Kraftfahrzeug-Getriebe Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Getriebe, das .aus einem mehrgängigen Wechselgetriebe in Vor gelegebauart rund einem nachgeschalteten Gruppenge triebe in Form eines Umlaufrädergetriebes besteht.
Bekannt sind Kraftfahrzeuggetriebe, die. sich aus einem Vorgelegegetriebe .als Hauptgetriebe und -einem nachgeschalteten Gruppengetriebe zusammensetzen. Die Gruppengetriebe dienen dazu, die ausnutzbare Gang zahl zu verdoppeln, wenn die Übersetzung der zusätz lichen Gangstufen als Zwischenstufen zwischen die vor handenen Gänge eingelegt werden. Auf diese Weise wird die Gangfolge.
verdichtet.. Ein Gangwechselgetriebe kann jedoch auch mit einem Gruppengetriebe ausge stattet werden, um die Gangfolge zu verlängern. Dies ist der Fall, wenn sich die erste Schaltstufe .des Hauptge trieben mit der schnellen - meist direkt .antreibenden Fahrstufe des Gruppengetriebes unmittelbar an die letzte Stufe der Gruppenübersetzung anschliesst.
Um dies zu erreichen, russ .der Übersetzungssprung im zwei stufigen Gruppengetriebe grösser sein als der Gesamt- Übersetzungsbereich des Haupügetriebe#s. Derartige Ge triebekombinationen zeichnen .sich besonders dadurch aus,
dass sie für gleiches Antriebsmoment und .gleiche Gesamtübersetzung wesentlich kleiner bauen als die obergenannte Ausführung. Ausserdem lässt sich ein solches Getriebe oinfiach synchronisieren, da im Vor gelegegetriebe jeweils nur über einen Stufensprung an zugleichen ist und im Gruppengetriebe nur die An- trie#bswelle des mehrgängigen Vorgelegegetriebes auf Gleichlauf gebracht werden russ.,
Die Gruppengetriebe sind in zahlreichen Anwen- dungsfällen als Vorgelegegetrivebe,ausgebildet. Ausserdem ist ein Nachschalt Gruppengetriebe bekannt, das als Umlaufrädergetriebe mit zwei Sonnenrädern, Doppel- pl.anetenrädern und einem festen Innenzahnkranz .aus gebildet ist.
Dieses Umlaufräder-Gruppengetnebe wunde mit Vorgelagegetriebe verwendet, wobei jedoch die Auf einanderfolge der herstellenden Gangstufen nicht gleich mässig ist. Diese aus .Haupt- und Gruppengetriebe bestehenden Getriebekombinationen benötigten bisher je einen Schalthebel für das Haupt- und das Gruppengetriebe.
Die Betätigung der Schalthebel der beiden Einzelge triebe bedeutet jedoch eine starke Belastung des Fahrers, :die sich .bei der heutigen Verkehrad-ichte auch verkehrs- .gefährdend auswirken kann. Es wurde daher bereits eine Vorwählschaltung entwickelt, mit der sich der Be dienungsvorgang des einen Getriebeteiles speichern lässt, bis er bei der Bedienung des anderen Getriebebeils mit ausgelöst wird.
In der praktischen Ausführung dieser Vorwählschaltung wurde am Schalthebel des Hauptge triebes ein Knopf für :das Gruppengetriebe vorgesehen, der mit den Fingern gerade noch erreichbar ist. Diese Ausführung ist jedoch nur für Gruppengetriebe mit nicht mehr als zwei Stufen -anwendbar.
Das Getriebe nach,der .Erfindung besteht aus einem mehrgängigen Vorgelegegetriebe und einem Gruppen getriebe und ist dadurch gekennzeichnet, dass ,als Grup- pengetriebe ein einfaches Umlaufrädengetriebe mit vom Vorgelegegetriebe ,
angetriebenem Sonnenrad mit einem lose drehbar angeordneten Innenzahnkranz sowie .mit einem Satz einfacher Planetenräder zwischen Sonnen rad und Innenzahnkranz .angeordnet ist, durch die das Umlaufrädergetriebe m=ittels Hilfskraft - gesteuert durch zusätzliche Schaltbewegungen des Schalthebels für das Vorgelegagetriebe - auf Untersetzung, direkten Durch trieb und Drehrichbungsumkehr schaltbar ist.
Als Gruppengetriebe kann ein einfaches Umlauf- rädergetriebe reit einer Untersetzung, die um einen Stufensprung grösser ist als die grösste Untersetzung des Vongelegegetrieibes, angeordnet sein.
Ferner kann für @die Umschaltung des Gruppen- getriebes eine hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch betriebene Hilfskraftanlage iangeordnet sein.
Ausserdem können zur Gangschaltung des Gruppen getriebes zwei Schaltmuffen angeordnet seien, die für axiale Verschiebung durch eine .Hülse miteinander ver bunden sind. Bei einem Getriebe mit den genannten Merkmalen kann das Gruppengetriebe mit dem .gleichen Schalthebel geschaltet werden, :der für das Standgetriebe vorgesehen ist.
Die Schaltelemente des Gruppengetriebes können durch geringes seitliches Ausschwenken des Schalthebels aus der Neutralstellung heraus betätigt werden. Durch diese Schaltbewegungen kann ein Steuergerät für die Umschaltung des Gruppengetriebes eingeschaltet wer den.
Diese Getriebeanlage wurde entwickelt, um ein fein stufiges Getriebe zu erhalten, das insbesondere zur Ver besserung der Fahrleistung von schweren Nutzfahrzeu gen dienen soll. Ein solches Getriebe erlaubt, häufiger in einem Drehzahlbereich günstigen Kraftstoffverbrau ches zu fahren. Ausserdem sollten auch für Nutzfahr zeuge die Voraussetzungen geschaffen werden, alle Gänge ohne grösseren baulichen Aufwand mit zumutba rer Handkraft zu synchronisieren.
Die Umschaltung des Gruppengetriebes wird in je dem Falle dann vorgenommen, wenn indem Vorgelege- aetriebe als Schaltmuffen sich in Mittelstellung befin den, so dass nur die Masse der Antriebswelle des Vor- gelegegetriebes beschleunigt bzw. verzögert werden muss, womit an den Schaltstellen des Gruppengetriebes ein geringes Synchronmoment aufzubringen ist.
Infolge des kleinen Stufensprunges im Vorgelege- getriebe kann auch der Gang mit grösster Übersetzung auf Gleichlauf gebracht werden, da mit normaler Hand kraft und vertretbarem Schalthe@belweg ein verhältnis mässig geringes Synchronmoment erreichbar ist. Unter diesen Voraussetzungen,ist es möglich, das Getriebe über alle Gänge bis herunter zum 1. Gang zu synchronisieren.
Mit der Kombination eines Vorgelegegetriebes, das eine verhältnismässig geringe Gesamtübersetzung auf weist, mit :einem Umlaufrädergetriebe als Gruppenge triebe, das trotz hoher Übersetzung kompakt baut, wird ein Kraftfahrzeuggetriebe geschaffen, das trotz der ge nannten Merkmale bei gleicher Leistungsübertragung kleiner und leichter ist gegenüber den Getrieben her kömmlicher Bauart, deren Abmessungen durch die Übersetzung ,der Antriebskonstante und des 1. Ganges bestimmt sind.
Weitere Einzelheiten des Getriebeaufbaues und der Schalteinrichtung für das Gruppengetriebe sind aus der Zeichnung und der zugehörigen Beschreibung zu ent nehmen. Die Zeichnung zeigt in:
Fig.l das Schema eines 6-Gang-Getriebes mit Schaltmuffen, Fig. 2 das Schema eines 6-GangGetriebes mit Ver schiebeblock, Fig. 3 das Schema eines 8-Gang-Getriebes mit Ver schiebeblock, Fig. 4 bis 6 weitere schematische .Darstellungen für Ausführungsmöglichkeiten von 8-Gang-Getrieben mit Muffensch@altung, Fig. 7 :
den Längsschnitt ,durch ein 8-Gang-Getriebe mit Muffenschaltung bevorzugter Ausführungsform, Fig. 8 und 9 das Schema einer pneumatischen Um schalteinrichtung für das Gruppengetriebe einschlsess- lich der Druckluftsteuerung.
In Fig. 1 ist einem dreigängigen Vorgelegegetriebe A mit Schieberad 13 für Rückwärtsgang als Gruppen getriebe ein einfaches Umlaufrädergetriebe B nachge schaltet, dessen Sonnenrad 11 auf der Antriebswelle 12 des Vorgelegegetriebes angeordnet ist. Mittels der Schaltmuffe 14 kann der Steg 15 mit dem Innenzahn kranz 16 verbunden werden, so @dass ein direkter Ab- trieb mit der Übersetzung 1 : 1 erzielt wird.
Im anderen Falle kann mittels der Muffe 14 der Innenzahnkranz 16 ,am Gehäuse festgehalten werden, um für einen unteren Fahrbereich eine möglichst grosse Übersetzung zur Ver fügung zu haben.
In Fig. 2 ist eine Getriebeanordnung darges'ellt, die der nach Fig. 1 sehr ähnlich ist. Das als Vorgelegege- triebe ausgebildete Hauptgetriebe A ist das gleiche mit drei Vorwärtsgängen und einem Schiebe-Rückwärts- gang. Das nachgaschaltete Umlaufrädergetriebe B' nach Fig. 2 besitzt jedoch ein Sonnenrad 20 mit vergrösserter Zahnbreite, so dass zur Übersetzungsänderung der ganze Räderblock,
bestehend aus dem Innenzahnkranz 21 und dem Steg 22 mit den Umlaufrädern 23 verschoben werden kann. Das Gruppengetriebe ist in der Schalt stellung für den unteren Fahrbereich gezeichnet, bei Verschieben des Räderblocks nach links kommt der Innenzahnkranz 21 vom Gehäuse frei und die beiden Kupplungskränze 24a und 24b verbinden die Abtriebs welle 25 des Hauptgetriebes A mit der Abtriebswelle 26.
In Fig. 3 ist ein 8-Gang-Getriebe dargestellt, das aus einem viergängigen Vorgelegegetriebe C als Hauptge triebe und einem einfachen Umlaufrädergetri-ebe D be steht. Die Umschaltung ,des Umlaufrädergetmiebes er folgt hier ebenfalls durch Verschi-zben eines Räder blocks, bestehend aus dem Innenzahnkranz 30, den Umlaufrädern<B>31</B> und dem Steg 32.
In ,der gezeichne ten Stellung wirkt .das Umlaufrädergetri-ebe D als Unter- setzungsgetriebe für die unteren Gänge. Der Antrieb :erfolgt vom Hauptgetriebe über das Sonnenrad 33 auf die Umlaufräder 31, die sich auf dem am Gehäuse festgehaltenen Innenzahnkranz 30 abwälzen, während die Abtriebswelle 34 vom Steg 32 angetrieben wird.
Im direkten Gang wird der Räderblock nach rechts verschoben, so dass die Antriebswelle 35 des Haupt getriebes C über die Klauen 36a und 36b mittels des Kupplungsringes 36c unmittelbar mit der Abtriebswelle 34 verbunden ist. Das Hauptgetriebe C hat kein Schieberad für den Rückwärtsgang, sondern es wird ,der Räderblock .aus der gezeichneten Stellung nach links verschoben, so dass der Steg 32 mit dem Gehäuse verbunden wind ,durch die Klauen 37a und 37b und der Innenzahnkranz mit der Abtriebswelle 34 durch die Klauen 38a und 38b.
Das Gruppengetriebe D wirkt in diesem Falle als Wendegetriebe, so dass im Bedarfsfalle mit idem vierstufigen Vorgelegegetriebe vier Rückwärts fahrgeschw in@digkeiten erzeugt werden können.
In den Fig. 4 bls 6 ist als Hauptge:riebe das gleiche viergängige Vorgelegegetriebe C wie in Fig. 3 angeord net, während das nachgeschaltete Gruppengetriebe E in gleicher Weise ,als einfaches Umlaufrädergetri@ebe aus gebildet ist, dessen verschiedene Gänge mittels Schalt muffen erzielt werden.
Die Gruppengetmi@ebe E bzw. E' nach d en Fig. 4 und 5 weisen zwei zu bedienende Schaltmuffen auf, von de nen die eine 40 bzw. 50 in :ihrer linken Schaltstellung ,den Innenzahnkranz 41 bzw. '51 mit dem Gehäuse ver bindet, während der Steg 42 bzw. 52 @durch eine zweite Schaltmuffe 43 bzw. 53 in Mittelstellung mit der Ab- triebswelle 44 bzw. 54 gekuppelt ist.
Zur Erzielung des direkten Durchtriebes im Gruppengetriebe wird die Schaltmuffe 40 bzw.50 in Mittelstellung verstellt, in der sie sowohl den Innenkranz 41 bzw. 51 als auch den Steg 42 bzw. 52 freigibt, während die Schaltmuffe 43 bzw. 53 in ihrer linken Schaltstellung die Sonnenrad- welle 45 bzw.55 mit der Abtriebawelle 44 bzw.54 kuppelt.
Eine Drehrichbungsumkehr ider A:btreiebawelle wird mit dem Umlaufräder-Gruppengetriebe E ibzw. E' er zielt bei Versteilung der Schaltmuffen 40 bzw. 50 und 43 bzw. 53 in die rechte Schaltstellung. Dadurch wird der Steg 42 bzw. 52 :mit dem Gehäuse verbunden und der Innenzahnkranz 41 bzw. 51 mit der Abtri:ebswelle 44 bzw. 54.
Während bei den Getrieben nach Fig.4 und 5 .für die Schaltung des Gruppengetriebes jeweils zwei Schaltmuffen unterschiedlich bedient werden müs- ,sen, sind bei dem Getriebe nach Fiig. 6 zur Erzielung der verschiedenen Schaltstellungen die, Schaltmuffen 61 bzw.
62 jeweils ,gleichsinnig zu bedienen, so dass beide Schaltmuffen miteinander .gekuppelt werden können zwecks gemeinsamer Bedienung. Das Getriebe befindet sich in Fig. 6 in der Schaltstellung L für die lang samen Gänge; mittels der Schaltmuffe 60 ist, der Innen zahnkranz 61 müt dem Gehäuse verbunden, während die Schaltmuffe 63 den Steg 62 mit der Abtriebswelle 64 verbindet.
Inder linken Schaltstellung S arbeitet das Umlaufrädergetriebe direkt, d. h. 1 : 1, wobei die Schalt muffe 63 die Ausgangswelle 65 :des Hauptgetriebes C mit der Abtriebs:welle 64 verbindet. In der rechten Schaltstellung R läuft die Abtriebswelle 64 gegenläufig zu der Ausgangswelle 65 des Hauptgetriebes. Dabei ist mit der Abtriebswelle 64 der Innenzahnkranz 61 trieb- lich verbunden. Die Verbindung ider beiden Schaltmuf fen 60 und 63 erfolgt hierbei durch Ringscheiben 66.
In Fig. 7 bezeichnet 71 die Antriebs- oder Motor welle, deren Ende dass Antriebszahnrad 72 des Vorge- lege-Hauptgetriebes trägt. 73 ist eine Zwischenwelle, die im Ende der Motorwelle 71 Lund .in den Lagern 75 gelagert ist. Auf der Zwischenwelle 73 sind die Zahn räder 76, 77 und 78 frei .drehbar gelagert. Zwischen den Zahnrädern 76 und 77 ist die Schaltmuffe 79 und zwischen den Zahnrädern 72 und 78 -die Schaltmuffe 80 angeordnet.
Mittels ,der Schaltmuffen 79 und 80 wird jeweils eines der beiden Zahnräder drehfest mit der Zwischenwelle 73 verbunden. Die Zahnräder 72, 76, 77, 78 stehen im dauernden Eingriff mit den Zahnrädern 81, 82, 83 und 84, die :drehfest auf der Vorgelegewelle 85 angeordnet sind. Abtriebsseitig ist in dem Ende der Zwischenwelle 73 das vordere Ende der Abtrieb:
swelle 74 gelagert. Ausserdem ist auf dem .aibtriebsseitigen Ende der Zwischenwelle 73 das Sonnenrad 86 des Umlaufräder-Gruppengetriebes drehfast angeordnet; der zugehörige Innenzahnkranz ist :
mit 87 bezeichnet. Die zwischen Odem Sonnenrad 86 und dem Innenzahnkranz 87 angeordneten Planetenräder 88 sind drehbar auf den Zapfen 89 gelagert, die einerseits in der Scheibe 90 und anderseits in der Scheibe 91 fest angeordnet sind. Zum Schalten des Umlaufräder-Gruppengetriebes sind die Schaltmuffen 92 und 93 angeordnet, idie beide mittels ,der Hülse 94 miteinander verbunden sind.
Mit diesem Vorgelegegetriebe können in bekannter Weise 4 Gänge erzielt werden. Werden die übersetzun- gen dies,- es Vorgelegegetriebes nach :
der Reihe 99 , 9P, 9P2, 9P3 oder cp-1, pG, p, w2, gewählt und die üb@ersebzung ides nachgeschalteten Um laufräder-Gruppengetriebes mit (p4, so kann eine acht stufige (geometrisch abgestufte Gangreihe mit T0-T_T2_(P3-(P4 995_T6 T7 oder erzielt werden.
Zur Erzielung der vier unteren Gänge wird im Umlaufräder-Gruppengetriebe der Innenzahnkranz 87 am Gehäuse fest ,gehalten :und der Steg 91 mit der Abtriebswelle 74 verbunden.
Zu diesem Zweck wird die Schaltmuffe 92 und die mit ihr durch die Hülse 94 verbundene Schaltmuffe 93 nach links verschoben. Die Schaltmuffe 92 besitzt eine Innenverzahnung 92a, mit der sie in die Aussenverzahnung 95a ödes mit dem Ge häuse verbundenen Flansches 95 eingreift, während das linke Ende der Schaltmuffe 92 so ausgebildet ist, dass ,es den umlaufenden Innenzahnkranz 87 zunächst ab bremst, um auf dem weiteren Schaltweg beide Teile formschlüssig zu verbinden.
Gleichzeitig ,gleitet die Schaltmuffe 93 mit ihrer Innenverzahnung 93a in der Aussenverzahnung 74a der Abtriebswelle 74 nach links, so dass die Aussenverzahnung 93b der Schaltmuffe 93 die Innenverzahnung 96a der Hülse 96 freigibt. Die Aussenverzahnung 93b greift nunmehr mit ihrer gesam ten Zahnbreite ,in idie Innenverzahnung 91a :des Steges 91 ein, der auf diese Weise mit der Abtriebswelle 74 ,drehfest verbunden ist.
In ,dieser Schaltstellung werden die von dem Sonnenrad 86 angetriebenen Planetenräder 88 auf dem feststehenden Innenzahnkranz 87 abge wälzt und die Abtriebswelle 74 mit Untersetzung vom Steg 91 angetrieben.
In der gezeichneten Mittelstellung verbindet die mit ihrer Innenverzahnung 93b eingreifende Schaltmuffe 93 ,den Steg 91 .mit der Hülse 96 mittels :der Verzahnungen 91.a und 96a, so dass das im Block umläuft, da die Hülse 96 gleichzeitig mit dem Innenzahnkranz 87 drehfest verbunden ist.
Wird die Schaltmiuffe 92 und mit ihr die Schaltmuffe 93 in die rechte Endstellung verschoben, gibt die Aussen verzahnung 93b der Schaltmuffe 93 die Innenverzah nung 91a des Steges 91 frei und verbindet nur noch den Innenzahnkranz 87 über die Hülse 96 mit der Ab triebswelle 74. Gleichzeitig greift die Aussenverzahnung 92b der Schaltmuffe 92 in die Innenverzabnung 97a der Hülse 97 ein, die mit der Scheibe 90 fest verbunden ist.
Die Scheibe 90 und Hülse 97 sind nunmehr mit dem Gehäuse verbunden, also dreh fest undbilden in diesem Falle den Steg des Umlaufrädergetriebes, das in dieser Schaltstellung :als Wendegetriebe wirkt, da die von dem Sonnenrad 86 angetriebenen Planetenräder 88 bei abge bremstem Steg 90, 97 als Zwischenräder wirken und über den Innenzahnkranz 87, die Hülse 96, Schaltmuffe 93 entgegen der Antriebsdrehrichtung der Wellen 71 und 73 die .Abtriebswelle 74 antreiben.
Die Umschaltung des Umlaufräder-Gruppengetrie- bes erfolgt, wie bereits gesagt, durch seitliches Auslen- ken :des Schalthebels 120 für das Vorgelegegetriebe. Durch Auslenken des Schaltfingers 140 nach rechts wird durch den Steuerstift 141 ein Druckluftventil 121 betätigt, das den direkten Gang des Gruppengetriebes durch Abwärtsbewegen des Arbeitskolbens 125 ein- schaltet. Durch .Auslenken :des Schalthebels nach links wind durch den Schaltfinger 140 und :
dein Steuerstift 142 ein Druckluftventil 122 betätigt, durch das das Um laufräder-Gruppengetriebe auf untersetzten Gang ge- schaltet wird.
Mit 130 ist die Schaltschiene für den 1. und 2. bzw. 5. und 6. Gang bezeichnet. Mittels der Schaltschiene 131 wird der 3. und 4. #b#zw. 7. und B. Gang geschaltet. Der Rückwärtsgang wird mittels ider Schallschiene 132 geschaltet.
Befindet isich das Getriebe im 4. Gang und soll sauf den 5. Gang umgeschaltet werden, so wird der Schalt- hebet nach rechts ausgelenkt.und damit das Druckluft ventil 121 .geöffnet, :die Druckluft strömt durch die Leitung 124 in den Zylinderraum oberhalb des Arbeits kolbens 125 und bewegt diesen abwärts. Durch die be schriebene Bewegung des Arbeitskolbens 125 wird die Schaltmuffe 92 in Fig. 7 in die gezeichnete Stellung ge schoben.
Ist die Umschaltung des Gruppengetriebes vollzogen, wird das Auslöseventil 126 durch .den Nocken 128 geöffnet, so dass über die Leitung 129 :der Kolben 121a beaufschlagt wird, der den ;Schalthebel in die ent- gegengesetzte Schaltgasse drückt für !die Weiterschal tung in den nächst höheren Gang.
Befindet sich dagegen das Getriebe im 5. Gang und soll zurückgeschaltet werden, so muss der Fahrer den Schalthebel nach links auslenken, wodurch das Druck luftventil 122 geöffnet wird und durch die Leitung 124a den Arbeitskolben 125 von unten beau :fschlagt. Der Arbeitskolben 125 bewegt sich diesmal aufwärts und verschiebt die Schaltmuffe 92 in Fing. 7 in die linke Endstellung, so dass das Gruppengetriebe auf Unter setzung geschaltet wird.
Nach vollzogener Umschaltung wird diesmal das Auslöseventil 127 geöffnet, das über die Leitung 129a Druckluft in den Zylinderraum links vom Kolben 122a einströmen lässt, der den Schalthebel in die entgegengesetzte Schaltgasse drückt und damit dem Fahrer die vollzogene Umsch:alrung (des Gruppen getriebes anzeigt.
Im normalen Fahrbetrieb ist der Schalthebel 120 kurzzeitig auszulenken und an der Rückbewegung des Schalthebels .ist jeweils die erfolgte Gruppenumschaltung festzustellen, worauf weiterge schaltet werden kann. Um ein zu frühes Weiterschatten zu verhindern, werden die @beiden Schaltschienen durch einen mittels Druckluftkolben @beaufschlagten Sperriegel so lange gegeneinander verriegelt, bis die Gruppenum schaltung vollendet ist.
Eine zusätzlich angebrachte Fe der hält bei stehendem Fahrzeug :die Schaltelemente in einer solchen Verbindung, diass dass Gruppengetriebe auf Untersetzung geschaltet ist. Dies ist nötig, um das Fahr zeug durch Einlegen eines Ganges @im Hauptgetriebe gegen Wegrollen zu sichern.
Zum Einlegen des Rück wärtsganges wird durch Auslenken des Schalthebels in die entsprechende Schaltgasse zunächst ein Anschlag ausgelöst, der ein Weiterschieben der Schaltmuffe 92 in die Rückwärtsgangstellung bisher verhinderte. Da nach wird durch Öffnen des Druckluftventils 121 der Arbeitskolben 125 in die unterste Endstellung gedrückt,
so dass die Schaltmuffe 92 in Fig. 7 in die rechte End- stellung verschoben wird. Mit der Schaltschiene 132 für den Rückwärtsgang ist die Schaltschiene 130 für den 1. Gang mechanisch gekuppelt, so dass der 1. Gang im Hauptgetriebe zwangläufig mitgeschaltet -wird.
Motor vehicle transmission The invention relates to a motor vehicle transmission, which consists of a multi-speed change gear in front of layebauart around a downstream group transmission in the form of a planetary gear.
Are known motor vehicle transmissions that. consist of a countershaft transmission as the main transmission and a downstream group transmission. The group transmissions serve to double the usable number of gears when the translation of the additional gears are inserted as intermediate levels between the existing gears. In this way the gear sequence will be.
compacted .. A gear change transmission can, however, also be equipped with a group transmission in order to extend the gear sequence. This is the case when the first gear stage of the main gear with the fast - mostly direct driving gear of the group transmission immediately follows the last stage of the group ratio.
In order to achieve this, the gear ratio jump in the two-stage group transmission must be greater than the total gear ratio range of the main gear unit. Such gear combinations are particularly characterized by
that for the same drive torque and the same overall ratio they are much smaller than the above-mentioned version. In addition, such a transmission can be synchronized as often as in the countershaft gearbox is only synchronized via a progressive ratio and in the group gearbox only the drive shaft of the multi-speed countershaft gearbox is brought into synchronization.
The group transmissions are designed as countershaft transmissions in numerous applications. In addition, a rear-mounted group transmission is known, which is formed as a planetary gear with two sun gears, double planetary gears and a fixed internal ring gear.
This Umlaufräder-Gruppengetnebe wound with an upstream gear is used, but the sequence of the producing gear steps is not uniform. These gear combinations, consisting of main and group transmissions, previously required a gearshift lever each for the main and group transmissions.
Operating the gearshift levers of the two individual transmissions, however, places a heavy burden on the driver: which, in today's traffic conditions, can also be hazardous to traffic. A preselection circuit has therefore already been developed with which the operating process of one gear part can be saved until it is triggered when the other gear ax is operated.
In the practical version of this preselector, a button was provided on the gear lever of the main gear for: the group gear, which can just be reached with the fingers. However, this version can only be used for group transmissions with no more than two stages.
The gearbox according to the invention consists of a multi-speed countershaft gearbox and a group gearbox and is characterized in that, as a group gearbox, a simple epicyclic gearbox with the countershaft gearbox,
driven sun gear with a loosely rotatably arranged inner ring gear and .with a set of simple planet gears between the sun wheel and inner ring gear. is arranged through which the epicyclic gear with auxiliary power - controlled by additional switching movements of the shift lever for the countershaft gear - on reduction, direct drive and Direction of rotation reversal is switchable.
A simple epicyclic gear with a reduction that is one increment greater than the largest reduction of the offset gear can be arranged as a group transmission.
Furthermore, a hydraulically, pneumatically or electrically operated auxiliary power system can be arranged for switching the group transmission.
In addition, two shift sleeves can be arranged for shifting the group transmission, which are connected to each other for axial displacement by a. In the case of a transmission with the features mentioned, the group transmission can be switched with the same shift lever: which is provided for the stationary transmission.
The gearshift elements of the group transmission can be operated by swiveling the gearshift lever slightly to the side from the neutral position. Through these switching movements, a control device for switching the group transmission can be switched on.
This transmission system was developed in order to obtain a finely stepped transmission, which is intended in particular to improve the performance of heavy commercial vehicles. Such a transmission makes it possible to drive more frequently in a speed range with favorable fuel consumption. In addition, the prerequisites should also be created for commercial vehicles to synchronize all gears with reasonable manual force without major structural effort.
The group transmission is switched over in each case when the countershaft transmissions as shift sleeves are in the middle position, so that only the mass of the drive shaft of the countershaft needs to be accelerated or decelerated, which means that the switching points of the group transmission are activated low synchronous torque is to be applied.
As a result of the small increment in the countershaft transmission, the gear with the highest gear ratio can also be brought into synchronization, since a relatively low synchronous torque can be achieved with normal hand force and a reasonable shift lever travel. Under these conditions, it is possible to synchronize the transmission over all gears down to 1st gear.
With the combination of a countershaft transmission, which has a relatively low overall ratio, with: an epicyclic gearbox as a group transmission, which is compact despite the high ratio, a motor vehicle transmission is created that is smaller and lighter than the transmissions despite the features mentioned above with the same power transmission conventional design, the dimensions of which are determined by the translation, the drive constant and the 1st gear.
Further details of the transmission structure and the switching device for the group transmission can be taken from the drawing and the associated description. The drawing shows in:
Fig.l the scheme of a 6-speed gearbox with shift sleeves, Fig. 2 the scheme of a 6-speed gearbox with Ver sliding block, Fig. 3 the scheme of an 8-speed gearbox with Ver sliding block, Fig. 4 to 6 further schematic. Representations of possible designs for 8-speed gearboxes with sleeve locking, Fig. 7:
the longitudinal section through an 8-speed gearbox with sleeve shifting of the preferred embodiment, FIGS. 8 and 9 the diagram of a pneumatic switching device for the group transmission including the compressed air control.
In Fig. 1, a three-speed countershaft transmission A with sliding gear 13 for reverse gear as a group gear is a simple epicyclic gear B nachge switches, the sun gear 11 is arranged on the drive shaft 12 of the countershaft transmission. By means of the shift sleeve 14, the web 15 can be connected to the ring gear 16, so that a direct output with a ratio of 1: 1 is achieved.
In the other case, the inner ring gear 16 can be held on the housing by means of the sleeve 14 in order to have the largest possible translation available for a lower driving range.
In FIG. 2 a gear arrangement is shown which is very similar to that of FIG. The main gear A designed as a countershaft gear is the same with three forward gears and one shift / reverse gear. However, the epicyclic gearbox B 'connected downstream according to FIG. 2 has a sun gear 20 with an enlarged tooth width, so that the entire gear block,
consisting of the inner ring gear 21 and the web 22 with the planetary gears 23 can be moved. The group transmission is shown in the switching position for the lower driving range, when the wheel block is shifted to the left, the inner ring gear 21 comes free from the housing and the two clutch rings 24a and 24b connect the output shaft 25 of the main transmission A with the output shaft 26.
In Fig. 3, an 8-speed transmission is shown, which is from a four-speed countershaft transmission C as the main transmission and a simple Umlaufrädergetri-ebe D be available. The changeover of the planetary gear mechanism also takes place here by shifting a wheel block consisting of the internal gear rim 30, the planetary gears 31 and the web 32.
In the position shown, the epicyclic gearbox D acts as a reduction gear for the lower gears. The drive: takes place from the main transmission via the sun gear 33 to the planetary gears 31, which roll on the internal gear rim 30 held on the housing, while the output shaft 34 is driven by the web 32.
In direct gear, the wheel block is shifted to the right, so that the drive shaft 35 of the main gear C is directly connected to the output shaft 34 via the claws 36a and 36b by means of the coupling ring 36c. The main transmission C does not have a sliding gear for the reverse gear, but the gear block is moved to the left from the position shown, so that the web 32 winds connected to the housing, through the claws 37a and 37b and the internal ring gear with the output shaft 34 the claws 38a and 38b.
In this case, the group transmission D acts as a reversing gear so that, if necessary, four reverse speeds can be generated with the four-stage countershaft transmission.
In Fig. 4 to 6 the same four-speed countershaft transmission C as in Fig. 3 angeord net, while the downstream group transmission E is formed in the same way, as a simple Umlaufrädergetri @ ebe, whose various gears achieved by means of shift sleeves will.
The Gruppengetmi @ ebe E and E 'according to d en Fig. 4 and 5 have two shift sleeves to be operated, of which one 40 or 50 in: their left switching position, the inner ring gear 41 or '51 ver with the housing binds, while the web 42 or 52 @ is coupled by a second shift sleeve 43 or 53 in the middle position with the output shaft 44 or 54.
To achieve the direct through drive in the group transmission, the shift sleeve 40 or 50 is moved to the middle position, in which it releases both the inner rim 41 or 51 and the web 42 or 52, while the shift sleeve 43 or 53 in its left shift position Coupling the sun gear shaft 45 or 55 with the output shaft 44 or 54.
A rotation reversal ider A: btreiebawelle is ibzw with the planetary gear group transmission E. E 'he aims at steepening of the shift sleeves 40 or 50 and 43 or 53 in the right shift position. As a result, the web 42 or 52: is connected to the housing and the inner ring gear 41 or 51 is connected to the Abtri: ebswelle 44 or 54.
While in the transmissions according to FIGS. 4 and 5, two shift sleeves each have to be operated differently for shifting the group transmission, in the transmission according to FIG. 6 to achieve the various switching positions, the shift sleeves 61 resp.
62 each, to be operated in the same direction, so that both shift sleeves can be coupled together for common operation. The transmission is in Fig. 6 in the shift position L for the slow seeds; by means of the shift sleeve 60, the inner ring gear 61 must be connected to the housing, while the shift sleeve 63 connects the web 62 to the output shaft 64.
In the left shift position S, the epicyclic gear works directly, i. H. 1: 1, with the shift sleeve 63 connecting the output shaft 65: of the main transmission C with the output: shaft 64. In the right shift position R, the output shaft 64 runs in the opposite direction to the output shaft 65 of the main transmission. The inner ring gear 61 is drivingly connected to the output shaft 64. The connection between the two shift sleeves 60 and 63 is carried out by means of washers 66.
In FIG. 7, 71 denotes the drive or motor shaft, the end of which carries the drive gear 72 of the counter main transmission. 73 is an intermediate shaft which is supported in the end of the motor shaft 71 and in the bearings 75. On the intermediate shaft 73, the gears 76, 77 and 78 are freely .rotatably mounted. The shift sleeve 79 is arranged between the gears 76 and 77 and the shift sleeve 80 is arranged between the gears 72 and 78.
By means of the shift sleeves 79 and 80, one of the two gears is connected to the intermediate shaft 73 in a rotationally fixed manner. The gears 72, 76, 77, 78 are in permanent engagement with the gears 81, 82, 83 and 84, which are arranged on the countershaft 85 in a rotationally fixed manner. On the output side, the front end of the output is in the end of the intermediate shaft 73:
shaft 74 supported. In addition, the sun gear 86 of the epicyclic gear group transmission is arranged on the drive-side end of the intermediate shaft 73 so as to rotate fast; the associated internal gear is:
labeled 87. The planetary gears 88 arranged between the sun gear 86 and the inner ring gear 87 are rotatably mounted on the journals 89, which are fixedly arranged on the one hand in the disk 90 and on the other hand in the disk 91. To shift the planetary gear group transmission, the shift sleeves 92 and 93 are arranged, both of which are connected to one another by means of the sleeve 94.
With this countershaft transmission 4 gears can be achieved in a known manner. If the translations are this, - it countershaft gear according to:
of the series 99, 9P, 9P2, 9P3 or cp-1, pG, p, w2, selected and the transfer of the downstream planetary gear group transmission with (p4, an eight-stage (geometrically graduated gear series with T0-T_T2_ ( P3- (P4 995_T6 T7 or can be achieved.
In order to achieve the four lower gears, the internal ring gear 87 is held firmly on the housing in the epicyclic gear group transmission: and the web 91 is connected to the output shaft 74.
For this purpose, the shift sleeve 92 and the shift sleeve 93 connected to it by the sleeve 94 is shifted to the left. The shift sleeve 92 has an internal toothing 92a, with which it engages in the external toothing 95a of the flange 95 connected to the housing Ge, while the left end of the shift sleeve 92 is designed so that it first brakes the circumferential internal ring gear 87 to get on the further switching path to connect both parts positively.
At the same time, the shift sleeve 93 slides with its internal toothing 93a in the external toothing 74a of the output shaft 74 to the left, so that the external toothing 93b of the shifting sleeve 93 releases the internal toothing 96a of the sleeve 96. The external toothing 93b now engages with its total tooth width, in i the internal toothing 91a: of the web 91, which is connected in a rotationally fixed manner to the output shaft 74 in this way.
In this switching position, the planet gears 88 driven by the sun gear 86 are rolled on the stationary inner ring gear 87 and the output shaft 74 is driven by the web 91 with reduction.
In the center position shown, the shift sleeve 93 engaging with its internal teeth 93b connects the web 91 with the sleeve 96 by means of: the teeth 91.a and 96a, so that it rotates in the block, since the sleeve 96 is simultaneously connected to the internal gear rim 87 in a rotationally fixed manner is.
If the shift sleeve 92 and with it the shift sleeve 93 are moved into the right end position, the external toothing 93b of the shift sleeve 93 releases the internal toothing 91a of the web 91 and only connects the internal gear ring 87 via the sleeve 96 with the output shaft 74. Simultaneously the external toothing 92b of the shift sleeve 92 engages in the internal teeth 97a of the sleeve 97, which is firmly connected to the disk 90.
The disc 90 and sleeve 97 are now connected to the housing, i.e. they are fixed in rotation and in this case form the web of the epicyclic gear, which in this shift position: acts as a reversing gear, since the planet gears 88 driven by the sun gear 86 when the web 90, 97 is braked act as intermediate gears and drive the output shaft 74 counter to the driving direction of rotation of the shafts 71 and 73 via the internal gear ring 87, the sleeve 96, the shift sleeve 93.
As already mentioned, the planetary gear group gear is switched over by lateral deflection: the shift lever 120 for the countershaft gear. By deflecting the shift finger 140 to the right, a compressed air valve 121 is actuated by the control pin 141, which switches on the direct gear of the group transmission by moving the working piston 125 downwards. By deflecting: the shift lever to the left wind through the shift finger 140 and:
Your control pin 142 actuates a compressed air valve 122, through which the rotating gear group transmission is switched to reduced gear.
The shift rail for 1st and 2nd or 5th and 6th gear is designated by 130. By means of the shift rail 131, the 3rd and 4th # b # zw. 7. and B. gear engaged. The reverse gear is shifted by means of the sound rail 132.
If the transmission is in 4th gear and if it is to be switched to 5th gear, the shift lever is deflected to the right and thus the compressed air valve 121 is opened: the compressed air flows through the line 124 into the cylinder space above the Working piston 125 and moves it downwards. The movement of the working piston 125 be written, the shift sleeve 92 is pushed in Fig. 7 in the position shown GE.
Once the group transmission has been switched over, the release valve 126 is opened by the cam 128, so that the piston 121a is acted upon via the line 129: which pushes the shift lever into the opposite shift gate for shifting to the next higher gear.
If, on the other hand, the transmission is in 5th gear and is to be downshifted, the driver has to deflect the shift lever to the left, which opens the compressed air valve 122 and hits the working piston 125 from below through the line 124a. The working piston 125 moves up this time and shifts the shift sleeve 92 in fing. 7 in the left end position, so that the group transmission is switched to reduction.
After the switchover has been completed, the release valve 127 is opened this time, which lets compressed air flow into the cylinder chamber to the left of piston 122a via line 129a, which pushes the shift lever into the opposite shift gate and thus shows the driver that the group gearbox has been changed.
During normal driving, the shift lever 120 is to be deflected briefly and the group switching that has taken place can be determined by the backward movement of the shift lever, whereupon the shift can be continued. In order to prevent further shading too early, the two switch rails are locked against each other by a locking bolt operated by a compressed air piston until the group switching is completed.
An additional spring holds when the vehicle is stationary: the shifting elements are connected in such a way that the group transmission is switched to reduction. This is necessary to secure the vehicle against rolling away by engaging a gear @ in the main transmission.
To engage the reverse gear, a stop is initially triggered by moving the shift lever into the corresponding shift gate, which previously prevented the shift sleeve 92 from being pushed into the reverse gear position. Since after opening the compressed air valve 121, the working piston 125 is pressed into the lowest end position,
so that the shift sleeve 92 in FIG. 7 is shifted into the right end position. The shift rail 130 for the 1st gear is mechanically coupled to the shift rail 132 for the reverse gear, so that the 1st gear in the main transmission is automatically shifted.