entweder die vierte oder die sechste Schalteinrichtung eingerückt ist, bedarf es somit zum Gangwechsel zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gängen lediglich der Betätigung zweier der anderen Schalteinrichtungen, beispielsweise des Ausrückens der dritten Schalteinrichtung und des Einrückens der ersten Schalteinrichtung, um vom ersten in den zweiten Gang zu schalten, was insbesondere im Falle der Ausbildung des erfindungsgemäßen Wechselgetriebes als Handschaltgetriebe nur der axialen Verlagerung einer einzigen Schaltmuffe be- darf. According to a further embodiment, it is provided that the change gear according to the invention has a control device which is adapted to realize the at least eight gears to engage either the fourth or the sixth switching device and at the same time one of the first, second, third and fifth switching devices. Since only the fourth or the sixth shifting device is always engaged during the two transmission ranges, which can be realized by selectively connecting the fourth and the fifth gear (designed as a loose wheel) to the respective shaft, it is therefore necessary to change gear between two successive gears Gangs only the operation of two of the other switching devices, such as the disengagement of the third switching device and the engagement of the first switching device to switch from the first to second gear, which in particular in the case of the formation of the change gear according to the invention as a manual transmission only the axial displacement of a single shift sleeve requirement.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass auf der ersten Welle (insbesondere der Eingangswelle) zusätzlich zu den drei Zahnrädern zumindest ein weiteres Zahnrad angeordnet ist, das zumindest mittelbar (d.h. direkt kämmend oder über ein weiteres Zahnrad) mit zumindest einem weiteren Gegen-Zahnrad der Vorgelegewelle drehwirksam verbunden ist. Auf diese Weise können ein neunter und zehnter Vorwärtsgang oder zwei Rückwärtsgänge realisiert werden, was bedeutet, dass das Getriebe zur Realisierung von beispielweise insgesamt zehn Gängen insgesamt nur sechs Spuren benötigt. According to yet another embodiment, it is provided that on the first shaft (in particular the input shaft) at least one further gear is arranged in addition to the three gears, which at least indirectly (ie directly combing or via another gear) with at least one other counterpart Gear of the countershaft is rotationally connected. In this way, a ninth and tenth forward gear or two reverse gears can be realized, which means that the transmission for the realization of, for example, a total of ten gears in total only six tracks needed.
Um eine gerade Anzahl von N Gängen realisieren zu können, werden erfindungsgemäß also nur N/2 + 1 Spuren benötigt, was darauf zurückzuführen ist, dass dem fünften Zahnrad (Losrad) in der erfindungsgemäßen Art und Weise eine Doppelfunktion zukommt, indem es wahlweise mit der ersten Welle oder mit der zweiten Welle oder gleichzeitig mit sowohl der ersten als auch der zweiten Welle drehfest verbindbar ist. In order to realize an even number of N courses, according to the invention therefore only N / 2 + 1 tracks are required, which is due to the fact that the fifth gear (idler gear) in the manner according to the invention has a double function in that it can be connected in a rotationally fixed manner optionally to the first shaft or to the second shaft or simultaneously to both the first and the second shaft.
Im Folgenden wird die Erfindung nun rein exemplarisch unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen: In the following, the invention will now be described purely by way of example with reference to the drawings, in which:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teils eines Fahrzeugs zeigt, das mit dem erfindungsgemäßen Wechselgetriebe ausgestaltet ist; Fig. 1 shows a schematic representation of a part of a vehicle which is designed with the change gear according to the invention;
Fig. 2 schematisch die Kraftübertragungspfade in den Gängen 1 bis 4 des erfindungsgemäßen Wechselgetriebes sowie eine Schalttabelle zeigt; und Fig. 2 shows schematically the power transmission paths in the gears 1 to 4 of the transmission according to the invention and a shift table; and
Fig. 3 schematisch die Kraftübertragungspfade in den Gängen 5 bis 8 des erfindungsgemäßen Wechselgetriebes sowie nochmals die bereits in der Fig. 2 dargestellte Schalttabelle zeigt. Fig. 3 shows schematically the power transmission paths in the gears 5 to 8 of the change gear according to the invention and again the switching table already shown in FIG. 2.
Im Folgenden wird nun zunächst unter Bezugnahme auf die Fig. 1 der Aufbau des erfindungsgemäßen Wechselgetriebes erläutert. Die Fig. 1 zeigt den hinteren Teil eines Fahrzeugs 100 mit Heckantrieb. Das Fahrzeug 100 bzw. dessen Hinterräder 124 werden von einem Motor 1 16 wie beispielsweise einer Brennkraftmaschine angetrieben. Das Drehmoment des Motors 1 16 wird dabei über ein Schwungrad 1 18 und eine Kupplung 120 sowie über das erfindungsgemäße Getriebe 1 10 auf ein Achsdifferential 126 übertragen, welches das Drehmoment zur Übertragung auf die beiden Hinterräder 124 auf die beiden Halbwellen 122 der Hinterachse aufteilt. Das Getriebe 1 10 weist eine Getriebeeingangswelle 40 sowie eine Getriebeausgangswelle 50 auf, welche in dem Getriebegehäuse 128 des Getriebes 1 10 drehbar gelagert sind und sich aus diesem heraus erstrecken. Parallel zu den beiden axial ausgerichteten Wellen 40, 50 ist innerhalb des Getriebegehäuses 128 eine Vorgelegewelle 60 drehbar gelagert, über die das Drehmoment von der Eingangswelle 40 mittelbar auf die Ausgangswelle 50 übertragen wird. Auf der Eingangswelle 40 sind in der dargestellten Ausführungsform drei unterschiedlich große Losräder drehbar gelagert, nämlich die Losräder 1 1 , 12, 13. Bei den Losrädern 1 1 , 12, 13 handelt es sich dabei um als Zahnräder ausgebildete Gangräder zur Realisierung eines zweiten, vierten bzw. ersten Gangs, wie dies in der Fig. 1 durch die entsprechenden Ziffern kenntlich gemacht ist. Ein viertes Losrad 14 ist auf der Getriebeausgangswelle 50 drehbar gelagert und dient zur Realisierung eines unteren Getriebeübersetzungsbereichs, wie dies in der Fig. 1 durch die Abkürzung "Lo" kenntlich gemacht ist. Das relativ größte vierte Losrad 14 (hohe Übersetzung ins Langsame) ist dabei das entlang des Drehmomentübertragungspfads dem Getriebeausgang am nächsten liegende Zahnrad, damit die zwischen dem Motor 1 16 und dem vierten Zahnrad 14 befindlichen Getriebekomponenten insbesondere im unteren Getriebeübersetzungsbereich relativ wenig Drehmoment zu übertragen haben und folglich weniger stark dimensioniert werden können. Ein fünftes Losrad 15 ist koaxial mit den vier Losrädern 1 1 , 12, 13, 14 ausgerichtet, wobei das fünfte Losrad 15 sich zwischen der Eingangswelle 40 und der Ausgangswelle 50 befindet und vorzugsweise auf diesen Wellen 40, 50 drehbar gelagert ist. Mit der Vorgelegewelle 60 sind fünf Festräder 21 , 22, 23, 24, 25 drehfest verbunden, wobei ein jedes dieser Festräder mit einem zugehörigen der Losräder 1 1 , 12, 13, 14, 15 kämmt und somit ein jeweiliges Gegen-Zahnrad bildet. Insofern weist das erfindungsgemäße Wechselgetriebe 1 10 insgesamt fünf Spuren auf, von denen jede durch ein Paar miteinander kämmender Los- bzw. Festräder (d.h. Zahnräder und Gegen-Zahnräder) definiert wird. In der dargestellten Ausführungsform ist das als Gangrad dienende zweite Losrad 12 für den vierten Gang unmittelbar benachbart zu dem als Gangrad dienenden ersten Losrad 1 1 für den zwei- ten Gang angeordnet. Diese Anordnung bietet sich insbesondere für ein automatisiertes Schaltgetriebe an, wohingegen für den Fall einer reinen Handschaltung im Unterschied zu der dargestellten Ausführungsform die Positionen der Gangräder 12, 13 für den vierten bzw. ersten Gang miteinander vertauscht werden sollten, um das Getriebe über eine H-Schaltung bzw. eine H-förmige Schaltkulisse schalten zu können. Bei derartigen H-Schaltungen werden nämlich die Gangräder des ersten und zweiten Gangs bzw. die des dritten und vierten Gangs jeweils mittels einer zwischen den jeweiligen Gangrädern liegenden Zweiwege-Schaltmuffe geschaltet, so dass beispielsweise die den ersten beiden Gängen zugeordnete Schaltmuffe vom Eingriff mit den ersten Gangrad entkoppelt und mit dem zweiten Gangrad in Eingriff gebracht werden kann, wenn der Gangschalthebel in der Schaltkulisse ausgehend von der Gasse des ersten Gangs über die Neutralstellung in die Gasse des zweiten Gangs bewegt wird. Wie des Weiteren der Fig. 1 entnommen werden kann, ist jedem der fünf Losräder 1 1 , 12, 13, 14, 15 zumindest eine Schalteinrichtung 31 , 32, 33, 34, 35, 36 zugeordnet, um die Losräder 1 1 , 12, 13, 14, 15 mit der jeweiligen Welle 40, 50 drehfest verbinden zu können. Besonderes Augenmerk sei hierbei darauf gerichtet, dass dem fünften Losrad 15 beiderseits jeweils eine Schalteinrichtung 35, 36 zugeord- net ist, um so das fünfte Losrad 15 wahlweise mit der Eingangswelle 40 oder mit der Ausgangswelle 50 oder gleichzeitig mit sowohl der Eingangswelle 40 als auch der Ausgangswelle 50 drehfest verbinden zu können, worauf nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 genauer eingegangen wird. Wie Fig. 1 ferner zeigt, sind jeweils zwei benachbarte Schalteinrichtungen 31 , 32 bzw. 33, 35 bzw. 34, 36 paarweise miteinander verbunden, wie dies auch in den beiden ersten Zeilen der Schalttabelle der Figuren 2 und 3 angedeutet ist. Bei dem Verbund aus jeweils zwei Schalteinrichtungen handelt es sich in der dargestellten Ausführungsform um Zweiwege-Schaltmuffen S1 , S2, S3, welche je nach axialer Verlagerungsrichtung mit einem anderen der Losräder 1 1 , 12, 13, 14, 15 in Eingriff gelangen können, um eine drehfeste Verbindung zwischen der jeweiligen Welle 40, 50 und dem betreffenden Losrad 1 1 , 12, 13, 14, 15 herzustellen. Besonderes Augenmerk sei dabei darauf gerichtet, dass sich mit der Zweiwege- Schaltmuffe S1 die Losräder 1 1 , 12 für den zweiten und vierten Gang schalten lassen, wohingegen sich mit der Zweiwege-Schaltmuffe S2 die Losräder 13, 15 für den ersten und dritten Gang schalten lassen. Diese Ausgestaltung, bei der Gangrändern benachbarter Gänge unterschiedliche Schaltmittel zugeordnet sind, ist insbesondere bei Anwendungen für automatisierte Schaltgetriebe vorteilhaft, da es hierdurch zur Beschleunigung der Schaltvorgänge möglich wird, bei beispielweise einem Gangwechsel in den nächsten Gang bereits mit dem Schalten des Schalt- mittels für den nächsten Gang zu beginnen, bevor das Schaltmittel des aktuellen Gangs vollständig ausgerückt ist. In the following, the structure of the change gear according to the invention will now be explained first with reference to FIG. Fig. 1 shows the rear part of a vehicle 100 with rear-wheel drive. The vehicle 100 and its rear wheels 124 are driven by an engine 16, such as an internal combustion engine. The torque of the engine 1 16 is transmitted via a flywheel 1 18 and a clutch 120 and the inventive transmission 1 10 to an axle differential 126 which divides the torque for transmission to the two rear wheels 124 on the two half-shafts 122 of the rear axle. The transmission 1 10 has a transmission input shaft 40 and a transmission output shaft 50, which are rotatably mounted in the gear housing 128 of the transmission 1 10 and extending out of this. Parallel to the two axially aligned shafts 40, 50, a countershaft 60 is rotatably mounted within the gear housing 128, via which the torque is transmitted from the input shaft 40 indirectly to the output shaft 50. On the input shaft 40, three differently sized idler gears are rotatably mounted in the illustrated embodiment, namely the idler gears 1 1, 12, 13. In the idler gears 1 1, 12, 13 are gear wheels designed as gears for the realization of a second, fourth or first gear, as is indicated in Fig. 1 by the corresponding numerals. A fourth idler gear 14 is rotatably mounted on the transmission output shaft 50 and serves to realize a lower gear transmission range, as is indicated in Fig. 1 by the abbreviation "Lo". The relatively largest fourth idler gear 14 (high gear to slow) is the along the torque transmission path to the transmission output nearest gear, so that located between the engine 1 16 and the fourth gear 14 transmission components have to transmit relatively little torque, especially in the lower gear ratio range and Consequently, they can be dimensioned less strongly. A fifth idler gear 15 is coaxially aligned with the four idler gears 1 1, 12, 13, 14, wherein the fifth idler gear 15 is located between the input shaft 40 and the output shaft 50 and is preferably rotatably mounted on these shafts 40, 50. With the countershaft 60 five fixed wheels 21, 22, 23, 24, 25 are rotatably connected, wherein each of these fixed wheels with an associated one of the idler gears 1 1, 12, 13, 14, 15 meshes and thus forms a respective counter-gear. In this respect, the change gear 1 10 according to the invention has a total of five tracks, each of which is defined by a pair of intermeshing loose or fixed wheels (ie gears and counter-gears). In the illustrated embodiment, serving as a gear wheel second idler gear 12 for the fourth gear is immediately adjacent to serving as a gear idler gear 1 1 for the second arranged. This arrangement is particularly suitable for an automated manual transmission, whereas in the case of a pure manual transmission, in contrast to the illustrated embodiment, the positions of the gear wheels 12, 13 should be interchanged for the fourth or first gear to the transmission via a H- Switching circuit or an H-shaped shift gate can. Namely, in such H-circuits, the first and second speed gears and third and fourth speed gears are respectively shifted by means of a two-way shift sleeve disposed between the respective gear wheels, so that, for example, the shift sleeve associated with the first two gears disengages with the first Gear wheel can be decoupled and can be brought into engagement with the second gear wheel when the gearshift lever is moved in the shift gate from the first gear alley via the neutral position into the second-speed lane. 1, each of the five loose wheels 1 1, 12, 13, 14, 15 at least one switching device 31, 32, 33, 34, 35, 36 associated to the idler gears 1 1, 12, 13, 14, 15 to connect with the respective shaft 40, 50 rotatably. Particular attention should be paid to the fact that the fifth idler gear 15 on both sides in each case a switching device 35, 36 is assigned to the fifth idler gear 15 either to the input shaft 40 or to the output shaft 50 or simultaneously with both the input shaft 40 and the Output shaft 50 to connect rotationally fixed, as will be discussed in more detail below with reference to FIGS. 2 and 3. As further shown in FIG. 1, two adjacent switching devices 31, 32 and 33, 35 and 34, 36 are connected in pairs, as is also indicated in the first two lines of the switching table of FIGS. 2 and 3. The composite of two switching devices in the illustrated embodiment to two-way shift sleeves S1, S2, S3, which depending on the axial displacement direction with another of the loose wheels 1 1, 12, 13, 14, 15 can engage in order a rotationally fixed connection between the respective shaft 40, 50 and the respective idler gear 1 1, 12, 13, 14, 15 produce. Particular attention should be paid to the fact that can be with the two-way shift sleeve S1, the idler gears 1 1, 12 switch for the second and fourth gear, whereas the idler gears 13, 15 switch for the first and third gear with the two-way shift sleeve S2 to let. This refinement, in which gear edges of adjacent gears are assigned different shifting means, is advantageous, in particular in applications for automated manual transmissions, since this makes it possible to accelerate the shifting processes, for example a gear change into the next gear already with the shifting of the shifting means for the engine Begin next gear before the switching means of the current gear is completely disengaged.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Wechselgetriebes 1 10 besteht darin, dass nur bei einem von (N-1 ) Gangwechseln eine Doppelschaltung durchgeführt werden muss. Another advantage of the change gear 1 10 according to the invention is that only with one of (N-1) gear changes a double circuit must be performed.
Im Folgenden wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Wechselgetriebes 1 10 erläutert. Wie der Schalttabelle entnommen werden kann, werden zur Schaltung des ersten Gangs die zweite und die dritte Schaltmuffe S2, S3 eingerückt. Insbesondere wird die zweite Schaltmuffe S2 nach rechts verlagert, so dass die Schalteinrichtung 33 der Schaltmuffe S2 mit dem dritten Losrad 13 in Eingriff gelangt, wodurch dieses mit der Eingangswelle 40 drehfest verbunden wird. Demgegenüber wird die dritte Schaltmuffe S3 nach links verlagert, wodurch die vierte Schalteinrichtung 34 mit dem vierten Losrad 14 in Eingriff gelangt, so dass dieses drehfest mit der Ausgangswelle 50 verbunden ist. Ein an der Getriebeeingangswelle 40 anliegendes Drehmoment wird somit gemäß dem durch Pfeile markierten Drehmomentpfad von der Eingangswelle 40 auf das mit der Eingangswelle 40 drehfest verbundene Losrad 13 übertragen, von wo es aufgrund des kämmenden Eingriffs mit dem Festrad 23 auf die Vorgelege- welle 60 übertragen wird. Da im ersten Gang das vierte Losrad 14 drehfest mit der Ausgangswelle 50 verbunden ist, wird das Drehmoment von der Vorgelegewelle 60 schließlich aufgrund des kämmenden Eingriffs zwischen dem vierten Festrad 24 und dem vierten Losrad 14 auf dasselbe und von dort auf die Ausgangswelle 50 übertragen. In the following, the operation of the change gear 1 10 according to the invention will now be explained with reference to FIGS. 2 and 3. As the shift table can be seen, the second and the third shift sleeve S2, S3 are engaged to shift the first gear. In particular, the second shift sleeve S2 is displaced to the right, so that the switching device 33 of the shift sleeve S2 engages with the third idler gear 13, whereby it is rotatably connected to the input shaft 40. In contrast, the third shift sleeve S3 is displaced to the left, whereby the fourth switching device 34 engages with the fourth idler gear 14 so that it is non-rotatably connected to the output shaft 50. A torque applied to the transmission input shaft 40 is thus transmitted from the input shaft 40 to the idler gear 13 rotationally fixed to the input shaft 40, from where it is transmitted to the countershaft 60 due to the meshing engagement with the fixed gear 23 , Since in the first gear, the fourth idler gear 14 is rotatably connected to the output shaft 50, the torque from the countershaft 60 finally due to the meshing engagement between the fourth fixed gear 24 and the fourth idler gear 14 to the same and from there to the output shaft 50 transmitted.
Der zweite, dritte und vierte Gang werden in entsprechender Weise geschaltet, wobei hierbei jedoch die vierte Schalteinrichtung 34 stets eingerückt bleibt, um das vierte Losrad 14 drehfest mit der Ausgangswelle 50 zu verbinden. The second, third and fourth gear are switched in a corresponding manner, in which case, however, the fourth switching device 34 always remains engaged in order to non-rotatably connect the fourth idler gear 14 to the output shaft 50.
Besonderes Augenmerk sei auf den dritten Gang gerichtet, in dem das fünfte Losrad 15 aufgrund einer Linksverlagerung der zweiten Schaltmuffe S2 drehfest mit der Eingangswelle 40 verbunden ist. In diesem Falle dient das fünfte Losrad 15 somit als Gangrad für den dritten Gang, in dem das Drehmoment von der Eingangswelle 40 über das fünfte Losrad 15 auf die Vorgelegewelle 60 übertragen wird. Dies ist möglich, da in den ersten vier Gängen das Drehmoment von der Vorgelegewelle 60 jeweils über das vierte Losrad 14 zurück auf die Ausgangswel- le 50 übertragen wird, weshalb des vierte Losrad 14 bzw. die entsprechende Spur mit "Lo" gekennzeichnet ist, womit zum Ausdruck gebracht werden soll, dass über das Losrad 14 der untere Getriebeübersetzungsbereich geschaltet wird. Particular attention should be directed to the third gear, in which the fifth idler gear 15 is rotatably connected to the input shaft 40 due to a left shift of the second shift sleeve S2. In this case, the fifth idler gear 15 thus serves as a gear for the third gear, in which the torque is transmitted from the input shaft 40 via the fifth idler gear 15 to the countershaft 60. This is possible because in the first four gears the torque is transmitted from the countershaft 60 via the fourth idler gear 14 back to the output shaft 50, for which reason the fourth idler gear 14 or the corresponding track is marked "Lo", thus is to be expressed that on the idler gear 14, the lower transmission ratio range is switched.
Demgegenüber wird in den oberen vier Gängen das Drehmoment von der Vorge- legewelle 60 über das fünfte Losrad 15 auf die Ausgangswelle 50 zurückübertragen, weshalb das Losrad 15 bzw. die entsprechende Spur auch mit "Hi" für den oberen Getriebeübersetzungsbereich gekennzeichnet ist. Hierzu wird das fünfte Losrad 15 durch eine Rechtsverlagerung der dritten Schaltmuffe S3 drehfest mit der Ausgangswelle 50 verbunden, wodurch die sechste Schalteinrichtung 36 der Schaltmuffe S3 mit dem fünften Losrad 15 in Eingriff gebracht wird. On the other hand, in the upper four gears, the torque is transmitted back to the output shaft 50 from the master shaft 60 via the fifth idler gear 15, and therefore, the idler gear 15 and the corresponding track are also designated "Hi" for the upper gear ratio range. For this purpose, the fifth idler gear 15 is rotatably connected by a right shift of the third shift sleeve S3 with the output shaft 50, whereby the sixth switching device 36 of the shift sleeve S3 is brought into engagement with the fifth idler gear 15.
Der fünfte Gang wird nun beispielsweise eingelegt, indem die Schaltmuffe S2 nach rechts verlagert wird, um eine drehschlüssige Verbindung zwischen dem dritten Losrad 13 und der Getriebeeingangswelle 40 herstellen zu können. Ein an der Getriebewelle 40 anliegendes Drehmoment wird somit über das dritte Losrad 13 aufgrund des kämmenden Eingriffs mit dem dritten Festrad 23 auf die Vorgelegewelle 60 und von dort über das fünfte Festrad 25 sowie das fünfte Losrad 15, das nun drehfest mit der Getriebeausgangswelle 50 verbunden ist, auf die Getriebeausgangswelle 50 übertragen. Im "Hi"-Übersetzungsbereich der oberen vier Gänge 5 bis 8 wird das Drehmoment ausschließlich über das fünfte Losrad 15 auf die Ausgangswelle 50 zurückübertragen. The fifth gear is now engaged, for example, by the shift sleeve S2 is displaced to the right to make a rotational connection between the third idler gear 13 and the transmission input shaft 40 can. A voltage applied to the transmission shaft 40 torque is thus on the third idler gear 13 due to the meshing engagement with the third fixed gear 23 on the countershaft 60 and from there via the fifth fixed gear 25 and the fifth idler gear 15, which is now rotatably connected to the transmission output shaft 50, transmitted to the transmission output shaft 50. In the "Hi" transmission range of the upper four gears 5 to 8, the torque is transmitted back to the output shaft 50 exclusively via the fifth idler gear 15.
Im sechsten, siebten und achten Gang ist anstelle der dritten Schalteinrichtung 33 die erste bzw. die fünfte bzw. die zweite Schalteinrichtung 31 , 35, 32 eingerückt, um das Drehmoment von der Eingangswelle 40 über das erste bzw. fünfte bzw. zweite Losrad 1 1 , 15, 12 von der Eingangswelle 40 weiter zu übertragen. Beson- deres Augenmerk sei an dieser Stelle auf den siebten Gang gerichtet, in dem das fünfte Losrad 15 sowohl mit der Eingangswelle 40 (über die fünfte Schalteinrichtung 35) als auch mit der Ausgangswelle 50 (über die sechste Schalteinrichtung 36) drehfest verbunden ist, wodurch eine Drehmomentdirektübertragung (DD) zwischen Eingangswelle 40 und Ausgangswelle 50 ermöglicht wird. Insbesondere für LKW-Anwendungen (Lastkraftwagen) kann es dabei entgegen der dargestellten Ausführungsform sinnvoll sein, durch entsprechende Dimensionierung der einzelnen Zahnradpaare dem Direktübertragungsgang die höchste Getriebeübersetzung (iges = 1 ,00) zuzuordnen, um für den höchsten Gang den hohen Wirkungsgrad einer Drehmomentdirektübertragung zu erzielen. In the sixth, seventh and eighth gear instead of the third switching device 33, the first and the fifth and the second switching means 31, 35, 32 is engaged to the torque from the input shaft 40 via the first and fifth and second idler gear 1 first , 15, 12 from the input shaft 40 on. Particular attention should be paid at this point to the seventh gear in which the fifth idler gear 15 is rotatably connected both to the input shaft 40 (via the fifth switching device 35) and with the output shaft 50 (via the sixth switching device 36) a torque direct transmission (DD) between input shaft 40 and output shaft 50 is made possible. In particular, for truck applications (trucks), it may be useful, contrary to the illustrated embodiment, to assign the highest transmission ratio (i ges = 1, 00) by appropriate dimensioning of the individual gear pairs to the highest efficiency of a torque direct transmission for the highest gear achieve.
Wie der voranstehenden Darstellung entnommen werden kann, ist das fünfte Losrad 15 im "Lo"-Übersetzungsbereich der ersten vier Gänge funktionaler Bestandteil des Hauptgetriebes 1 12, da dasselbe im "Lo"-Übersetzungsbereich nicht für das nachgelagerte Zusatzgetriebe 1 14 benötigt wird, welches in diesem Falle lediglich durch die beiden miteinander kämmenden Räder 14, 24 gebildet wird. Im "Hi"-Übersetzungsbereich ist das fünfte Losrad 15 hingegen funktionaler Bestandteil des nachgelagerten Zusatzgetriebes 1 14, wobei im "Hi"-Übersetzungsbereich der oberen vier Gänge die Drehmomentübertragung auf die Ausgangswelle 50 über das fünfte Losrad 15 erfolgt. Dem fünften Losrad 15 kommt somit eine Dop- pelfunktion zu, was dadurch ermöglicht wird, dass das fünfte Losrad 15 im "Lo"- Übersetzungsbereich nicht zur Drehmomentübertragung auf die Ausgangswelle 50 benötigt wird. Bei der hier unter Bezugnahme auf die Figuren dargestellten Ausführungsform befinden sich die ersten vier Losräder 1 1 , 12, 13, 14 auf der ersten bzw. der zweiten Welle 40, 50. Die ersten vier Losräder 1 1 , 12, 13, 14 (insbesondere die ersten beiden Losräder 1 1 , 12) können jedoch grundsätzlich ebenso auf der Vorgelegewelle 60 angeordnet sein, oder es können ein oder mehrere der Losräder auf der ersten bzw. zweiten Welle und die anderen Losräder auf der Vorgelegewelle angeordnet sein. Es ist jedoch sinnvoll, das dritte Losrad 13 auf der ersten Welle 40 und das vierte Losrad 14 auf der zweiten Welle 50 anzuordnen, da in diesem Falle die dritte und fünfte Schalteinrichtung 33 bzw. 35 durch ein gemeinsames Schaltmittel wie beispielsweise eine Zweiwege-Schaltmuffe gebildet werden können. In entsprechender Weise können die vierte und sechste Schalteinrichtung 34 bzw. 36 durch ein gemeinsames Schaltmittel wie beispielsweise eine Zweiwege- Schaltmuffe gebildet werden, wenn das vierte Zahnrad 14 ein auf der zweiten Welle 50 drehbar gelagertes Losrad ist, da sich in diesem Falle die vierte Schalteinrichtung 34 zur drehfesten Verbindung des vierten Zahnrads 14 mit der zweiten Welle 50 benachbart zu der sechsten Schalteinrichtung 36 befindet. Ebenso ist es sinnvoll, das erste und das zweite Losrad 1 1 bzw. 12 auf derselben Welle (auf der ersten Welle 40 oder auf der Vorgelegewelle 60) zu lagern, da in diesem Falle die erste und die zweite Schalteinrichtung 31 bzw. 32 paarweise verbunden werden können, um ein gemeinsames Schaltmittel wie beispielsweise eine Zweiwege- Schaltmuffe zu bilden. As can be seen from the above illustration, the fifth idler gear 15 is in the "Lo" translation area of the first four gears functional part of the main transmission 1 12, since the same in the "Lo" translation area is not required for the downstream auxiliary gear 1 14, which in This case is formed only by the two meshing wheels 14, 24. In the "hi" transmission range, however, the fifth idler gear 15 is a functional component of the downstream additional gear 1 14, wherein in the "Hi" transmission range of the upper four gears, the torque is transmitted to the output shaft 50 via the fifth idler gear 15. The fifth idler gear 15 thus has a double function, which is made possible by the fact that the fifth idler gear 15 in the "Lo" transmission range is not required for torque transmission to the output shaft 50. In the embodiment shown here with reference to the figures, the first four idler gears 1 1, 12, 13, 14 on the first and the second shaft 40, 50 are. The first four idler gears 1 1, 12, 13, 14 (in particular However, the first two idler gears 1 1, 12) may in principle also be arranged on the countershaft 60, or it may be arranged on the countershaft one or more of the idler gears on the first and second shaft and the other idler gears. However, it is useful to arrange the third idler gear 13 on the first shaft 40 and the fourth idler gear 14 on the second shaft 50, since in this case the third and fifth switching means 33 and 35 formed by a common switching means such as a two-way shift sleeve can be. In a corresponding manner, the fourth and sixth switching means 34 and 36 may be formed by a common switching means such as a two-way shift sleeve, when the fourth gear 14 is rotatably mounted on the second shaft 50 idler gear, as in this case, the fourth switching device 34 for rotationally fixed connection of the fourth gear 14 with the second shaft 50 adjacent to the sixth switching device 36 is located. Likewise, it makes sense to store the first and the second idler gear 1 1 and 12 on the same shaft (on the first shaft 40 or on the countershaft 60), since in this case the first and the second switching device 31 and 32 connected in pairs can be to form a common switching means such as a two-way shift sleeve.
Mit dem Getriebe der dargestellten Ausführungsform lassen sich in der erläuterten Art und Weise acht Vorwärtsgänge schalten. Wenn jedoch beispielsweise die Drehmomentübertragung zwischen dem ersten Losrad 13 und dem zugehörigen Festrad 23 mittelbar über ein Zwischenzahnrad erfolgt, lassen sich mit dem Getriebe sechs Vorwärts- und zwei Rückwärtsgänge schalten. Außerdem kann das Getriebe mit einer weiteren Getriebestufe (wie z.B. einem schaltbaren Planeten- rad-Untersetzungsgetriebe) kombiniert werden, um 12, 16 oder gar 20 Gänge beispielsweise für LKW-Anwendungen zur Verfügung stellen zu können. Bezugszeichenliste With the transmission of the illustrated embodiment can be switched in the manner explained eight forward gears. However, if, for example, the torque transmission between the first idler gear 13 and the associated fixed wheel 23 takes place indirectly via an intermediate gear, six forward and two reverse gears can be switched with the transmission. In addition, the transmission can be combined with another gear stage (such as a switchable planetary gear reducer) to provide 12, 16 or even 20 gears, for example for truck applications. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 1 erstes Losrad 1 1 first idler gear
12 zweites Losrad 12 second idler gear
13 drittes Losrad 13 third idler gear
14 viertes Losrad 14 fourth idler gear
15 fünftes Losrad 15 fifth idler gear
21 erstes Festrad 21 first fixed wheel
22 zweites Festrad 22 second fixed wheel
23 drittes Festrad 23 third fixed wheel
24 viertes Festrad 24 fourth fixed wheel
25 festes Festrad 31 erste Schalteinrichtung 25 fixed fixed gear 31 first switching device
32 zweite Schalteinrichtung 32 second switching device
33 dritte Schalteinrichtung 33 third switching device
34 vierte Schalteinrichtung 34 fourth switching device
35 fünfte Schalteinrichtung 35 fifth switching device
36 sechste Schalteinrichtung 36 sixth switching device
40 Eingangswelle 40 input shaft
50 Ausgangswelle 50 output shaft
60 Vorgelegewelle 60 countershaft
100 Fahrzeug 100 vehicle
1 10 Wechselgetriebe 1 10 change gear
1 12 Hauptgetriebe 1 12 main gearbox
1 14 Zusatzgetriebe bzw. Zusatzgetriebestufe 1 16 Motor 1 14 additional gearbox or additional gearbox 1 16 motor
1 18 Schwungrad 1 18 flywheel
120 Kupplung 122 Halbwellen 120 clutch 122 half waves
124 Räder 124 wheels
126 Achsdifferential 126 axle differential
128 Getriebegehäuse 128 gearbox
51 erstes Schaltmittel bzw. erste Schaltmuffe51 first switching means or first shift sleeve
52 zweites Schaltmittel bzw. zweite Schaltmuffe52 second switching means or second shift sleeve
53 drittes Schaltmittel bzw. dritte Schaltmuffe 53 third switching means or third shift sleeve
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