DE10133629A1 - Modular switched transmission for road vehicle has load switching shafts acting as interface between modular drive variant and control - Google Patents
Modular switched transmission for road vehicle has load switching shafts acting as interface between modular drive variant and controlInfo
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- F16H—GEARING
- F16H47/00—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
- F16H47/06—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the hydrokinetic type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract
Description
In der DE 198 50 549 A1 wird ein mehrgängiges Getriebe 10 (10a) beschrieben, das zwei Eingangswellen 12, 13 und eine Ausgangswelle 25 aufweist. Jede der Eingangswellen 12, 13 ist mit einer Kupplung 29, 30 verbunden und mit dieser vom Verbrennungsmotor 11 des Kraftfahrzeuges trennbar. Ferner sind den beiden Eingangswellen 12, 13 eine oder zwei Elektromaschinen 34, 35, 40 zugeordnet und mit diesen kraftschlüssig verbunden, die sich auf der dem Verbrennungsmotor 11 abgewandten Seite der Kupplungen 29, 30 befinden. Mittels des bzw. der Elektromaschinen 34, 35, 40 kann insbesondere auf einen Anlasser und eine Lichtmaschine für den Verbrennungsmotor 11 verzichtet werden. Ferner lassen sich sowohl die Synchrondrehzahl der Eingangswelle 12, 13 eines Zielgangs auf einfache Weise einstellen als auch verschiedene Betriebszustände realisieren. Hier sind keine Gruppen- Lastschaltungen möglich und Doppelkupplungen sind erforderlich. DE 198 50 549 A1 describes a multi-speed transmission 10 ( 10 a) which has two input shafts 12 , 13 and one output shaft 25 . Each of the input shafts 12 , 13 is connected to a clutch 29 , 30 and can be separated therewith from the internal combustion engine 11 of the motor vehicle. Furthermore, one or two electric machines 34 , 35 , 40 are assigned to the two input shafts 12 , 13 and connected to them in a non-positive manner, which are located on the side of the clutches 29 , 30 facing away from the internal combustion engine 11 . In particular, a starter and an alternator for the internal combustion engine 11 can be dispensed with by means of the electric machine (s) 34 , 35 , 40 . Furthermore, both the synchronous speed of the input shaft 12 , 13 of a target gear can be set in a simple manner and various operating states can be implemented. Group load shifting is not possible here and double clutches are required.
In der Patentschrift DE 41 02 202 C2 (D1) wird eine Getriebeanordnung beschrieben, bei der eine Brennkraftmaschine direkt mit dem Seitenzahnrad 11 eines Differentialgetriebes 10 verbunden ist. Das parallel dazu angeordnete Seitenzahnrad 12 ist über ein Stirnradgetriebe 24, 25 mit einem Elektromotor 5 verbunden. Die Ritzelzahnräder 13 und 14 führen über die Ritzelwelle 15 und über ein Stirnradgetriebe 16, 20 zu einem weiteren Getriebe 3. Das Differentialgetriebe 10 kann weder verblockt noch auf einer Seite (Seitenzahnrad 12) festgesetzt werden, so daß das Seitenzahnrad 12 bei angetriebenem Kraftfahrzeug immer das gleiche Drehmoment aufweisen muß wie das Seitenzahnrad 11, damit eine Drehmomentübertragung zur Ritzelwelle 15 hin erfolgen kann. Dieses Drehmoment muß damit permanent vom Elektromotor 5 geliefert werden. Die in der Beschreibung angegebene Funktion, daß während des Antriebsvorganges der Elektromotor als Generator dienen kann, führt zu dem Zustand, daß die Ritzelwelle 15 (nahezu) steht und das Seitenzahnrad 12 gegenüber dem Seitenzahnrad 11 rückwärts dreht und so den Generator antreibt. Für die Fortbewegung des Fahrzeuges muß also vom Elektromotor 5 permanent ein Antriebsdrehmoment geliefert werden, was letztendlich schnell zum Entladen der Bordnetzbatterie führen wird. Patent specification DE 41 02 202 C2 (D1) describes a gear arrangement in which an internal combustion engine is connected directly to the side gear 11 of a differential gear 10 . The parallel side gear 12 is connected to an electric motor 5 via a spur gear 24 , 25 . The pinion gears 13 and 14 lead to a further gear 3 via the pinion shaft 15 and a spur gear 16 , 20 . The differential gear 10 may not yet interlocked be fixed on one side (12 side gear) so that the side gear 12 in a driven motor vehicle must have the same torque always as the side gear 11, so that a torque can be transmitted to the pinion shaft 15 side. This torque must therefore be permanently supplied by the electric motor 5 . The function specified in the description that the electric motor can serve as a generator during the driving process leads to the state that the pinion shaft 15 (almost) stands and the side gear 12 rotates backwards relative to the side gear 11 and thus drives the generator. For the locomotion of the vehicle, a drive torque must therefore be permanently supplied by the electric motor 5 , which will ultimately quickly lead to the discharge of the vehicle electrical system battery.
In der Offenlegungsschrift DE 196 50 723 A1 (D2) wird ein Steuersystem für Fahrzeugantriebseinheiten vorgestellt, bei dem ein Motor-Generator 21 direkt mit dem Sonnenrad eines Planetensatzes 30 verbunden ist. Der Planetensatz kann über eine Kupplung 36 verblockt werden. Im Gegensatz zur vorliegenden Anmeldung benötigt die in D2 beschriebene Fahrzeugantriebseinheit eine Anfahrkupplung 31, das Sonnenrad des Planetensatzes 30 kann nicht festgesetzt werden (der Planetensatz 30 hat damit nicht die Funktion eines Gruppengetriebes zur Verdopplung der Zahl der Gänge) und der Motor - Generator 21 dient nicht zur Synchronisation der Gänge des Getriebes 4. The published patent application DE 196 50 723 A1 (D2) presents a control system for vehicle drive units, in which a motor generator 21 is connected directly to the sun gear of a planetary gear set 30 . The planetary gear set can be blocked via a clutch 36 . In contrast to the present application, the vehicle drive unit described in D2 requires a starting clutch 31 , the sun gear of the planetary gear set 30 cannot be fixed (the planetary gear set 30 therefore does not function as a group transmission for doubling the number of gears) and the motor generator 21 is not used to synchronize the gears of the transmission 4 .
In der Patentschrift DE 196 06 771 C2 (D3) wird ein Hybridantrieb beschrieben, bei dem zwischen der Eingangswelle 1 (mit der Brennkraftmaschine verbunden) und der Ausgangswelle 12 (zu den Antriebsrädern führend) zwei Elektromaschinen 3 und 4 und umschaltbare Planetensätze 5, 6, 16 angeordnet sind. Die umschaltbaren Planetensätze dienen als Stufengetriebe und in Zusammenarbeit mit den Elektromaschinen ergibt sich ein umschaltbares stufenloses Getriebe, wodurch günstige Arbeitspunkte gewählt werden können. Es handelt sich aber um einen Hybridantrieb, bei dem außer bei geschlossener Kupplung 11 immer ein von der Elektromaschine 3 erzeugtes Drehmoment zur Drehmomentübertragung notwendig ist, bei dem kein mit der Elektromaschine gekoppelter Planetensatz als Gruppengetriebe zur Verdopplung der Zahl der Gänge dient und bei dem keine Synchronisationsvorgänge mit Hilfe eines Planetensatzes und einer Elektromaschine durchgeführt werden. Patent specification DE 196 06 771 C2 (D3) describes a hybrid drive in which two electric machines 3 and 4 and switchable planetary gear sets 5 , 6 , between the input shaft 1 (connected to the internal combustion engine) and the output shaft 12 (leading to the drive wheels). 16 are arranged. The switchable planetary gears serve as a stepped gearbox and in cooperation with the electrical machines, a switchable stepless gearbox results, which means that favorable operating points can be selected. However, it is a hybrid drive in which, except when the clutch 11 is closed, a torque generated by the electric machine 3 is always required for torque transmission, in which no planetary gear set coupled to the electric machine serves as a group transmission for doubling the number of gears, and in which no synchronization processes with the help of a planetary gear set and an electric machine.
In der Offenlegungsschrift DE 198 18 108 A1 (D4) wird ebenfalls ein Hybridantrieb vorgestellt, wobei hier - ähnlich wie in D2 - eine Elektromaschine 2 auf das Sonnenrad eines Planetensatzes 35 wirkt (siehe z. B. Fig. 2) und daß dieser Planetensatz über eine Kupplung 36 verblockt werden kann. Ähnlich wie in D2 kann aber das Sonnenrad des Planetensatzes 35 nicht festgesetzt werden und dieser Planetensatz hat damit nicht die Funktion eines Gruppengetriebes zur Verdopplung der Zahl der Gänge und die Elektromaschine 2 dient nicht zur Synchronisation der Gänge des Getriebes 4. In the published patent application DE 198 18 108 A1 (D4), a hybrid drive is also presented, whereby - similar to D2 - an electric machine 2 acts on the sun gear of a planetary gear set 35 (see, for example, FIG. 2) and that this planetary gear set is over a clutch 36 can be blocked. Similar to D2, however, the sun gear of the planetary gear set 35 cannot be fixed and this planetary gear set therefore does not have the function of a group transmission for doubling the number of gears, and the electric machine 2 is not used for synchronizing the gears of the transmission 4 .
Die Anmeldung WO 98/406 47 betrifft ein Antriebsaggregat für Kraftfahrzeuge mit einem Getriebe 18, wobei das Getriebe über eine Reibkupplung mit der Brennkraftmaschine koppelbar ist und eine elektrische Maschine mit Hilfe einer Kupplung und eines Zwischengetriebes mit dem Getriebe 18 gekoppelt werden kann. Die elektrische Maschine dient als Startermotor, als Generator und zur Getriebesynchronisation. Dazu sind mindestens zwei Reibkupplungen erforderlich und es werden nicht die Vorteile genutzt, die mit einem Dreiwellenbetrieb möglich sind. The application WO 98/406 47 relates to a drive unit for motor vehicles with a transmission 18 , the transmission being able to be coupled to the internal combustion engine via a friction clutch and an electrical machine being able to be coupled to the transmission 18 with the aid of a clutch and an intermediate transmission. The electric machine serves as a starter motor, as a generator and for gear synchronization. This requires at least two friction clutches and the advantages that are possible with three-shaft operation are not used.
Die Patentanmeldung US 560 32 42 beschreibt eine Getriebeanordnung, bei der mindestens eine elektrische oder hydraulische Drehmaschine eine Synchronisation von Getrieben mit zwei Wellen ermöglicht. Hier sind mindestens zwei Reibkupplungen (bzw. eine doppelt wirkende Reibkupplung) erforderlich und es werden keine Synchronisationsvorgänge ermöglicht, die über mehrere Gruppen hinweg gehen. The patent application US 560 32 42 describes a gear arrangement in which at least one electric or hydraulic lathe synchronization of gears with two shafts allows. Here are at least two friction clutches (or a double-acting friction clutch) required and no synchronization operations are possible that span multiple groups go away.
Die dieser Anmeldung vorausgegangene Anmeldung 199 01 414 (G1) beschreibt den integralen Aufbau von Getrieben bestehend aus mindestens einem Planetensatz gekoppelt mit mindestens einem (vorwiegend) unsynchronisierten Vorgelegegetriebe. Eine Welle eines Planetensatzes (hier vorwiegend die Sonnenradwelle) ist direkt mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden, die zweite Welle (hier vorwiegend die Stegwelle) ist direkt mit dem integrierten Vorgelegegetriebe verbunden, während die dritte Welle (hier vorwiegend die Hohlradwelle) mit einer Bremse und einer Drehmaschine verbunden ist. Außerdem kann der Planetensatz mit einer (Klauen-)Kupplung verblockt werden. Damit sind mehrere Funktionen auszuführen. Bei gelöster Bremse und gelöster (Klauen-)Kupplung kann mit Hilfe der Drehmaschine das Hohlrad so gedreht werden, daß ein Gang synchronisiert eingeschaltet werden kann (z. B. der 1. Gang bei stehendem Fahrzeug). Wird danach die Bremse angezogen, so wird dieser Gang in der unteren Gruppe aktiviert, d. h. die Antriebsräder setzen sich in Bewegung. So können alle Gänge des Vorgelegegetriebes geschaltet werden, dies ist dann die untere Gruppe der Gänge. Werden danach noch einmal die Gänge des Vorgelegegetriebes - wieder synchronisiert über die Drehmaschine - der Reihe nach geschaltet und danach jeweils der Planetensatz verblockt, so erhält man die obere Gruppe der Gänge. Werden zwei Planetensätze jeweils mit einem Vorgelegegetriebe gekoppelt, wobei die Gänge alternierend den beiden Planetensätzen zugeordnet sind, so ist in der unteren Gruppe der Gänge eine Lastschaltung ohne Drehmomentunterbrechung möglich. Neben den Synchronisationsaufgaben kann eine elektrische Drehmaschine auch die Funktionen Startermotor und Generator mit übernehmen. The previous application 199 01 414 (G1) describes the integral structure of gears consisting of at least one planetary gear set coupled with at least one (predominantly) unsynchronized countershaft transmission. A wave of one Planetary gear set (mainly the sun gear shaft here) is directly connected to the crankshaft of the internal combustion engine connected, the second shaft (here mainly the bridge shaft) is directly connected to the integrated one Countershaft gear connected, while the third shaft (here mainly the ring gear shaft) with a Brake and a lathe is connected. The planetary gear set can also be used with a (Claw) clutch can be blocked. This means that several functions can be carried out. With the brake released and released (claw) clutch can be turned with the help of the lathe so that a gear can be switched on synchronized (e.g. 1st gear when the vehicle is stationary). Becomes then apply the brake, this gear is activated in the lower group, i. H. the Drive wheels start to move. So all gears of the countershaft transmission can be shifted then this is the bottom group of gears. If the gears of the Countershaft transmission - again synchronized via the lathe - switched in sequence and then the planetary gear set is blocked, so you get the upper group of gears. Become two Planetary sets each coupled with a countershaft transmission, the gears alternating the are assigned to both planetary gears, there is a power shift in the lower group of gears possible without torque interruption. In addition to the synchronization tasks, an electrical Lathe also take over the functions of starter motor and generator.
Die dieser Anmeldung vorausgegangene Zusatzanmeldung 199 21 064 (G2) beschreibt eine Anordnung der Drehmaschine in Flucht mit der Welle (den Wellen) des Planetengetriebes (der Planetengetriebe), mit der die Drehmaschine direkt mit dem (den) Planetengetriebe(n) gekoppelt werden kann. Eine notwendige Untersetzung für den Starterbetrieb erfolgt über eine innere Leistungsverzweigung des (der) Planetengetriebe(s). Bei mehrteilig ausgeführten elektrischen Drehmaschinen kann u. U. ohne zusätzliche mechanische Umschaltung rein elektrisch zwischen den Funktionen Synchronisationsbetrieb, Starterbetrieb und Generatorbetrieb umgeschaltet werden. Weitere Detailverbesserungen werden angegeben. Additional application 199 21 064 (G2) preceding this application describes an arrangement of the lathe in alignment with the shaft (s) of the planetary gear (the Planetary gear) with which the lathe is directly coupled to the planetary gear (s) can be. A necessary reduction for the starter operation takes place via an internal one Power split of the planetary gear (s). For multi-part electrical lathes can u. U. without additional mechanical switching purely electrically between the functions Synchronization mode, starter mode and generator mode can be switched. Further Improvements in details are given.
Die dieser Anmeldung vorausgegangene weitere Zusatzanmeldung 199 33 373 (G3) beschreibt den gegenüber den vorangegangenen Anmeldungen vereinfachten Aufbau eines 6-Gang- Getriebes (+ Rückwärtsgang), bei dem die unteren 3 Gänge durch Betätigung von Bremsen ohne Drehmomentunterbrechung umgeschaltet werden können. Außerdem ist eine Möglichkeit der Montage des Getriebes im Heckbereich angegeben. Weitere Detailverbesserungen werden aufgezeigt. The additional application prior to this application 199 33 373 (G3) describes the simplified structure of a 6-speed gearbox compared to the previous applications Transmission (+ reverse gear), in which the lower 3 gears by applying brakes without Torque interruption can be switched. There is also a possibility of Installation of the gearbox specified in the rear area. Further detail improvements will be made demonstrated.
Vorbemerkung zu den weiteren Anmeldungen
In dem Buch
Alfred Krappel und 26 Mitautoren
Kurbelwellenstartgenerator (KSG)
Basis für zukünftige Fahrzeugkonzepte
espert-verlag Renningen
ISBN 3-8169-1808-5
werden verschiedene Möglichkeiten und Anwendungen von Kurbelwellenstartgeneratoren (KSG)
beschrieben. Dies sind Elektromaschinen, die direkt mit der Kurbelwelle von Brennkraftmaschinen
von Kraftfahrzeugen verbunden sind. Sie können sowohl als Starter mit großem Drehmoment (bei
niedrigen Drehzahlen) als auch als Generator mit hoher Leistung (bei höheren Drehzahlen)
benutzt werden. Bei den weiteren Zusatzanmeldungen werden die mit dem KSG gegebenen
Möglichkeiten dahingehend erweitert, daß der KSG in das Getriebe integriert wird und dort die
zusätzlichen Aufgaben Getriebesynchronisation und Lastschaltung mit übernimmt. Er wird deshalb
hier Getriebesynchronisationsstartgenerator GSSG genannt. Natürlich können die vom GSSG
ausgeführten Aufgaben Getriebesynchronisation und Lastschaltung auch von einer andersartigen
Drehmaschine, z. B. einem Hydraulikaggregat, übernommen werden.
Preliminary remark on further registrations
In the book
Alfred Krappel and 26 co-authors
Crankshaft start generator (KSG)
Basis for future vehicle concepts
espert publishing house Renningen
ISBN 3-8169-1808-5
different possibilities and applications of crankshaft start generators (KSG) are described. These are electrical machines that are directly connected to the crankshaft of internal combustion engines of motor vehicles. They can be used both as starters with high torque (at low speeds) and as generators with high power (at higher speeds). In the further additional registrations, the possibilities provided by the KSG are expanded in such a way that the KSG is integrated into the transmission and takes over the additional tasks of transmission synchronization and power shifting. It is therefore called the GSSG transmission synchronization start generator here. Of course, the tasks performed by the GSSG can also be used for gearbox synchronization and power shifting from a different type of lathe, e.g. B. a hydraulic unit to be taken over.
Die dieser Anmeldung vorausgegangene weitere Zusatzanmeldung 199 62 854 (G4) beschreibt Anwendungen, die das hohe Drehmoment des GSSG ausnutzen, um auch ohne Planetengetriebe Synchronisations- und Lastschaltvorgänge ausführen zu können. Dazu wird die Eingangswelle des Getriebes in zwei Teilabschnitte aufgeteilt, denen jeweils alternierend Gänge zugeordnet sind. Zur Erhöhung des Anfahrdrehmomentes kann eine Reibkupplung eingesetzt werden, ansonsten genügen Klauenkupplungen. Anordnungen mit Gruppengetrieben werden beschrieben, wobei aber jede Gruppe ihre eigene Synchronisations- und Lastschalteinrichtung benötigt. The additional application 199 62 854 (G4) preceding this application describes Applications that take advantage of the high torque of the GSSG, even without planetary gear To be able to carry out synchronization and powershift operations. The input shaft of the Transmission divided into two sections, each of which alternately gears are assigned. to A friction clutch can be used to increase the starting torque, otherwise it is sufficient Claw couplings. Arrangements with group gears are described, but each group their own synchronization and load switching device required.
Die dieser Anmeldung vorausgegangene weitere Zusatzanmeldung 100 01 602 (G5) beschreibt weitere Anwendungen, die das hohe Drehmoment des GSSG für Synchronisations- und Lastschaltvorgänge ausnutzen, jetzt aber wieder unter Benutzung von wenigstens einem Planetensatz. Im Gegensatz zu den Anwendungen in G1, G2 und G3 genügt jetzt aber ein einfacher bzw. ein doppelt wirkender Planetensatz für alle Lastschaltvorgänge, während in G1, G2, G3 für Lastschaltvorgänge zwei Panetensätze erforderlich sind und Lastschaltungen nur in der unteren Gruppe möglich sind. Die beschriebenen Getriebe mit weiteren Gruppen benötigen für jede weitere Gruppe jeweils ihre eigenen Synchronisations- und Lastschalteinrichtungen. The additional application 100 01 602 (G5) preceding this application describes other applications that use the high torque of the GSSG for synchronization and Take advantage of powershift operations, but now again using at least one planetary gear set. in the In contrast to the applications in G1, G2 and G3, a single or a double is now sufficient Acting planetary gear set for all powershift operations, while in G1, G2, G3 for powershift operations two sets of panettes are required and load switching is only possible in the lower group. The gearboxes described with further groups each need their own for each further group own synchronization and load switching devices.
Die dieser Anmeldung vorausgegangene weitere Zusatzanmeldung 100 13 734 (G6) beschreibt weitere Anwendungen, die das hohe Drehmoment von GSSG für Synchronisations- und Lastschaltvorgänge ausnutzen. Dabei können (beliebig viele) Gruppengetriebe hintereinander geschaltet sein, die alle von einem einzigen GSSG synchronisiert und lastgeschaltet werden. Dabei sind die angegebenen Varianten für verhältnismäßig viele Gänge ausgelegt und die Rückführung von Welle 13 auf Welle 1 gestaltet sich unter Umständen schwierig. Außerdem werden nicht alle möglichen Gänge ausgenutzt. The additional application 100 13 734 (G6) preceding this application describes further applications which take advantage of the high torque of GSSG for synchronization and powershift operations. Here, any number of group transmissions can be connected in series, all of which are synchronized and powershifted by a single GSSG. The specified variants are designed for a relatively large number of gears and the return from shaft 13 to shaft 1 can be difficult under certain circumstances. In addition, not all possible gears are used.
Die dieser Anmeldung vorausgegangene Zusatzanmeldung 100 21 837 (G7) beschreibt Erweiterungen und Verfeinerungen der Anmeldung G7 und ineinander geschachtelte Getriebebauweisen. Additional application 100 21 837 (G7) preceding this application describes extensions and refinements of application G7 and nested transmission designs.
Die dieser Anmeldung vorausgegangene weitere Zusatzanmeldung 100 34 656 (G8) beschreibt die Anwendung von KSG in Booten, vorwiegend in Segelbooten. Zusätzlich zu seinen bisherigen Aufgaben dient der KSG hier als Kupplungsersatz, als Elektroantrieb und als Wellengenerator. The additional application 100 34 656 (G8) preceding this application describes the Use of KSG in boats, mainly in sailing boats. In addition to his previous one The KSG serves tasks as a clutch replacement, as an electric drive and as a shaft generator.
Die dieser Anmeldung vorausgegangene Anmeldung 100 62 693.3 (G9) beschreibt Lastschalt- Gruppengetriebe, bei denen ein GSSG 9 integraler Bestandteil ist. Für jeweils eine Haupt- und Untergruppe werden vereinfachte Aufbaumöglichkeiten angegeben, wobei keine exzentrischen Nebenwellen vorkommen und nur geometrische Gangabstufungen benutzt werden. The previous application 100 62 693.3 (G9) describes power shift Group transmissions in which a GSSG 9 is an integral part. For one main and one Sub-group are given simplified construction options, with no eccentric countershafts occur and only geometrical gear gradations are used.
Inzwischen sind zum KSG weitere Alternativen bekannt. Beispielsweise wird von BMW vorgeschlagen, statt eines Generators eine Brennstoffzelle zur Versorgung des Bordnetzes vorzusehen. So kann unabhängig vom Verbrennungsmotor elektrische Energie mit gutem Wirkungsgrad bereit gestellt werden. Deshalb ist es sinnvoll, die Getriebevarianten so auszulegen, daß modular ein GSSG oder andere Bauteile zur Ansteuerung des Getriebes dienen können. Dies wird erreicht, indem nicht die Welle 1 (vom Verbrennungsmotor kommend, siehe Varianten 11) in das Getriebe hinein geführt wird, sondern die Wellen 23 und 24 (siehe Varianten 1 bis 10) aus dem Getriebe heraus Richtung Verbrennungsmotor geführt werden. An diese beiden Wellen können dann unterschiedliche Bauteile (als Ersatz für Doppelkupplungen) angeschlossen werden, so daß eine Getriebebauart mit unterschiedlichen Ansteuerungen ausgeführt werden kann. Other alternatives to the KSG are now known. For example, BMW suggests providing a fuel cell to supply the vehicle electrical system instead of a generator. This means that electrical energy can be made available with good efficiency regardless of the internal combustion engine. Therefore, it makes sense to design the gearbox variants in such a way that a GSSG or other components can be used to control the gearbox. This is achieved by not leading shaft 1 (coming from the internal combustion engine, see variants 11) into the transmission, but rather driving shafts 23 and 24 (see variants 1 to 10) out of the transmission towards the internal combustion engine. Different components (as a replacement for double clutches) can then be connected to these two shafts, so that a gearbox type with different controls can be implemented.
Weiterhin sind die Getriebestufen in Vorgelegebauweise so ausgeführt, daß neben der Vorgelegewelle mindestens eine weitere Nebenwelle Lastschaltungen über mehrere Gruppen ermöglicht und das mindestens eine exzentrische Nebenwelle neben einem oder mehreren Rückwärtsgängen meist auch einen oder mehrere zusätzliche Vorwärtsgänge mit Lastschaltungen ermöglicht. Furthermore, the gear stages are designed in countershaft design so that in addition to the countershaft at least one additional auxiliary shaft enables load switching over several groups and that at least one eccentric countershaft in addition to one or more reverse gears, usually also one or several additional forward gears with power shifts.
Gezeigt werden außerdem Getriebe mit progressiver Gangabstufung, bei denen eine zusätzliche Gruppenumschaltung (z. B. als Geländestufe) besteht und hier meist mehrere Gruppenumschaltungen als Lastschaltungen ausgeführt werden können. Diese Gruppenumschaltung kann über mindestens eine Nebenwelle oder einen Planetensatz geschehen (siehe nächsten Absatz). Also shown are gearboxes with progressive gear gradation, in which an additional There is a group switchover (e.g. as a terrain level) and usually several group switchovers can be designed as load circuits. This group switching can be done via at least a secondary shaft or a planetary set happen (see next paragraph).
Außerdem werden Getriebevarianten mit einem Planetensatz als (Range-)Gruppe vorgestellt, bei denen der Planetensatz mit Klauen-Kupplungen und Klauen-Bremsen versehen sein kann und trotzdem die Umschaltung der (Range-)Gruppe als Lastschaltvorgang erfolgt, indem auch dieser Schaltvorgang zentral synchronisiert und lastgeschaltet wird. In addition, gearbox variants with a planetary gear set are presented as a (range) group, at which the planetary gear set can be provided with claw clutches and claw brakes and nevertheless the (range) group is switched as a power shift by this too Switching process is synchronized centrally and powershifted.
Weiterhin werden neben einem GSSG weitere Möglichkeiten der elektronischen Zentralsynchronisierung und Lastschaltung (Ansteuerung) vorgeschlagen, die kostensparend ausgeführt werden können und nicht die hohen Reibungsverluste von Doppelkupplungen haben. In addition to a GSSG, other options for electronic Central synchronization and load switching (control) proposed, which can be carried out cost-effectively and do not have the high friction losses of double clutches.
Die Beschreibung erfolgt anhand der zugehörigen Prinzipzeichnungen. Es zeigen The description is based on the associated principle drawings. Show it
Fig. 1 Prinzipdarstellungen eines 6-Gang-Getriebes mit optionalen Geländegangmöglichkeiten in Varianten 1 Fig. 1 schematic diagrams of a 6-speed transmission with optional off-road options in variants 1
Fig. 2 Pinzipdarstellungen einer Getriebebauart mit mindestens 5 bzw. 6 bzw. 7 Gängen in Varianten 2 Fig. 2 Pinzipdarstellungen a gear type with at least 5 or 6 or 7 courses in 2 variants
Fig. 3 eine Prinzipdarstellung eines 6-Gang-Getriebes mit zusätzlichen Geländegängen in Varianten 3 Fig. 3 is a schematic diagram of a 6-gear transmission with additional terrain transitions in variants 3
Fig. 4 eine Prinzipdarstellung eines 7-Gang-Getriebes mit zusätzlichen Geländegängen in Varianten 4 Fig. 4 is a schematic representation of a 7-speed transmission with additional terrain transitions in variants 4
Fig. 5 eine Prinzipdarstellung eines 18-Gang-Getriebes in einer Variante 5 Fig. 5 is a schematic representation of a 18-speed transmission in a variant 5
Fig. 6 eine Prinzipdarstellung eines 16-Gang-Getriebes in einer Variante 6 Fig. 6 is a schematic representation of a 16-speed transmission in a variant 6
Fig. 7 eine Prinzipdarstellung eines 12-Gang-Getriebes in einer Variante 7 Fig. 7 is a schematic representation of a 12-speed transmission in a variant 7
Fig. 8 eine Prinzipdarstellung eines 16-Gang-Getriebes in Varianten 8 Fig. 8 is a schematic representation of a 16-speed transmission in variations 8
Fig. 9 eine Prinzipdarstellung eines 18-Gang-Getriebes in einer Variante 9 Fig. 9 is a schematic diagram of a 18-speed transmission in a variant 9
Fig. 10 eine Prinzipdarstellung eines 6-Gang-Getriebes in einer Variante 10 Fig. 10 is a schematic diagram of a 6-speed transmission, in a variant 10
Fig. 11 Prinzipdarstellungen von Ansteuerungen der Getriebe in Varianten 11 Fig. 11 are schematic diagrams showing control systems of the transmission variants in 11
Fig. 12 eine verlustarme Möglichkeit der Gangwechsel Fig. 12 shows a low-loss possibility of changing gear
Die Getriebevarianten, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge, haben alle konzentrische Eingangswellen 23 und 24, die wahlweise über eine Welle 1 mit einem Verbrennungsmotor gekoppelt werden können (Möglichkeiten werden bei den Varianten 11 beschrieben). Diese Kopplungsmöglichkeiten können gleichzeitig Synchronisationsmöglichkeiten enthalten oder es müssen separate Synchronisationsmöglichkeiten vorgesehen werden. Solche separaten Synchronisationen werden bei der Variante 1, den Varianten 2, der Variante 8 und den Varianten 11 beschrieben. Schließlich führt bei allen Getriebevarianten eine Welle 13 bzw. ein nur teilweise gezeichnetes Zahnrad 3c (dann ohne gezeichnete Welle 13) zu den Antriebsrädern. The transmission variants, preferably for motor vehicles, all have concentric input shafts 23 and 24 , which can optionally be coupled to an internal combustion engine via a shaft 1 (options are described in variants 11). These coupling options can simultaneously contain synchronization options or separate synchronization options must be provided. Such separate synchronizations are described in variant 1, variant 2, variant 8 and variant 11. Finally, a shaft 13 or a partially drawn gear 3 c (then without a drawn shaft 13 ) leads to the drive wheels in all transmission variants.
Wie bei bekannten Doppelkupplungsgetrieben wird bei angetriebenem Fahrzeug über eine der beiden Wellen 23 oder 24 das Antriebsdrehmoment übertragen, während über die andere Welle der nächste zu erwartende Gang voreingeschaltet leer mitlaufen kann. Dabei können bei allen Varianten unterschiedliche Kupplungs- und Synchronisationsmöglichkeiten zum Einsatz kommen. As with known double clutch transmissions, the drive torque is transmitted when the vehicle is driven via one of the two shafts 23 or 24 , while the next gear to be expected can run idle via the other shaft. Different coupling and synchronization options can be used for all variants.
Bei allen Getriebevarianten handelt es sich um automatische Schaltgetriebe, d. h. geschaltet wird z. B. über elektrische, pneumatische oder hydraulische Aktoren. Dazu müssen Sensoren zur Erfassung von Drehzahlen (zwecks elektronisch gesteuerter Synchronisierung) und ein elektronisches Steuergerät vorhanden sein. Wie üblich, kann auch eine manuelle Beeinflussung der Gangwechsel vorgesehen werden. Außerdem kann es sinnvoll sein, in den unteren Gängen (insbesondere in den zusätzlichen Geländegängen der Varianten 1 und 3) eine Drehmomentbegrenzung des Verbrennungsmotors vorzusehen. All transmission variants are automatic manual transmissions, i.e. H. is switched z. B. via electrical, pneumatic or hydraulic actuators. To do this, sensors for detecting Speeds (for the purpose of electronically controlled synchronization) and an electronic control unit to be available. As usual, the gear changes can also be influenced manually become. It may also make sense to use the lower gears (especially the additional ones) Off-road gears of variants 1 and 3) torque limitation of the internal combustion engine provided.
Die Bezugszeichen sind weitgehend an die vorangegangenen Anmeldungen angepaßt. deshalb ergeben sich Lücken in der Reihenfolge der Numerierung. The reference numbers are largely adapted to the previous applications. therefore surrender gaps in the order of numbering.
Die in Fig. 1a) dargestellte Getriebevariante ist ausgelegt für PKW mit der dort üblichen progressiven Gangabstufung. Wellen 23, 24, 21 und 13 sind Wellen eines 5-Gang-Vorgelegegetriebes und ermöglichen den 2. bis 6. Gang, wobei Schaltmuffen 33 und 34, Schaltmuffe 33a und die beidseitig wirkende Schaltmuffe 35 (durch senkrechten Strich gekennzeichnet) die Lastschaltungen ermöglichen. Der 2. Gang arbeitet über das Zahnradpaar 3.3, 3a3, der 3. Gang über 4.2, 4a2, der 4. Gang über 3.2, 3a2, der 5. Gang über 4.1, 4a1 und der 6. Gang über 3.1, 3a1. Dabei sind die jeweils zugehörigen Schaltmuffen zu schließen (es können natürlich auch z. B. Schieberäder zum Einsatz kommen). Synchronisierungsmöglichkeiten werden weiter unten besprochen. Die Gänge arbeiten abwechselnd über die Wellen 23 und 24, dadurch sind immer Lastschaltmöglichkeiten gegeben. Die Schaltmuffe 35 muß für den 2. Gang nach links, für die Umschaltung in den 3. Gang beidseitig und ab dem 3. Gang aufwärts nur nach rechts geschlossen sein, wobei bei diesen Gängen die Schaltmuffe 33a immer geschlossen sein sollte (damit immer definierte Verhältnisse herrschen und die Drehzahlen von Zahnrad 3.3 und der Wellen 50 und 51 nicht zu hoch werden). The gearbox variant shown in Fig. 1a) is designed for cars with the progressive gear gradation usual there. Shafts 23 , 24 , 21 and 13 are shafts of a 5-speed countershaft transmission and enable 2nd to 6th gear, whereby shift sleeves 33 and 34 , shift sleeve 33 a and the double-acting shift sleeve 35 (indicated by a vertical line) enable the power shift , The 2nd gear works via the gear pair 3.3 , 3 a3, the 3rd gear via 4.2 , 4 a2, the 4th gear via 3.2 , 3 a2, the 5th gear via 4.1 , 4 a1 and the 6th gear via 3.1 , 3 a1. The associated shift sleeves must be closed (it is of course also possible to use sliding wheels, for example). Synchronization options are discussed below. The gears work alternately via shafts 23 and 24 , which means that there are always powershift options. The shift sleeve 35 must be closed for the 2nd gear to the left, for switching to the 3rd gear on both sides and from the 3rd gear up only to the right, with the gear sleeve 33 a should always be closed at these gears (thus always defined Conditions prevail and the speeds of gear 3.3 and shafts 50 and 51 do not become too high).
Der 1. Gang, Rückwärtsgang(-gänge) und weitere Gänge werden über eine exzentrische Nebenwelle 50 (51) ermöglicht, die in Fig. 1a versetzt eingezeichnet ist. Die richtige Lage der Wellen 50 und 51 ist in Fig. 1b) skizziert (die beiden Wellen fluchten). Diese Wellen sind so angeordnet, daß ein Zahnrad 4b1 mit dem Zahnrad 4a1, ein Zahnrad 3b1 mit dem Zahnrad 3.1 und ein Zahnrad 3b3 mit dem Zahnrad 3a3 kämmt. (Aus Übersichtsgründen sind nicht alle Zahnräder der Fig. 1a) in die Fig. 1b) eingezeichnet.) The 1st gear, reverse gear (gears) and further gears are made possible via an eccentric countershaft 50 ( 51 ), which is shown offset in FIG. 1a. The correct position of the shafts 50 and 51 is sketched in Fig. 1b) (the two shafts are aligned). These shafts are arranged so that a gear 4 b1 meshes with the gear 4 a1, a gear 3 b1 with the gear 3.1 and a gear 3 b3 with the gear 3 a3. (For reasons of clarity, not all gear wheels of FIG. 1a) are shown in FIG. 1b).)
Die in den Fig. 1a) und 1b) dargestellte Variante 1a ist insofern aufwendig, als zwischen den Wellen 50 und 51 noch ein Planetensatz 52 angebracht ist. Die Stegwelle dieses Planetensatzes ist mit der Welle 51, das Hohlrad mit der Welle 50 und das Sonnenrad mit dem Gehäuse 12 verbunden. Dieser Planetensatz 52 bewirkt eine Untersetzung von der Welle 50 zur Welle 51 und ermöglicht damit weitere Gänge mit einem verhältnismäßig großem Zahnrad 3b3. (Das ist der Zweck des Planetensatzes 52, denn größere Zahnräder bewirken eine bessere Zahnüberdeckung. Andere Lösungsmöglichkeiten (beispielhaft) werden bei der Beschreibung zu den Fig. 1c), d), e), f) und g) angegeben.) The variant 1a shown in FIGS. 1a) and 1b) is complex in that a planetary gear set 52 is also installed between the shafts 50 and 51 . The land shaft of this planetary gear set is connected to the shaft 51 , the ring gear to the shaft 50 and the sun gear to the housing 12 . This planetary gear set 52 causes a reduction from the shaft 50 to the shaft 51 and thus enables further gears with a relatively large gear 3 b3. (This is the purpose of the planetary gear set 52, for larger gears effect a better tooth coverage. Other solutions (for example) are used in the description of the Fig. 1c), d), e), f) and indicated g).)
Mit einer Schaltmuffe 36 können das Zahnrad 3b1 oder 4b1 wahlweise mit der Welle 50 verbunden werden. Bei nach rechts geschlossener Schaltmuffe 36, nach links geschlossener Schaltmuffe 35 und geöffneter Schaltmuffe 33a findet so eine Untersetzung vom Zahnrad 4b1 zum Zahnrad 3a3 und damit zur Welle 13 statt, wobei auf diesem Wege die Welle 13 die Drehrichtung von Vorwärtsgängen hat. Über die Welle 21 sind so insgesamt 4 zusätzliche lastschaltbare Vorwärtsgänge möglich, die durch die Schaltmuffen 33 und 34 eingeschaltet werden. Der 3. bis 6. Gang wird also über die Nebenwelle 50 und den weiteren Bauteilen auf niedrigere Drehzahlen reduziert, man erhält also praktisch eine Geländestufe mit 4 Gängen und den Gangsprüngen der Gänge 3 bis 6. The gear wheel 3 b1 or 4 b1 can optionally be connected to the shaft 50 with a shift sleeve 36 . With the shift sleeve 36 closed to the right, the shift sleeve 35 closed to the left and the shift sleeve 33 a open, there is a reduction from the gear 4 b1 to the gear 3 a3 and thus to the shaft 13 , whereby the shaft 13 has the direction of rotation of forward gears in this way. A total of 4 additional powershiftable forward gears are possible via the shaft 21, which are engaged by the shift sleeves 33 and 34 . The 3rd to 6th gear is reduced to lower speeds via the auxiliary shaft 50 and the other components, so you get practically an off-road level with 4 gears and the gear jumps of gears 3 to 6.
Mit den gezeichneten Abmessungen entspricht der 3. Geländegang dem 1. Straßengang. Deshalb ist nicht extra ein 1. Gang vorgesehen, sondern der 1. Gang ist identisch mit dem 3. Geländegang. Dieser arbeitet von Welle 24, Zahnradsatz 4.1, 4a1, 4b1, Planetensatz 52 und Zahnräder 3b3, 3a3 auf Welle 13. In diesem Zustand kann, synchronisiert über die Drehzahl der Welle 23, die Schaltmuffe 33a geschlossen werden. Damit ist der 2. Gang eingeschaltet, läuft leer mit und kann als Lastschaltvorgang aktiviert werden. Somit ist auch eine Lastschaltmöglichkeit zwischen dem 1. und dem 2. Gang bzw. an dieser Stelle zwischen Gelände- und Straßengängen gegeben. Hier ist weiterhin eine Lastschaltmöglichkeit zwischen 3. und 4. Geländegang gegeben, vom 4. Geländegang aus ergeben sich aber keine weiteren Lastschaltmöglichkeiten. With the dimensions shown, the 3rd off-road corridor corresponds to the 1st off-road corridor. Therefore, a 1st gear is not provided, but the 1st gear is identical to the 3rd off-road gear. This works from shaft 24 , gear set 4.1 , 4 a1, 4 b1, planetary gear set 52 and gear wheels 3 b3, 3 a3 on shaft 13 . In this state, synchronized via the speed of the shaft 23 , the shift sleeve 33 a can be closed. This means that 2nd gear is switched on, runs idle and can be activated as a power shift. Thus, there is also a power shift option between 1st and 2nd gear or at this point between off-road and street gears. There is still a power shift option between 3rd and 4th off-road gear, but there are no further power shift options from the 4th off-road gear.
Mit nach links geschlossener Schaltmuffe 36 (nach links geschlossener Schaltmuffe 35 und geöffneter Schaltmuffe 33a) findet eine Drehrichtungsumkehr statt und man erhält so 4 ebenfalls über die Schaltmuffen 33 und 34 lastschaltbare Rückwärtsgänge mit den Gangsprüngen der Gänge 3 bis 6. With the selector sleeve 36 closed to the left (selector sleeve 35 closed to the left and the selector sleeve 33 a open), the direction of rotation is reversed and 4 reverse shift gears with the gear jumps of gears 3 to 6 are also obtained via the selector sleeves 33 and 34 .
Die mit den gezeichneten Abmessungen erzielten Übersetzungen sind in Fig. 1i) (mit logarithmischer Achse) dargestellt, wobei für die Variante 1a) in der oberen Reihe (S (Straße) und R (Rückwärts)) die Gänge 1 bis 6 und in der unteren Reihe (G (Gelände) und R (Rückwärts)) die Gänge 1 bis 4 gelten. Die zugehörigen Rückwärtsgänge sind etwas niedriger in der Übersetzung und sind gestrichelt dargestellt. The translations achieved with the drawn dimensions are shown in Fig. 1i) (with logarithmic axis), with gears 1 to 6 in the upper row (S (street) and R (reverse)) for the variant 1a) and in the lower one Row (G (off-road) and R (reverse)) the gears 1 to 4 apply. The associated reverse gears are slightly lower in translation and are shown in dashed lines.
Mit nur 5 Zahnradpaaren, einer Nebenwelle mit 3 Zahnrädern (und hier einem Planetensatz 52) erhält man also insgesamt 9 lastschaltbare Vorwärts- und 4 lastschaltbare Rückwärtsgänge (nur zwischen 4G und 2S besteht keine Lastschaltmöglichkeit). Grund für die Vielzahl von Gängen ist die Mehrfachnutzung der Drehzahländerung von Welle 21 einmal über Schaltmuffe 35 direkt und dann noch für die Gelände- und Rückwärtsgänge über die Nebenwelle 50. Erkauft wird dieser Vorteil allerdings durch mehrere hintereinander geschaltete Zahnräder und damit eine höhere Reibung bei den Gelände- und Rückwärtsgängen und beim 1. Gang. (Bei den hier vorhandenen niedrigen Übersetzungen ist der Wirkungsgrad aber nicht so wesentlich.) With only 5 gear pairs, a countershaft with 3 gears (and here a planetary gear set 52 ) you get a total of 9 powershift forward and 4 powershift reverse gears (only between 4G and 2S there is no power shift possibility). The reason for the large number of gears is the multiple use of the change in speed of shaft 21, first via shift sleeve 35 directly and then for off-road and reverse gears via auxiliary shaft 50 . However, this advantage is paid for by several gear wheels connected in series and thus greater friction in off-road and reverse gears and in 1st gear. (With the low gear ratios here, the efficiency is not that important.)
Bedingt durch den Planetensatz 52 hat man eine große Freiheit in der Wahl der Durchmesser der Zahnräder 3b3, 3b1 und 4b1 (wurde hier an die Variante 1c) angepaßt). Das Zahnrad 4b1 könnte auch mit einem anderen Zahnrad der Welle 21 kämmen. Due to the planetary gear set 52 , there is great freedom in the choice of the diameter of the gear wheels 3 b3, 3 b1 and 4 b1 (was adapted here to variant 1c). The gear 4 b1 could also mesh with another gear of the shaft 21 .
In den Fig. 1a) und 1b) ist außerdem eine Möglichkeit eingezeichnet, wie eine Elektromaschine als Generator, als Starter und als zentrale Synchronisationseinrichtung für alle Gänge (beim Hochschalten) dienen kann, wobei das Getriebe mit seinen Möglichkeiten gleichzeitig eine Umschaltung der Übersetzung zwischen Generator- und Starterbetrieb ermöglicht. Dazu ist zwischen den Wellen 23 und 24 ein Planetensatz 53 angebracht, bei dem das Sonnenrad mit der Welle 23 und das Hohlrad mit der Welle 24 verbunden ist. Die Stegwelle ist (z. B.) mit einem großen Kettenrad 54 verbunden, von dem aus eine Kette 55 ein kleines Kettenrad 54 antreibt, von dem aus eine Welle 56 zur Elektromaschine führt. Wenn sich mindestens eine der Wellen 23, 24 dreht (bei laufender Verbrennungsmaschine), wird die Stegwelle des Planetensatzes 53 angetrieben und über die Kettenräder 54, die Kette 55 und die Welle 56 wird die Elektromaschine mit hoher Drehzahl als Generator betrieben. Beim Hochschalten muß jeweils eine der Wellen 23 oder 24 in der Drehzahl reduziert werden, um Synchrondrehzahlen zu erreichen. (Die andere der Wellen 23 oder 24 ist mit der Welle 1 verbunden.) Diese Drehzahlreduzierung wird durch den bremsenden Generator sehr schnell erreicht, wobei der Generator elektronisch beeinflußbar ist. Bei Synchronisationsdrehzahl kann dann der entsprechende Gang eingeschaltet werden. Mit dem Planetensatz 53 kann also ein (herkömmlicher) Generator als Synchronisationseinrichtung für alle Gänge wirken, wobei gleichzeitig Generatorbetrieb immer möglich ist. In Fig. 1a) and 1b) is also shown a possibility of how an electric machine can serve as a generator, as a starter and as a central synchronization device for all gears (when shifting up), the transmission with its possibilities at the same time switching the translation between the generator - and starter operation enabled. For this purpose, a planetary gear set 53 is attached between the shafts 23 and 24 , in which the sun gear is connected to the shaft 23 and the ring gear is connected to the shaft 24 . The web shaft is (for example) connected to a large sprocket 54 , from which a chain 55 drives a small sprocket 54 , from which a shaft 56 leads to the electric machine. If at least one of the shafts 23 , 24 rotates (with the internal combustion engine running), the web shaft of the planetary gear set 53 is driven, and the electric machine is operated as a generator at high speed via the chain wheels 54 , the chain 55 and the shaft 56 . When shifting up one of the shafts 23 or 24 must be reduced in speed in order to achieve synchronous speeds. (The other of the shafts 23 or 24 is connected to the shaft 1. ) This speed reduction is achieved very quickly by the braking generator, the generator being able to be influenced electronically. The corresponding gear can then be engaged at the synchronization speed. With the planetary gear set 53 , a (conventional) generator can thus act as a synchronization device for all gears, generator operation always being possible at the same time.
Für den Starterbetrieb ist eine noch größere Übersetzung zwischen Welle 56 und Welle 1 sinnvoll. Dies kann ohne zusätzliche Bauteile (mit einer entsprechenden Programmierung des Steuergerätes) erreicht werden, indem Schaltmuffe 33a und die Schaltmuffen 34 und 36 nach rechts geschlossen werden (alle anderen Schaltmuffen müssen geöffnet sein). Außerdem müssen die Wellen 23 und 24 mit der Welle 1 verbunden sein. Wird nun die Stegwelle des Planetensatzes 53 von der Welle 56 her angetrieben (Starterbetrieb), so wird der Sonnenradanteil direkt zur Welle 1 geleitet, während der Hohlradanteil über die Zahnräder 4.2 und 4a2, 4a1 und 4b1, den Planetensatz 52 und die Zahnräder 3b3, 3a3 und 3.3 ins Langsame übersetzt wird. Mit den gezeichneten Abmessungen erhält man zusätzlich zu der Übersetzung durch die Kettenräder 54 noch eine Übersetzung von ca. 1 : 2,5, d. h. im Starterbetrieb dreht die Elektromaschine bei gleicher Drehzahl der Verbrennungsmaschine um den Faktor 2,5 schneller als im Generatorbetrieb. Mit dieser Anordnung genügt also eine herkömmliche Elektromaschine (die für den Starterbetrieb ausgelegt sein muß) als Starter, Generator und Synchronisationseinrichtung, wobei während der Synchronisationsvorgänge immer Generatorbetrieb möglich ist (beim Hochschalten, die Synchronisation beim Runterschalten kann über die Drehzahl der Verbrennugsmaschine erfolgen, siehe Varianten 11). Der Planetensatz 53 überträgt nur die Momente der Elektromaschine und kann entsprechend schwach ausgelegt sein. Die hier beschriebenen Möglichkeiten bestehen auch bei den anderen Varianten 1 (abgeschwächt bei der Variante 1c). For starter operation, an even larger ratio between shaft 56 and shaft 1 makes sense. This can be achieved without additional components (with appropriate programming of the control unit) by closing the sleeve 33 a and the sleeve 34 and 36 to the right (all other sleeves must be open). In addition, shafts 23 and 24 must be connected to shaft 1 . If the land shaft of the planetary gear set 53 is now driven by the shaft 56 (starter operation), the sun gear portion is guided directly to the shaft 1 , while the ring gear portion is transmitted via the gear wheels 4.2 and 4 a2, 4 a1 and 4 b1, the planetary gear set 52 and the gears 3 b3, 3 a3 and 3.3 is translated into slow. With the dimensions drawn, in addition to the translation by the chain wheels 54 , a translation of approximately 1: 2.5 is obtained, ie in starter mode the electric machine rotates 2.5 times faster than in generator mode at the same speed of the internal combustion engine. With this arrangement, a conventional electric machine (which must be designed for starter operation) is sufficient as a starter, generator and synchronization device, whereby generator operation is always possible during the synchronization processes (when shifting up, the synchronization when shifting down can take place via the speed of the internal combustion engine, see variants 11 ). The planetary gear set 53 only transmits the moments of the electric machine and can be designed to be correspondingly weak. The options described here also exist for the other variants 1 (weakened for variant 1c).
Der Planetensatz 52 muß für die Drehmomente der Verbrennungsmaschine ausgelegt sein und ist damit teuer. Deshalb wird in den Ausschnitt-Prinzipskizzen 1c) bis 1g) dargestellt, wie man auch ohne diesen Planetensatz 52 auskommen kann. The planetary gear set 52 must be designed for the torques of the internal combustion engine and is therefore expensive. For this reason, the basic schematic diagrams 1c) to 1g) show how one can get by without this planetary gear set 52 .
In Fig. 1c) sind die Zahnräder 3b3, 3b1 und 4b1 ohne Planetensatz 52, also mit einer durchgehenden Welle 50, dargestellt. Mit den hier gezeichneten Abmessungen wird aus dem 1. Geländegang (der Variante 1a) der 1. Straßengang, d. h. die Geländestufen entfallen. Der 1. Gang arbeitet dann mit nach rechts geschlossenen Schaltmuffen 34 und 36 und nach links geschlossener Schaltmuffe 35 über die Zahnräder 4.2 und 4a2, 4a1 und 4b1, 3b3 und 3a3. (Über das Zahnrad 3b3 sind so noch schnellere Gänge möglich, aber nicht mehr sinnvoll, da sie in der Nähe der anderen Straßengänge liegen.) Mit nach links geschlossener Schaltmuffe 36 werden so Rückwärtsgänge eingeschaltet, wobei man mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34 den in Fig. 1i) mit R1 bezeichneten Rückwärtsgang erhält, während die nach rechts geschlossene Schaltmuffe 33 den Rückwärtsgang R2 bewirkt. (Es sind noch 2 schnellere Rückwärtsgänge möglich, aber wohl nicht mehr sinnvoll.) Ohne den Planetensatz 52 erhält man also ein Getriebe mit 6 (sinnvollen) lastschaltbaren Vorwärts- und (mindestens) 2 lastschaltbaren Rückwärtsgängen ohne die Geländegänge 1 bis 4. Damit kann dieses Getriebe modular mit oder ohne Planetensatz 52 und damit mit oder ohne Geländegänge aufgebaut werden. In Fig. 1c) the gears 3 b3, 3 b1 and 4 b1 without planetary gear set 52 , that is, with a continuous shaft 50 , are shown. With the dimensions drawn here, the 1st street aisle (variant 1a) becomes the 1st street aisle, ie the terrain steps are omitted. The 1st gear then works with shift sleeves 34 and 36 closed to the right and shift sleeve 35 closed to the left via the gear wheels 4.2 and 4 a2, 4 a1 and 4 b1, 3 b3 and 3 a3. (Even faster gears are possible via the gear 3 b3, but are no longer sensible since they are located near the other street gears.) With the shift sleeve 36 closed to the left, reverse gears are switched on, with the shift sleeve 34 closed to the right reverse gear R1 indicated at Fig. 1i) receives, while causing the reverse gear R2 to the right closed switching muffle 33. (There are still 2 faster reverse gears possible, but probably no longer useful.) Without the planetary gear set 52 , you get a gearbox with 6 (reasonable) power shiftable forward and (at least) 2 power shiftable reverse gears without off-road gears 1 to 4. This allows this Modular gearboxes with or without planetary gear set 52 and thus with or without off-road gears.
Mit den Fig. 1d) bis 1g) werden ausschnittsweise Modifikationen gezeigt, mit denen die Übersetzungen der Variante 1a auch ohne Planetensatz 52 erreicht werden. Bei diesen Varianten gelten also in Fig. 1i) die für Variante 1a beschriebenen Übersetzungen (einschließlich der Übersetzung für den Starterbetrieb). With the Fig. 1d) to 1g) partial modifications are shown by which the translations of the variant 1a can be achieved even without planetary set 52. The translations described for variant 1a (including the translation for starter operation) therefore apply to these variants in FIG. 1i).
In Fig. 1d) sind die Durchmesser der Zahnräder 3b3, 3b1 und 4b1 so gewählt, daß ohne Planetensatz 52 die Übersetzungen der Variante 1a erreicht werden. Dies ist also eine wesentlich einfachere Ausführung. Nachteilig dabei ist nur, daß das Zahnrad 3b3 sehr klein ausfällt und damit die Zahnüberdeckung mit dem Zahnrad 3a3 nicht so gut ist. In Fig. 1d) the diameters of the gears 3 b3, 3 b1 and 4 b1 are chosen such that the translations of variant 1a are achieved without planetary gear set 52 . So this is a much simpler version. The only disadvantage is that the gear 3 b3 turns out to be very small and therefore the tooth overlap with the gear 3 a3 is not so good.
In Fig. 1e) ist eine Anordnung skizziert, die ohne Planetensatz 52 und ohne zusätzliche Zahnräder die Übersetzung der Variante 1a erreicht, wobei hier das Zahnrad 3b3 größer als bei der Variante 1d ausfallen kann. Erreicht wird das über eine "abknickende" Achse 50, wobei die "Abknickung" durch z. B. zwei Kardangelenke 57 erreicht wird. Ein vergleichbares Ergebnis kann auch mit einer schräg gestellten (nicht abknickenden) Achse 50 und dann entsprechend bearbeiteten Zahnrädern 3b3, 3b1 und 4b1 erreicht werden. In Fig. 1e), an arrangement is sketched that achieved without planetary gear set 52, and without additional gears translation of variation 1a, in which case the gear 3 is greater than b3 may precipitate in the variant 1d. This is achieved via a "kinking" axis 50 , the "kinking" by z. B. two universal joints 57 is reached. A comparable result can also be achieved with an inclined (not kinking) axis 50 and then correspondingly machined gear wheels 3 b3, 3 b1 and 4 b1.
In Fig. 1f) ist eine Anordnung skizziert, die ohne Planetensatz 52 mit Hilfe eines zusätzlichen Zahnrades 4a die Übersetzungen der Vorwärtsgänge von Variante 1a erreicht, indem das Zahnrad 4a kleiner als das Zahnrad 4a1 gewählt wurde und damit das Zahnrad 4b entsprechend größer ausfällt. (Hier ist eine große Variationsmöglichkeit gegeben.) Da das Zahnrad 3b1 hier kleiner ist als das Zahnrad 4b1, fallen bei dieser Variante die 4 Rückwärtsgänge aber etwas schneller aus als in Fig. 1i) skizziert. In Fig. 1f) an arrangement is sketched, which achieves the translations of the forward gears of variant 1a without planetary gear set 52 with the help of an additional gear 4 a, by selecting gear 4 a smaller than gear 4 a1 and thus gear 4 b accordingly is bigger. (There is a large variation possible here.) Since the gear 3 b1 is smaller than the gear 4 b1 here, the 4 reverse gears turn out somewhat faster in this variant than sketched in Fig. 1i).
In Fig. 1g) ist eine Anordnung skizziert, die ohne Planetensatz 52 mit Hilfe eines zusätzlichen Zahnrades 3a (fest mit Zahnrad 3a3 verbunden) die Übersetzungen (auch der Rückwärtsgänge) der Variante 1a hat. Der Durchmesser des Zahnrades 3a ist hier so gewählt, daß mit diesem Zahnrad der 1. Gang auch direkt von Welle 24 realisiert werden könnte. Der Vorteil dieser (und auch der anderen) Variante gegenüber dem direkten Weg von Welle 24 ist, daß so 3 weitere Vorwärtsgänge und 4 Rückwärtsgänge erreichbar sind. (Außerdem sieht man, daß der Durchmesser des Zahnrades 3a3 nicht wesentlich kleiner ist als der Durchmesser des Zahnrades 3a. Damit sind die Zahnkräfte im Zahnrad 3a3 der anderen Varianten nicht wesentlich größer als die Zahnkräfte im Zahnrad 3a.) In Fig. 1g) an arrangement is outlined that without planetary gear set 52 with the help of an additional gear 3 a (firmly connected to gear 3 a3) has the translations (also the reverse gears) of variant 1a. The diameter of the gear 3 a is chosen here so that the 1st gear could also be realized directly from shaft 24 with this gear. The advantage of this (and also the other) variant compared to the direct path of shaft 24 is that 3 further forward gears and 4 reverse gears can be reached. (You can also see that the diameter of the gear 3 a3 is not significantly smaller than the diameter of the gear 3 a. Thus, the tooth forces in the gear 3 a3 of the other variants are not significantly larger than the tooth forces in the gear 3 a.)
Die Lastschaltungen in den Geländegängen laufen (wie üblich) abwechselnd über die Wellen 23 und 24. Damit erhält man bei den Varianten 1a, d, e, f und g zwischen den 4 Geländegängen Gangsprünge wie zwischen dem 3., 4., 5. und 6. Straßengang (da diese Gänge jeweils beteiligt sind). Bedingt durch die progressive Auslegung der Gangsprünge sind damit die Geländegänge verhältnismäßig eng gestuft. Eine Lastschaltung ist grundsätzlich auch vom 1. zum 4. Geländegang möglich. Dieser Sprung ist jedoch sehr groß und vom 4. Geländegang ist keine Lastschaltung zu den Straßengängen möglich. Deshalb wird in der Variante 1h gezeigt, wie man eine Lastschaltung zwischen dem 1. und 3. Geländegang verwirklichen kann. The load circuits in the off-road aisles run (as usual) alternately over the shafts 23 and 24 . With variants 1a, d, e, f and g, you get gait jumps between the 4 off-road gears as between the 3rd, 4th, 5th and 6th street gears (since these gears are each involved). Due to the progressive design of the gait jumps, the off-road aisles are relatively narrow. A load shift is basically also possible from the 1st to the 4th off-road gear. However, this jump is very large and from the 4th off-road gear shift to the road aisles is not possible. Therefore, variant 1h shows how you can implement a power shift between the 1st and 3rd off-road gears.
In Fig. 1h) ist eine Anordnung skizziert, bei der gegenüber den bisherigen Anordnungen die Zahnradpaare 4.1, 4a1 und 4.2, 4a2 ihre Plätze vertauscht haben. Außerdem wirkt die Schaltmuffe 33a (unabhängig voneinander) auf die Zahnräder 3.3 und 3.2. Die Schaltmuffe 34 wirkt wie bisher auf die Zahnräder 4.1 und 4.2, während die Schaltmuffe 33 auf die Zahnräder 3.1 und 4.2 wirkt. Damit kann das Zahnrad 4.2 sowohl von der Welle 24 als auch von der Welle 23 angetrieben werden und deshalb der 3. Straßengang sowohl über Welle 24 als auch über Welle 23 arbeiten. Der 3. Straßengang wird über die Nebenwelle 50 ebenfalls für den 1. Geländegang benutzt. Wird in diesem Fall das Zahnrad 4.2 von der Welle 23 angetrieben (mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33), so kann als Lastschaltvorgang in den 5. Straßengang geschaltet werden (mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34). Damit ist der 3. Geländegang bzw. der 1. Straßengang aktiviert. Die zugehörigen Übersetzungen sind in Fig. 1i) mit C (Crawler) und 1 (wie bisher) eingetragen. Damit hat man einen Gangsprung vom Crawler zum 1. Gang wie zwischen 3. und 5. Straßengang (mit Lastschaltmöglichkeit). Man erhält so also ein 6-Gang-Getriebe mit zusätzlichem Crawler mit Lastschaltmöglichkeiten zwischen allen Vorwärtsgängen. Bei der Wahl der Rückwärtsgänge ist man frei, man kann nach wie vor vier lastschaltbare Rückwärtsgänge realisieren. Welche Art der Ausführung der Welle 50 mit den zugehörigen Zahnrädern gewählt wird, ist dabei freigestellt (nur nicht Variante 1c). In Fig. 1h) an arrangement is sketched in which the gear pairs 4.1 , 4 a1 and 4.2 , 4 a2 have exchanged their positions compared to the previous arrangements. In addition, the shift sleeve 33 a (independently of one another) acts on the gears 3.3 and 3.2 . The shift sleeve 34 acts as before on the gears 4.1 and 4.2 , while the shift sleeve 33 acts on the gears 3.1 and 4.2 . The gear wheel 4.2 can thus be driven both by the shaft 24 and by the shaft 23 and therefore the third street gear can operate both via shaft 24 and via shaft 23 . The 3rd street aisle is also used for the 1st off-road aisle 50 . In this case, if the gear wheel 4.2 is driven by the shaft 23 (with the shift sleeve 33 closed to the right), the 5th gear can be shifted as a power shift (with the shift sleeve 34 closed to the right). This activates the 3rd off-road aisle or the 1st street aisle. The associated translations are entered in Fig. 1i) with C (crawler) and 1 (as before). This gives you a gear jump from crawler to 1st gear as between 3rd and 5th street gear (with powershift option). So you get a 6-speed gearbox with an additional crawler with powershift options between all forward gears. You are free to choose the reverse gears, you can still implement four powershiftable reverse gears. Which type of execution of the shaft 50 with the associated gear wheels is chosen is optional (only not variant 1c).
Mit einer exzentrischen Nebenwelle sind viele Aufbaumöglichkeiten gegeben. Mit einer solchen Nebenwelle können immer Rückwärtsgänge und zusätzliche Vorwärtsgänge mit den Gangsprüngen und Lastschaltmöglichkeiten des verbleibenden Vorgelegegetriebes (hier die zur Welle 21 gehörigen Zahnradpaare) erreicht werden, indem ein Zahnrad der exzentrischen Nebenwelle mit einem Zahnrad einer Welle des Vorgelegegetriebes (hier z. B. Zahnrad 4b1 und Welle 21), ein anderes Zahnrad der exzentrischen Nebenwelle mit einem Zahnrad der anderen (nicht fluchtenden) Welle des Vorgelegegetriebes (hier z. B. Zahnrad 3b1 und Welle 23) kämmt und ein drittes Zahnrad der exzentrischen Nebenwelle mit einem weiteren Zahnrad des Vorgelegegetriebes kämmt (hier z. B. Zahnräder 3b3 und 3a3). Mit nur zwei Zahnrädern der exzentrischen Nebenwelle können z. B. Rückwärtsgänge verwirklicht werden (hier z. B. Zahnräder 3b1 und 3b3). With an eccentric countershaft, there are many construction options. With such a countershaft, reverse gears and additional forward gears can always be achieved with the gear jumps and powershift options of the remaining countershaft transmission (here the gear pairs belonging to shaft 21 ) by a gearwheel of the eccentric countershaft with a gearwheel of a shaft of the countershaft transmission (here e.g. gearwheel 4 b1 and shaft 21 ), another gear of the eccentric auxiliary shaft meshes with a gear of the other (non-aligned) shaft of the countershaft transmission (here e.g. gear 3 b1 and shaft 23 ) and a third gear of the eccentric auxiliary shaft with another gear of the counter gear meshes (here, for example, gears 3 b3 and 3 a3). With only two gears of the eccentric countershaft z. B. reverse gears can be realized (here z. B. gears 3 b1 and 3 b3).
Notwendig dafür ist, daß Zahnräder des Vorgeleggetriebes drehfest miteinander verbunden oder koppelbar sind (hier z. B. die Zahnräder der Welle 21). Damit können die Drehzahländerungen dieses Teiles des Vorgelegegetriebes auf die exzentrische Nebenwelle übertragen und für die weiteren Gänge ausgenutzt werden. Das Getriebe der Variante 1 mit 5 Zahnradebenen hat also 4 zusätzliche Vorwärts- und Rückwärtsgänge (weil die 5. Zahnradebene für die Rückführung benutzt wird). Insbesondere mit zusätzlichen Zahnrädern mit verändertem Durchmesser (hier Varianten 1f) und 1g)) ergeben sich sehr viele Variationsmöglichkeiten. It is necessary for this that gear wheels of the countershaft transmission are connected to one another in a rotationally fixed manner or can be coupled (here, for example, the gear wheels of shaft 21 ). The speed changes of this part of the countershaft transmission can thus be transmitted to the eccentric countershaft and used for the other gears. The gearbox of variant 1 with 5 gear levels therefore has 4 additional forward and reverse gears (because the 5th gear level is used for the feedback). In particular with additional gearwheels with changed diameters (here variants 1f) and 1g)) there are many possible variations.
Eine weitere Variationsmöglichkeit der Variante 1g) ergibt sich dadurch, daß die Zahnräder 3a3 und 3a nicht gekoppelt sein müssen und daß die beidseitig wirksame Schaltmuffe 35 auch zwischen diese beiden Zahnräder gelegt werden kann. Damit verbundene Variationsmöglichkeiten werden bei den Varianten 2 beschrieben, die anderen Varianten zeigen eine weitere Auswahl. Another possible variation of variant 1g) results from the fact that the gears 3 a3 and 3 a do not have to be coupled and that the shift sleeve 35 which is effective on both sides can also be placed between these two gears. The associated variation possibilities are described in variant 2, the other variants show a further selection.
Die Varianten 2 sind eine Zusammenfassung und Erweiterung der Varianten 1g und 1h. Bei den Varianten 2 werden jeweils der 1. und der 2. Gang über die exzentrische Nebenwelle 50 geführt. Dabei ist der Gangsprung zwischen 2. und 3. Gang über die Auslegung der zur Welle 50 gehörigen Zahnräder frei festzulegen, während der Gangsprung zwischen dem 1. und 2. Gang beispielsweise dem Gangsprung zwischen 3. und 5. Gang (Varianten 2a, b, c) oder zwischen 4. und 6. Gang (Variante 2d) entspricht. Damit auch zwischen dem 1. und 2. Gang Lastschaltungen möglich sind, muß jeweils ein Zahnrad wahlweise von den Wellen 23 und 24 angetrieben werden können, d. h. auf dieses Zahnrad haben jeweils Schaltmuffe 33 und 34 Zugriff. Welches der Zahnräder diesen beidseitigen Zugriff hat, wird auch dadurch bestimmt, daß vom 2. zum 3. Gang ebenfalls eine Lastschaltung ermöglicht wird. Variants 2 are a summary and extension of variants 1g and 1h. In variants 2, 1st and 2nd gear are guided over the eccentric countershaft 50 . The gear jump between 2nd and 3rd gear can be freely determined via the design of the gearwheels belonging to shaft 50 , while the gear jump between 1st and 2nd gear, for example the gear jump between 3rd and 5th gear (variants 2a, b, c) or between 4th and 6th gear (variant 2d). So that load shifts are also possible between the 1st and 2nd gear, a gear wheel must be selectively driven by the shafts 23 and 24 , ie shift sleeves 33 and 34 have access to this gear wheel. Which of the gears has this double-sided access is also determined by the fact that a power shift is also made possible from 2nd to 3rd gear.
Die Variante 2a besteht aus einem Grundgetriebe mit 3 Gängen, das über die exzentrische Nebenwelle zu einem Getriebe mit 5 (6) Vorwärts- und maximal 3 Rückwärtsgängen erweitert wird. Mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 35, geschlossener Schaltmuffe 37 und nach links geschlossener Schaltmuffe 33 arbeitet der 3. Gang über die Zahnräder 3.2 und 3a2, während der 4. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34 über die Zahnräder 4 und 4a und der 5. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33 über die Zahnräder 3.1 und 3a1 arbeitet. Variant 2a consists of a basic gearbox with 3 gears, which is expanded via the eccentric countershaft to a gearbox with 5 (6) forward and a maximum of 3 reverse gears. With rightward closed shift sleeve 35, closed shift sleeve 37 and left closed sliding sleeve 33 of the 3rd gear via the gears works 3.2 and 3 a2, while the 4th gear closed rightward shift sleeve 34 via the gear wheels 4 and 4 a and 5 Gear works with the shift sleeve 33 closed to the right via the gears 3.1 and 3 a1.
Der 1. und 2. Gang arbeiten mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 36 und nach links geschlossener Schaltmuffe 35 über die Zahnräder 4a, 4b, 3b2 und 3c2. Dabei wird im 1. Gang die Welle 21 mit nach links geschlossenen Schaltmuffen 33 und 37 über die Zahnräder 3.2 und 3a2 angetrieben, während im 2. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34 die Zahnräder 3.1 und 3a1 das Drehmoment übertragen. Dabei ist im 2. Gang das Zahnrad 3.1 mit Welle 24 und nicht mit Welle 23 verbunden, dies ermöglicht Lastschaltungen sowohl zwischen 1. und 2. als auch zwischen 2. und 3. Gang. The 1st and 2nd gear work with the shift sleeve 36 closed to the right and the shift sleeve 35 closed to the left via the gearwheels 4 a, 4 b, 3 b2 and 3 c2. In the 1st gear, the shaft 21 is driven with the shift sleeves 33 and 37 closed to the left via the gears 3.2 and 3 a2, while in the 2nd gear with the shift sleeve 34 closed to the left, the gears 3.1 and 3 a1 transmit the torque. The gear 3.1 is connected to the shaft 24 and not to the shaft 23 in the 2nd gear, this enables load shifting between the 1st and 2nd as well as between the 2nd and 3rd gear.
Wird im 2. Gang die Schaltmuffe 37 gelöst, kann mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33 die Welle 23 so gedreht werden, daß die Schaltmuffe 35 zusätzlich noch nach rechts geschlossen werden kann. Damit ist der 3. Gang eingeschaltet und läuft leer mit. Wird danach die Welle 23 mit der Welle 1 verbunden (siehe Varianten 11), ist der 3. Gang als Lastschaltvorgang aktiviert. If the shift sleeve 37 is released in the 2nd gear, the shaft 23 can be rotated with the shift sleeve 33 closed to the left such that the shift sleeve 35 can also be closed to the right. With this, the 3rd gear is switched on and runs along empty. If shaft 23 is then connected to shaft 1 (see variants 11), 3rd gear is activated as a power shift.
Die Welle 50 muß aus der Zeichenebene heraus so angebracht sein, daß das Zahnrad 3b1 mit dem Zahnrad 3.1 kämmt (entsprechend Fig. 1b)). Mit nach links geschlossener Schaltmuffe 36 sind so 3 lastschaltbare Rückwärtsgänge möglich (über den 3.-5. Vorwärtsgang). The shaft 50 must be attached out of the plane of the drawing so that the gear 3 b1 meshes with the gear 3.1 (corresponding to Fig. 1b)). With the shift sleeve 36 closed to the left, 3 powershiftable reverse gears are possible (via the 3rd-5th forward gears).
Wenn die Platzverhältnisse es zulassen, können die Zahnräder 3b1 und 4b auch durch ein Schieberad ersetzt werden. Dabei muß dieses Schieberad bei den Rückwärtsgängen mit dem Zahnrad 3.1 kämmen, während es bei allen anderen Gängen mit dem Zahnrad kämmen kann (auch bei den höheren Gängen, weil hier die Schaltmuffe 35 links gelöst ist). Bei der gezeichneten Ausführung kann bei allen Vorwärtsgängen die Schaltmuffe 36 nach rechts geschlossen bleiben (damit entfallen hier Synchronisierungsvorgänge), nur bei den Rückwärtsgängen muß die Schaltmuffe 36 nach links geschlossen sein. Die Bemerkungen dieses Absatzes gelten sinngemäß auch für (fast) alle anderen Varianten. If space permits, the gears 3 b1 and 4 b can also be replaced by a sliding wheel. This sliding wheel must mesh with the gear 3.1 in reverse gears, while it can mesh with the gear in all other gears (even in the higher gears, because here the shift sleeve 35 is loosened on the left). In the illustrated embodiment, the shift sleeve 36 can remain closed to the right in all forward gears (this eliminates synchronization processes here), only in the reverse gears the shift sleeve 36 must be closed to the left. The comments in this paragraph apply analogously to (almost) all other variants.
Die mit den gezeichneten Abmessungen erzielten Übersetzungen sind in Fig. 1e) dargestellt, wobei noch ein zusätzlicher Vorwärtsgang zwischen dem 1. und 2. Gang möglich ist (mit nach rechst geschlossener Schaltmuffe 34). Dieser Gang ist gestrichelt eingezeichnet. Die möglichen Rückwärtsgänge liegen etwas niedriger in der Übersetzung als der 1., der gestrichelte und der 3. Gang. Mit einem 3-Gang-Grundgetriebe und 4 zusätzlichen Zahnrädern erhält man so also mindestens 5 lastschaltbare Vorwärts- und 3 lastschaltbare Rückwärtsgänge. The translations achieved with the drawn dimensions are shown in Fig. 1e), with an additional forward gear between the 1st and 2nd gear being possible (with the shift sleeve 34 closed to the right). This course is shown in dashed lines. The possible reverse gears are slightly lower in gear ratio than 1st, dashed and 3rd gear. With a 3-speed basic gearbox and 4 additional gears, you get at least 5 powershift forward and 3 powershift reverse gears.
Bei der Variante 2b hat das Grundgetriebe 4 Vorwärtsgänge, dies sind mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 35 und geschlossener Schaltmuffe 37 der 3. Gang (Schaltmuffe 33 nach links geschlossen), der 4. Gang (Schaltmuffe 34a geschlossen), der 5. Gang (Schaltmuffe 33 nach rechts geschlossen) und der 6. Gang (Schaltmuffe 34 nach rechts geschlossen). Die Bezugszeichen z. B. der Zahnräder sind vergleichbar mit den Varianten 1 und werden nicht extra neu aufgeführt. In variant 2 b, the basic transmission has 4 forward gears; with the shift sleeve 35 closed to the right and the shift sleeve 37 closed, these are 3rd gear (shift sleeve 33 closed to the left), 4th gear (shift sleeve 34 a closed), 5th gear (Shift sleeve 33 closed to the right) and 6th gear (shift sleeve 34 closed to the right). The reference numerals z. B. the gears are comparable to variants 1 and are not listed anew.
Auch hier werden der 1. und 2. Gang über die Welle 50 und das Zahnradpaar 3b2, 3c2 übertragen, wobei jetzt die Schaltmuffe 36 nach links geschlossen sein muß und das Zahnradpaar 3a1, 3b1 benutzt wird. Der Sprung zwischen dem 1. und 2. Gang ist gleich dem Sprung zwischen dem 3. und 5. Gang, für den 1. Gang ist die Schaltmuffe 33 nach links und für den 2. Gang die Schaltmuffe 34 nach links geschlossen. Im 2. Gang kann bei geöffneter Schaltmuffe 37 die Schaltmuffe 35 beidseitig geschlossen werden. Damit ist auch hier (entsprechend der Variante 2a) eine Lastschaltung in den 3. Gang möglich. Here, too, the 1st and 2nd gears are transmitted via the shaft 50 and the gear pair 3 b2, 3 c2, the shift sleeve 36 now having to be closed to the left and the gear pair 3 a1, 3 b1 being used. The jump between the 1st and 2nd gear is the same as the jump between the 3rd and 5th gear, for the 1st gear the shift sleeve 33 is closed to the left and for the 2nd gear the shift sleeve 34 is closed to the left. In 2nd gear, the shift sleeve 35 can be closed on both sides when the shift sleeve 37 is open. This also enables a power shift to 3rd gear (corresponding to variant 2a).
Mit einer aus der Zeichenebene herausgedrehten Achse 50 (entsprechend Fig. 1b)) kämmt das Zahnrad 4b1 mit dem Zahnrad 4.1. Mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 36 sind so 4 lastschaltbare Rückwärtsgänge möglich. Auch hier kann ein Schieberad entsprechend zu den Bemerkungen bei der Variante 2a eingesetzt werden. With an axis 50 turned out of the drawing plane (corresponding to FIG. 1b)), the gear 4 b1 meshes with the gear 4.1 . With the shift sleeve 36 closed to the right, 4 powershiftable reverse gears are possible. Here too, a sliding wheel can be used in accordance with the remarks in variant 2a.
Die mit den gezeichneten Abmessungen erzielten Übersetzungen sind in Fig. 2f) eingetragen, wobei noch 2 weitere Vorwärtsgänge möglich sind (gestrichelt eingezeichnet). Die Übersetzungen der möglichen Rückwärtsgänge liegen etwas unterhalb vom 1., 2. und den beiden gestrichelten Gängen. Zwischen den 4 möglichen Rückwärtsgängen sind auch hier Lastschaltungen möglich, wobei im praktischen Fahrbetrieb ermittelt werden muß, welche der möglichen Rückwärtsgänge freigegeben werden (softwaremäßig). The translations achieved with the drawn dimensions are entered in Fig. 2f), whereby 2 further forward gears are possible (shown in dashed lines). The translations of the possible reverse gears are slightly below the 1st, 2nd and the two dashed gears. Load shifts are also possible between the 4 possible reverse gears, whereby in practical driving it must be determined which of the possible reverse gears are enabled (by software).
In der Fig. 2b) sind noch zwei weitere Einrichtungen eingezeichnet, die auch bei anderen Varianten zum Einsatz kommen können. Dies sind 1. zwei überbrückbare Freiläufe 57, die jeweils in die Wellen 23 und 24 zwischen Welle 1 und den zugehörigen Zahnrädern eingebaut sind. Im Normalbetrieb sollten diese Freiläufe überbrückt sein, damit auch Schubbetrieb möglich ist. Jeweils kurz vor einem Hochschaltvorgang sollte die Überbrückung in der Welle ausgeschaltet werden, die momentan das Drehmoment überträgt. Wird nun in den höheren Gang geschaltet, so dreht die freigegebene Welle automatisch schneller und der Freilauf vermeidet die hohen Wärmeverluste von Doppelkupplungen (siehe auch Varianten 11). In Fig. 2b) two further devices are shown, which can also be used in other variants. These are 1. two bridgeable freewheels 57 , which are each installed in the shafts 23 and 24 between shaft 1 and the associated gear wheels. In normal operation, these freewheels should be bridged so that overrun is also possible. Shortly before an upshift, the bypass in the shaft, which is currently transmitting the torque, should be switched off. If you now shift into higher gear, the released shaft automatically turns faster and freewheeling avoids the high heat losses of double clutches (see also variants 11).
Als weitere Einrichtung ist 2. ein Planetensatz 53 eingezeichnet, der hier eine etwas andere Aufgabe erflillt als der Planetensatz 53 der Variante 1a. Bedingt durch die Schaltmuffe 34 ist bei der Variante 2b kein zentraler Zugriff zwischen den Zahnrädern 3.1 und 4.1 möglich wie bei der Variante 1a. (Dies gilt für alle Varianten 2 und für die Variante 1h.) Wie trotzdem ein zentraler Zugriff ermöglicht werden kann, wird bei den Varianten 11 beschrieben.) Deshalb sind hier zwei Paare von Kettenrädern 54 und zwei Ketten 55 vorgesehen. Hier sind jetzt unterschiedliche Übersetzungen möglich, indem z. B. das mit der Achse 24 verbundene Kettenrad 54 größer ausfällt als die anderen drei z. B. gleich großen Kettenräder. Damit dreht das Hohlrad des Planetensatzes 53 schneller als die zugehörige Stegwelle. Das Sonnenrad des Planetensatzes 53 ist über die Welle 56 mit einer (nicht gezeichneten) Elektromaschine verbunden, die hier als Startermotor und Synchronisationseinrichtung, aber nicht als Generator dienen soll (wenn z. B. statt eines Generators eine Brennstoffzelle installiert ist). Deshalb ist die Übersetzung der Kettenräder und des Planetensatzes so ausgelegt, daß bei gleich schnell drehenden Wellen 23 und 24 das Sonnenrad, damit die Welle 56 und die Elektromaschine nicht rotiert. Damit wird im Normalbetrieb die Elektromaschine (der Starter) geschont. Wenn eine der beiden Wellen 23 oder 24 nicht mit der Welle 1 verbunden ist, kann diese Welle durch eine entsprechende Drehung der Elektromaschine synchronisiert werden, wobei dies auf einem niedrigen Drehzahlniveau vonstatten geht. 2. A planetary gear set 53 is shown as a further device, which here fulfills a somewhat different task than the planetary gear set 53 of variant 1a. Due to the shift sleeve 34 , variant 2b does not allow central access between the gears 3.1 and 4.1 as in variant 1a. (This applies to all variants 2 and for variant 1h.) How variant central access can still be made is described in variant 11. Therefore two pairs of chain wheels 54 and two chains 55 are provided here. Different translations are now possible here, e.g. B. the sprocket 54 connected to the axle 24 is larger than the other three z. B. sprockets of the same size. The ring gear of the planetary gear set 53 thus rotates faster than the associated land shaft. The sun gear of planetary gear set 53 is connected via shaft 56 to an electric machine (not shown), which is to serve as a starter motor and synchronization device, but not as a generator (if, for example, a fuel cell is installed instead of a generator). Therefore, the translation of the sprockets and the planetary gear set is designed so that when the shafts 23 and 24 rotate at the same speed, the sun gear, so that the shaft 56 and the electric machine do not rotate. This protects the electrical machine (the starter) in normal operation. If one of the two shafts 23 or 24 is not connected to the shaft 1 , this shaft can be synchronized by a corresponding rotation of the electric machine, this being done at a low speed level.
Während des Startvorganges sollte eine höhere Übersetzung vorhanden sein. Dies kann z. B. erreicht werden, indem bei blockiertem Getriebe (Parksperre) und nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34 oder 34a auch das Hohlrad des Planetensatzes 53 blockiert ist. Wenn außerdem Welle 23 (und Welle 24 nicht) mit Welle 1 verbunden ist, kann über die Welle 56 der Verbrennungsmotor gestartet werden, wobei die Verbindung von der Stegwelle über Kettenräder 54 und Kette 55 zur Welle 23 geht und der Planetensatz 53 gleichzeitig eine Untersetzung (z. B. um den Faktor 3) bewirkt. (Andere Möglichkeiten und eventuell größere Untersetzungen sind ebenfalls gegeben.) There should be a higher gear ratio during the startup process. This can e.g. B. can be achieved by blocking the gearbox (parking lock) and to the right closed sleeve 34 or 34 a, the ring gear of the planetary gear set 53 is blocked. If, in addition, shaft 23 (and shaft 24 is not) is connected to shaft 1 , the internal combustion engine can be started via shaft 56 , the connection from the bridge shaft via sprockets 54 and chain 55 to shaft 23 and the planetary gear set 53 simultaneously reducing ( e.g. by a factor of 3). (Other options and possibly larger reductions are also available.)
Die Variante 2c ist vergleichbar mit der Variante 2b, wobei 2c für Heckantrieb ausgelegt ist, also mit einer mit den Wellen 23 und 24 fluchtenden Welle 13. Dazu wird über die Zahnräder 3b und 3c auf die Welle 13 zurückgekoppelt. Das Grundgetriebe hat wieder 4 Gänge, wobei mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 35 und geschlossener Schaltmuffe 37 der 3. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33, der 4. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34, der 5. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33 und der 6. Gang mit geschlossener Schaltmuffe 34a als direkter Gang übertragen wird. Dabei sind immer Lastschaltungen möglich. Variant 2c is comparable to variant 2b, with 2c being designed for rear-wheel drive, i.e. with a shaft 13 aligned with shafts 23 and 24 . For this purpose, the gears 3 b and 3 c are fed back onto the shaft 13 . The basic transmission again has 4 gears, whereby with the shift sleeve 35 closed to the right and the shift sleeve 37 closed, the 3rd gear with the shift sleeve 33 closed to the left, the 4th gear with the shift sleeve 34 closed to the right, and the 5th gear with the shift sleeve 33 closed to the right and the 6th gear with closed shift sleeve 34 a is transmitted as a direct gear. Load switching is always possible.
Mit nach links geschlossenen Schaltmuffen 35 und 36 und geschlossener Schaltmuffe 37 erhält man den 1. Gang, indem bei nach links geschlossener Schaltmuffe 33 die Drehung der Welle 23 vom Zahnradpaar 3.2, 3a2 auf Welle 21 (21a) und von dort über die Zahnräder 3a1, 3.1, 3b1, 3b2 und 3c2 auf Welle 13 übertragen wird. In den 2. Gang wird lastgeschaltet, indem mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34 die Drehung der Welle 24 direkt auf Zahnrad 3.1 und von dort weiter auf Welle 13 übertragen wird. (Zahnrad 3.1 kann auch hier mit Welle 23 und Welle 24 gekoppelt werden.) Bei gelöster Schaltmuffe 37 und beidseitig geschlossener Schaltmuffe 35 kann vom 2. in den 3. Gang lastgeschaltet werden, weil über die Welle 21 ein vom 2. Gang unabhängiger Weg zur Welle 13 besteht. Mit einfachen Mitteln ist hier nur noch ein weiterer Vorwärtsgang möglich (mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34 über die Welle 50), weil der 6. Gang als direkter Gang nicht ohne weiteres auf die Welle 50 geführt werden kann. With shift sleeves 35 and 36 closed to the left and shift sleeve 37 closed, 1st gear is obtained by turning shaft 23 from gear pair 3.2 , 3 a2 to shaft 21 ( 21 a) and from there via the gearwheels when shift sleeve 33 is closed to the left 3 a1, 3.1 , 3 b1, 3 b2 and 3 c2 is transmitted to shaft 13 . In the second gear, power is shifted by the fact that with the shift sleeve 34 closed to the left, the rotation of the shaft 24 is transmitted directly to gear 3.1 and from there to shaft 13 . (Gear 3.1 can also be coupled here with shaft 23 and shaft 24. ) With the shift sleeve 37 released and the shift sleeve 35 closed on both sides, it is possible to shift under load from the 2nd to the 3rd gear, because via the shaft 21 a path independent of the 2nd gear Wave 13 exists. With simple means, only a further forward gear is possible here (with the shift sleeve 34 closed to the right via the shaft 50 ), because the 6th gear, as a direct gear, cannot be easily guided onto the shaft 50 .
Die Welle 50 muß aus der Zeichenebene heraus so angeordnet sein, daß das Zahnrad 4b2 mit dem Zahnrad 4a2 kämmt. Mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 36, nach links geschlossener Schaltmuffe 35 und geschlossener Schaltmuffe 37 sind so drei lastschaltbare Rückwärtsgänge möglich, nämlich mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33 der 1. Rückwärtsgang, nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34 der 2. Rückwärtsgang und nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33 der 3. Rückwärtsgang. Ein 4. Rückwärtsgang wäre nur schwierig realisierbar (und lohnt auch nicht), da der 6. Gang als direkter Gang nicht ohne weiteres zur Verfügung steht. (Wenn die Zahnräder 3c2 und 3c ihre Plätze tauschen, ist dies aber grundsätzlich möglich.) Wegen der gegenüber der Variante 2b geänderten Anordnung sind die Rückwärtsgänge etwas schneller als die zugehörigen Vorwärtsgänge. The shaft 50 must be arranged out of the plane of the drawing so that the gear 4 b2 meshes with the gear 4 a2. With the shift sleeve 36 closed to the right, the shift sleeve 35 closed to the left and the shift sleeve 37 closed, three powershiftable reverse gears are possible, namely with shift sleeve 33 closed to the left the 1st reverse gear, shift sleeve 34 closed to the right the 2nd reverse gear and shift sleeve 33 closed to the right the 3rd reverse gear. A 4th reverse gear would be difficult to implement (and is also not worth it), since the 6th gear is not readily available as a direct gear. (If the gears 3 c2 and 3 c swap places, this is basically possible.) Because of the changed arrangement compared to variant 2b, the reverse gears are somewhat faster than the associated forward gears.
Die mit den gezeichneten Abmessungen erreichten Übersetzungen sind ebenfalls aus der Fig. 2f) ersichtlich, wobei der 2. gestrichelte Gang (rechts vom 2. Gang) nicht zur Verfügung steht und die Rückwärtsgänge etwas schneller sind als die zugehörigen Vorwärtsgänge. Vergleichbare Anordnungen ausgelegt für Heckantrieb sind auch bei den Varianten 2a und 2d möglich. The translations achieved with the dimensions shown are also shown in FIG. 2f), the second dashed gear (to the right of the second gear) is not available and the reverse gears are somewhat faster than the associated forward gears. Comparable arrangements designed for rear-wheel drive are also possible with variants 2a and 2d.
Die Variante 2d besteht aus einem Grundgetriebe mit 5 Gängen, das über die exzentrische Nebenwelle 50 zu einem Getriebe mit 7 (10) Vorwärts- und maximal 5 Rückwärtsgängen erweitert wird. Hier kommen die Zahnräder 3.3 und 3a3 hinzu. Bei nach rechts geschlossener Schaltmuffe 35 und geschlossener Schaltmuffe 37 arbeitet der 3. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33a, der 4. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34, der 5. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33a, der 6. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34 und der 7. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33. Da abwechselnd die Wellen 23 und 24 benutzt werden, sind immer Lastschaltungen möglich. The variant 2d consists of a basic gearbox with 5 gears, which is expanded via the eccentric countershaft 50 to a gearbox with 7 (10) forward and a maximum of 5 reverse gears. Here the gears 3.3 and 3 a3 are added. When the shift sleeve 35 is closed to the right and the shift sleeve 37 is closed, the 3rd gear works with the shift sleeve 33 a closed to the left, the 4th gear with the shift sleeve 34 closed to the left, the 5th gear with the shift sleeve 33 a closed to the right, the 6th gear with shift sleeve 34 closed to the right and 7th gear with shift sleeve 33 closed to the left. Since shafts 23 and 24 are used alternately, load switching is always possible.
Hier entspricht der Sprung zwischen dem 1. und 2. Gang dem Sprung zwischen 4. und 6. Gang. Das bedeutet, daß hier ein Zahnrad der Welle 24 zusätzlich mit der Welle 23 koppelbar sein muß, um Lastschaltungen zwischen dem 1. und 2. Gang zu ermöglichen. Außerdem muß dieses beidseitig koppelbare Zahnrad hier das Zahnrad 4.2 (das des 4. Ganges) sein, da der für den 2. Gang zuständige 6. Gang von der Welle 24 angetrieben werden muß, damit Lastschaltungen in den 3. Gang möglich sind. Das bedeutet weiterhin, daß hier die Zahnräder 3b1 und 4b1 nicht durch ein Schieberad ersetzt werden können, da das Zahnrad 4a2 "im Weg liegt". (Es sei denn, man läßt in einer etwas anderen Auslegung das Zahnrad 4b1 mit dem Zahnrad 3a2 kämmen und nicht mit dem Zahnrad 4a1.) Here the jump between 1st and 2nd gear corresponds to the jump between 4th and 6th gear. This means that here a gear wheel of the shaft 24 must also be able to be coupled to the shaft 23 in order to enable power shifts between the 1st and 2nd gears. In addition, this gear, which can be coupled on both sides, must be gear 4.2 (that of the 4th gear), since the 6th gear responsible for the 2nd gear must be driven by the shaft 24 so that power shifts to the 3rd gear are possible. This also means that the gears 3 b1 and 4 b1 cannot be replaced by a sliding wheel, since the gear 4 a2 is "in the way". (Unless, in a slightly different design, the gear 4 b1 is meshed with the gear 3 a2 and not with the gear 4 a1.)
Bei nach links geschlossener Schaltmuffe 35 und nach rechts geschlossener Schaltmuffe 36 erhält man den 1. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33. Da jetzt das Zahnrad 4.2 von der Welle 23 angetrieben wird, kann mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34 in den 2. Gang lastgeschaltet werden. Bei gelöster Schaltmuffe 37 und nach links geschlossener Schaltmuffe 33a kann die Welle 23 so gedreht werden, daß die Schaltmuffe 35 beidseitig geschlossen werden kann. Damit ist eine Lastschaltung in den 3. Gang möglich. Ab dem 3. Gang aufwärts muß dann die Schaltmuffe 37 geschlossen und die Schaltmuffe 35 links geöffnet werden (die Schaltmuffe 36 kann geschlossen bleiben). With the shift sleeve 35 closed to the left and the shift sleeve 36 closed to the right, 1st gear is obtained with the shift sleeve 33 closed to the right. Since the gear wheel 4.2 is now driven by the shaft 23 , the shift sleeve 34 can be shifted to the second gear with the shift sleeve 34 closed to the right. When the shift sleeve 37 is released and the shift sleeve 33 a closed to the left, the shaft 23 can be rotated so that the shift sleeve 35 can be closed on both sides. This enables a power shift to 3rd gear. From the 3rd gear up, the shift sleeve 37 must then be closed and the shift sleeve 35 must be opened on the left (the shift sleeve 36 can remain closed).
Insgesamt sind mit nach links geschlossener Schaltmuffe 35, geschlossener Schaltmuffe 37 und nach rechts geschlossener Schaltmuffe 36 über die Welle 50 fünf Vorwärtsgängen möglich. Hier ist es sinnvoll, diese fünf Gänge als lastschaltbare Geländegänge vorzusehen (Geländemodus), wobei der 1. Geländegang (Crawler) unter dem 1. Gang liegt (weil für den 1. Gang der 4. und nicht der 3. Gang benutzt wird), der 2. Geländegang die gleiche Übersetzung wie der 1. Gang hat (hier aber über die Welle 24 mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34 arbeitet), der 3. Geländegang zwischen dem 1. und dem 2. Gang liegt, der 4. Geländegang identisch mit dem 2. Gang ist und der 5. Geländegang etwas über dem 2. Gang liegt. Im Geländemodus sind also alle Vorwärtsgänge nutzbar und der 2. Geländegang wird anders geschaltet als der 1. Gang, damit Lastschaltungen auch in diesem Modus möglich sind. Vom 4. Geländegang ist außerdem eine Lastschaltung in den 3. Gang möglich. A total of five forward gears are possible with the shift sleeve 35 closed to the left, the closed shift sleeve 37 and the shift sleeve 36 closed to the right via the shaft 50 . Here it makes sense to provide these five gears as power shiftable off-road gears (off-road mode), whereby the 1st off-road gear (crawler) is below 1st gear (because 4th gear and not 3rd gear is used for 1st gear), the 2nd off-road gear has the same ratio as the 1st gear (but here works via shaft 24 with the shift sleeve 34 closed to the left), the 3rd off-road gear lies between 1st and 2nd gear, the 4th off-road gear is identical to the 2nd gear and the 5th off-road gear is slightly above the 2nd gear. In the off-road mode, all forward gears can be used and the 2nd off-road gear is shifted differently than the 1st gear, so that power shifts are also possible in this mode. A power shift to 3rd gear is also possible from the 4th off-road gear.
Wenn die Schaltmuffe 36 nach links geschlossen wird, sind so 5 lastschaltbare Rückwärtsgänge möglich. Die mit den gezeichneten Abmessungen erzielten Übersetzungen sind in Fig. 2g) eingezeichnet, wobei die zusätzlichen Gänge im Geländemodus gestrichelt eingezeichnet sind und der unterste Gang mit C (Crawler) bezeichnet ist. Die möglichen Rückwärtsgänge liegen in der Übersetzung etwas niedriger als die Gänge im Geländemodus. If the shift sleeve 36 is closed to the left, 5 powershiftable reverse gears are possible. The translations achieved with the drawn dimensions are shown in Fig. 2g), the additional gears in the off-road mode are shown in dashed lines and the bottom gear is designated by C (crawler). The possible reverse gears are slightly lower in translation than the gears in off-road mode.
Wenn der Crawler-Gang nicht benötigt wird, kann mit einer etwas veränderten Auslegung auf das Zahnrad 3c2 verzichtet werden. Dann entfällt die Schaltmuffe 37, die Schaltmuffe 35 liegt zwischen den Zahnrädern 3a2 und 3a3 und das Zahnrad 3b2 kämmt mit dem Zahnrad 3a3. Von der Anordnung her würde das so modifizierte Getriebe der Variante 1h entsprechen. If the crawler gear is not required, the gear 3 c2 can be omitted with a slightly different design. Then the shift sleeve 37 is omitted, the shift sleeve 35 lies between the gears 3 a2 and 3 a3 and the gear 3 b2 meshes with the gear 3 a3. In terms of arrangement, the gearbox modified in this way would correspond to variant 1h.
Bei Getrieben mit progressiver Gangabstufung kann also durchaus eine Gruppenbauweise interessant sein, wobei natürlich nicht die Möglichkeiten wie bei geometrisch gestuften Getrieben vorhanden sind. Wenn ein Zahnrad von beiden Wellen 23 und 24 angetrieben werden kann, ergeben sich viele Möglichkeiten in der Auslegung der Getriebe. Bei den Varianten 2 wird die Gruppenbauweise durch eine exzentrische Nebenwelle 50 erreicht, wobei Gänge der langsameren Gruppe auch für die Hauptgänge (1. und 2. Straßengang) benutzt werden. (Wenn die Gänge der für den 1. und 2. Gang benutzten Gänge des Grundgetriebes von sich aus schon verschiedenen Wellen (23 und 24) zugeordnet sind, braucht natürlich kein von beiden Wellen zugängliches Zahnrad vorgesehen werden.) Die nachfolgenden Varianten haben getrennte Straßen- und Geländegänge. In the case of gearboxes with progressive gear gradation, a group construction may well be interesting, although of course the possibilities are not available as with geometrically graduated gearboxes. If a gear wheel can be driven by both shafts 23 and 24 , there are many possibilities in the design of the gear. In variant 2, the group construction is achieved by an eccentric countershaft 50 , gears of the slower group also being used for the main gears (1st and 2nd street aisle). (If the gears of the gears of the basic transmission used for the 1st and 2nd gear are already assigned different shafts ( 23 and 24 ), of course no gear wheel accessible from both shafts needs to be provided.) The following variants have separate road and off-road.
Die in Fig. 3a) dargestellte Variante 3a besitzt ein Grundgetriebe mit 6 Gängen, das mit Hilfe einer exzentrischen Nebenwelle 50 mit 5 Geländegängen und 5 möglichen Rückwärtsgängen erweitert wird. Dabei wurde darauf geachtet, daß möglichst viele lastschaltbare Übergänge zwischen den Gelände- und Straßengängen bestehen. The variant 3a shown in FIG. 3a) has a basic transmission with 6 gears, which is expanded with the aid of an eccentric countershaft 50 with 5 off-road gears and 5 possible reverse gears. Care was taken to ensure that there were as many switchable transitions between the off-road and street aisles as possible.
Die Wellen 23 und 24 sind wieder die Eingangswellen des Getriebes und das Zahnradpaar 3b, 3c erzeugt die Achsuntersetzung, wobei das Zahnrad 3c nur als Ausschnitt gezeichnet und mit der nicht gezeichneten Welle 13 verbunden ist. (Die vorangegangenen Varianten sind ohne Achsuntersetzung gezeichnet, die dort eingezeichnete Welle 13 ist sinngemäß mit einem Zahnrad 3b verbunden.) The shafts 23 and 24 are again the input shafts of the transmission and the gear pair 3 b, 3 c generates the axle reduction, the gear 3 c being drawn only as a detail and connected to the shaft 13 , not shown. (The previous variants are drawn without a reduction gear, the shaft 13 shown there is connected to a gear 3 b accordingly.)
Bei den Straßengängen sind die Schaltmuffen 33a, 35a und 37a immer geschlossen. Die untersten beiden Straßengänge werden mit den zur Achse 21 (21b) zugehörigen Schaltmuffen 35b und 37 geschaltet (damit in den oberen Gängen die Drehzahl der Zahnräder 3.3 und 4.3 nicht zu hoch werden), während die oberen 4 Straßengänge durch die Schaltmuffen 33 und 34 geschaltet werden. In the street aisles, the shift sleeves 33 a, 35 a and 37 a are always closed. The bottom two aisles are shifted with the shift sleeves 35 b and 37 belonging to the axis 21 ( 21 b) (so that the speed of the gears 3.3 and 4.3 does not become too high in the upper aisles), while the top 4 aisles through shift sleeves 33 and 34 are switched.
Der 1. Gang arbeitet über das Zahnradpaar 3.3, 3a3, der 2. Gang über das Zahnradpaar 4.3, 4a3, der 3. Gang über das Zahnradpaar 3.2, 3a2, der 4. Gang über das Zahnradpaar 4.2, 4a2, der 5. Gang über das Zahnradpaar 3.1, 3a1 und der 6. Gang über das Zahnradpaar 4.1, 4a1. Da diese Wellen abwechselnd von den Wellen 23 und 24 angetrieben werden, sind immer Lastschaltungen möglich. The 1st gear works over the gear pair 3.3 , 3 a3, the 2nd gear over the gear pair 4.3 , 4 a3, the 3rd gear over the gear pair 3.2 , 3 a2, the 4th gear over the gear pair 4.2 , 4 a2, the 5th gear via the gear pair 3.1 , 3 a1 and 6th gear via the gear pair 4.1 , 4 a1. Since these shafts are driven alternately by shafts 23 and 24 , load shifts are always possible.
Bei den Geländegängen sind die Schaltmuffen 33a und 35a geöffnet, die Schaltmuffen 36 nach links und 35b, 37a geschlossen. Jetzt ist eine zusätzliche Untersetztung mit den Zahnradpaaren 3a1, 3b1 und 3c3, 3a3 über die Welle 50 vorhanden. Der 1. Geländegang arbeitet mit geschlossener Schaltmuffe 37 über den 2. Gang, der 2. Geländegang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33 über den 3. Gang, der 3. Geländegang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33 über den 4. Gang, der 4. Geländegang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33 über den 5. Gang und der 5. Geländegang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34 über den 6. Gang. Die mit den gezeichneten Abmessungen erzielten Übersetzungen sind in Fig. 3d) eingezeichnet, wobei die Zahnräder 3b1 und 3c3 so ausgelegt sind, daß der 3. Gelände- und der 1. Straßengang die gleichen Übersetzungen haben. Im Gegensatz zu den vorherigen Varianten handelt es sich aber um unterschiedliche Gänge, d. h. die Übersetzungen der Gelände- und Straßengänge können (in der logarithmischen Darstellung) in weiten Grenzen gegeneinander verschoben werden. In the off-road aisle, the shift sleeves 33 a and 35 a are open, the shift sleeves 36 to the left and 35 b, 37 a closed. Now there is an additional reduction with the gear pairs 3 a1, 3 b1 and 3 c3, 3 a3 via the shaft 50 . The 1st off-road gear works with the shift sleeve 37 closed via the 2nd gear, the 2nd off-road gear with the shift sleeve 33 closed to the left via the 3rd gear, the 3rd off-road gear with the shift sleeve 33 closed to the right via the 4th gear, the 4th Off-road aisle with shift sleeve 33 closed to the right via 5th gear and the 5th off-road gear with shift sleeve 34 closed to the left via 6th gear. The translations achieved with the drawn dimensions are shown in Fig. 3d), the gears 3 b1 and 3 c3 are designed so that the 3rd off-road and the 1st street gear have the same translations. In contrast to the previous variants, these are different gears, ie the translations of the off-road and street gears can be shifted against each other (in the logarithmic representation) within wide limits.
In Fig. 3d) sind die lastschaltbaren Übergänge zwischen Gelände- und Straßengängen durch Pfeile markiert. Dies wird im folgenden beschrieben. Der 1. und der 3. Geländegang arbeiten (mit dem 2. und 4. Straßengang) über die Welle 24. Deshalb kann in diesen beiden Gängen Welle 23 so gedreht werden, daß die Schaltmuffe 33a synchronisiert geschlossen werden kann. Damit ist der 1. Gang eingeschaltet und läuft leer mit. Der 1. Gang wird aktiviert, indem Welle 23 mit Welle 1 verbunden wird. (Der Zusatz "Straßen" - bei den Gängen wird nicht immer mitgeschrieben.) Bei geöffneter Schaltmuffe 37a arbeiten der 4. und 5. Geländegang unabhängig von der Welle 21 über Wellen 21a und 50. Der 4. Geländegang wird von der Welle 23 angetrieben, deshalb können hier über Welle 24 Schaltmuffen 37 und 35a synchronisiert geschlossen werden. Damit ist der 2. Gang eingeschaltet, läuft leer mit und wird aktiviert, wenn Welle 24 mit Welle 1 verbunden wird. Der 5. Geländegang wird von Welle 24 angetrieben, deshalb können hier über die Welle 23 Schaltmuffen 33 nach links und 35a geschlossen werden. Damit ist der 3. Gang eingeschaltet, läuft leer mit und wird aktiviert, wenn Welle 23 mit Welle 1 verbunden wird. Das sind die eingezeichneten lastschaltbaren Übergänge zwischen Gelände- und Straßengängen. In Fig. 3d) the power shiftable transitions between off-road and street aisles are marked by arrows. This is described below. The 1st and 3rd off-road gears work (with the 2nd and 4th street gears) via wave 24 . Therefore, in these two gears shaft 23 can be rotated so that the shift sleeve 33 a can be closed synchronized. With this, 1st gear is switched on and runs along empty. 1st gear is activated by connecting shaft 23 to shaft 1 . (The addition "roads" - the gears are not always recorded.) When the shift sleeve 37 a is open, the 4th and 5th off-road gears work independently of shaft 21 via shafts 21 a and 50 . The 4th off-road gear is driven by shaft 23 , so shift sleeves 37 and 35 a can be closed synchronously via shaft 24 . This turns 2nd gear on, runs idle and is activated when shaft 24 is connected to shaft 1 . The 5th off-road gear is driven by shaft 24 , so shift sleeves 33 to the left and 35 a can be closed here via shaft 23 . This turns 3rd gear on, runs idle and is activated when shaft 23 is connected to shaft 1 . These are the drawn-on switchable transitions between off-road and street aisles.
Mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 36 (und ansonsten wie bei den Geländegängen) sind fünf lastschaltbare Rückwärtsgänge möglich, die in ihren Übersetzungen etwas unter den zugehörigen Geländegängen liegen. With the shift sleeve 36 closed to the right (and otherwise as with the off-road gears), five powershiftable reverse gears are possible, which in their translations are somewhat below the associated off-road gears.
In Fig. 3b) ist die räumliche Lage ausgewählter Achsen und Zahnräder zueinander dargestellt, wobei zur Variante 3a nur die linke Welle 50 mit den Zahnrädern 3b1, 4b1 und 3c3 gehört. Das Zahnrad 3b1 kämmt mit dem Zahnrad 3a1, das gleich große Zahnrad 4b1 kämmt mit dem Zahnrad 4.1. Auch hier können die Zahnräder 3b1 und 4b1 durch ein Schieberad ersetzt werden. In Fig. 3b) the spatial position of selected axes and gears is shown to one another, wherein the variant 3a, only the left shaft 50 with the gear wheels 3 b1, b1 belongs 4 and 3 c3. The gear 3 b1 meshes with the gear 3 a1, the gear 4 b1 of the same size meshes with the gear 4.1 . Here too, the gears 3 b1 and 4 b1 can be replaced by a sliding wheel.
Die in Fig. 3c ausschnittsweise gezeichnete Variante 3c ist eine etwas geänderte Auslegung mit den gleichen Übersetzungen der Vorwärtsgänge wie bei der Variante 3a). Hier werden die Geländegänge mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 36 vom Zahnrad 4b2 (kämmend mit dem Zahnrad 4a2) übertragen. Deshalb fallen die Zahnräder 3c3, 4b2 und 4b1 (für die Rückwärtsgänge mit nach links geschlossener Schaltmuffe 36) kleiner aus als bei der Variante 3a. Damit die in Fig. 3d) eingezeichneten Lastschaltungen zwischen den Gelände- und Straßengängen möglich sind, muß hier die Welle 21a etwas länger ausfallen und neben den Zahnrädern 3a1 und 4a1 auch noch das Zahnrad 4a2 erfassen. Die Lage der Zahnräder zueinander ist in Fig. 3b) mit der rechten Welle 50 mit den Zahnrädern 3c3, 4b1 und 4b2 dargestellt, wobei das Zahnrad 4b1 mit dem Zahnrad 4.1 und das Zahnrad 4b2 mit dem Zahnrad 4a2 kämmt. Die Zahnräder 4b1 und 4b2 können auch hier durch ein Schieberad ersetzt werden. (Natürlich sollten nicht die beiden eingezeichneten Wellen 50 gleichzeitig vorhanden sein. Ob sie rechts oder links angeordnet sind, ist grundsätzlich egal.) Bei der Variante 3c liegen die Rückwärtsgänge noch etwas niedriger in der Übersetzung als bei der Variante 3a. The variant 3c drawn in detail in FIG. 3c is a somewhat modified design with the same translations of the forward gears as in variant 3a). Here, the off-road gears are transferred from the gear 4 b2 (meshing with the gear 4 a2) with the shift sleeve 36 closed to the right. Therefore, the gears 3 c3, 4 b2 and 4 b1 (for the reverse gears with the shift sleeve 36 closed to the left) are smaller than in the variant 3a. So that the load shifts shown in Fig. 3d) between the off-road and street gears are possible, the shaft 21 a must turn out a little longer and in addition to the gears 3 a1 and 4 a1 also capture the gear 4 a2. The position of the gear wheels relative to one another is shown in FIG. 3 b) with the right shaft 50 with the gear wheels 3 c3, 4 b1 and 4 b2, the gear wheel 4 b1 meshing with the gear wheel 4.1 and the gear wheel 4 b2 with the gear wheel 4 a2. The gears 4 b1 and 4 b2 can also be replaced here by a sliding wheel. (Of course, the two shown shafts 50 should not be present at the same time. It is basically irrelevant whether they are arranged on the right or on the left.) In variant 3c, the reverse gears are somewhat lower in translation than in variant 3a.
Die Varianten 3 sind etwas komplizierter als die Varianten 1 und 2, dafür hat man aber die freie Wahl der Gangsprünge der Straßengänge, der Übersetzungsverschiebung der Geländegänge und viele Lastschaltmöglichkeiten zwischen Gelände- und Straßengängen. Variants 3 are a bit more complicated than variants 1 and 2, but you have a free choice the gaps in the street aisles, the translation shift of the off-road aisles and many Powershift options between off-road and street corridors.
Die Varianten 1 und 3 können natürlich auch mit anderen Gangzahlen ausgeführt werden z. B. wie bei den Varianten 2. Bei den Varianten 3 können die Schaltmuffen 35a und 35b auch zu einer beidseitig wirksamen Schaltmuffe 35 zusammengefaßt werden, die zwischen den Zahnrädern 3a2 und 3a3 angeordnet ist. Dann sind die Varianten 1, 2 und 3 gut miteinander vergleichbar. Variants 1 and 3 can of course also be carried out with other numbers of gears. B. as in variants 2. In variants 3, the shift sleeves 35 a and 35 b can also be combined to form a double-sided shift sleeve 35 , which is arranged between the gears 3 a2 and 3 a3. Then variants 1, 2 and 3 can be compared well.
Die Varianten 3 sind die aufwendigsten dieser Varianten mit einer Übertragung aller Straßengänge direkt von den Wellen 23 und 24 auf die Welle 21 (21a). Damit ist die Lage der Übersetzung der Gelände- zu den Straßengängen in einem großen Bereich frei wählbar und es ergeben sich viele lastschaltbare Übergänge zwischen den Gelände- und Straßengängen (Fig. 3d) ist nur beispielhaft). Die Anzahl der Geländegänge und der möglichen Rückwärtsgänge ist um eins kleiner als die Anzahl der Straßengänge und die Gangsprünge der Geländegänge entsprechen den Gangsprüngen der oberen Straßengänge. Hier hat man also die meisten Freiheitsgrade. Variants 3 are the most complex of these variants with the transmission of all street corridors directly from waves 23 and 24 to wave 21 ( 21 a). In this way, the position of the translation of the terrain to the street corridors can be freely selected in a large area and there are many power shiftable transitions between the terrain and street corridors ( FIG. 3d) is only an example). The number of off-road gears and the possible reverse gears is one less than the number of street gears and the gait jumps of the off-road gears correspond to the gait jumps of the upper street aisles. So here you have the most degrees of freedom.
Bei den Varianten 3 kann das Zahnrad 3.3 und die Schaltmuffe 33a entfallen. Dann muß der 1. Gang als einer der Geländegänge ausgelegt sein (ist mit diesem Geländegang identisch). Das sollte dann der 2. oder 4. Geländegang sein, weil nur von diesen (als 1. Straßengang genutzten) Geländegängen Lastschaltungen zum 2. Straßengang möglich sind. Ohne Zahnrad 3.3 und Schaltmuffe 33a wird die Freiheit der Auslegung also etwas eingeschränkt (ohne extra Zeichnung). In variants 3, the gear 3.3 and the shift sleeve 33 a can be omitted. Then the 1st gear must be designed as one of the off-road gears (is identical to this off-road gear). This should then be the 2nd or 4th off-road aisle, because load shifts to the 2nd street aisle are only possible from these off-road aisles (used as 1st street aisle). Without gear 3.3 and shift sleeve 33 a, the freedom of design is somewhat restricted (without an additional drawing).
Bei den Varianten 1 wird die Freiheit der Auslegung noch etwas weiter eingeschränkt, weil das Zahnrad 3.3 eimnal ein Zahnrad des 2. Ganges ist und gleichzeitig zur Rückkopplung von Welle 50 dient (hier mit Zahnrad 3b3). Der 1. Gang ist bei diesen Varianten identisch mit einem Geländegang (hier dem 3.), aber der Gangsprung zwischen 1. und 2. Gang ist über die Auslegung der zur Welle 50 gehörigen Zahnräder noch frei festlegbar. Die Anzahl der Geländegänge und der möglichen Rückwärtsgänge ist hier um zwei niedriger als die Anzahl der Straßengänge. In the case of variants 1, the freedom of design is restricted somewhat further, because gear 3.3 is also a gear of the second gear and at the same time serves to feed back shaft 50 (here with gear 3 b3). In these variants, 1st gear is identical to an off-road gear (here 3rd), but the gear jump between 1st and 2nd gear can still be freely determined via the design of the gear wheels belonging to shaft 50 . The number of off-road gears and possible reverse gears is two less than the number of road gears.
Im Vergleich dazu entfällt bei der Variante 2b (als weiteres Getriebe mit 6 Straßengängen) auch noch das Zahnrad 3.3 (die Schaltmuffe 33a der Variante 1a wird durch die Schaltmuffe 34a der Variante 2b ersetzt). Dadurch wird die Freiheit der Auslegung noch weiter eingeschränkt, denn jetzt wird der Gangsprung zwischen dem 1. und 2. Gang durch andere Gangsprünge festgelegt (bei den Varianten 2a, b und c durch den Gangsprung zwischen 3. und 5. Gang, bei der Variante 2d durch den Gangsprung zwischen 4. und 6. Gang beispielsweise). Die Anzahl der möglichen Rückwärtsgänge ist hier um zwei niedriger als die Anzahl der Straßengänge, die Möglichkeiten für Geländegänge sind stark eingeschränkt. (Erst Variante 2d mit 7 Straßengängen hat akzeptable Geländegangs-Eigenschaften mit einem Crawler und weiteren enger gestuften Gängen.) In comparison, also the gear wheel 3.3 is omitted in the variant 2b (as a further transmission with 6 road crossings) (the shift sleeve 33 a variant 1a is replaced by the shift sleeve 34 a variant of 2b). This further limits the freedom of interpretation, because now the gear jump between the 1st and 2nd gear is determined by other gear jumps (in variants 2a, b and c by the gear jump between 3rd and 5th gear, in the variant 2d by the gear jump between 4th and 6th gear for example). The number of possible reverse gears is two times lower than the number of street gears, the possibilities for off-road gears are severely limited. (Only variant 2d with 7 street aisles has acceptable off-road properties with a crawler and other narrower gears.)
Im Vergleich haben die Varianten 2d (unverändert) und 3a (bzw. 3c) ohne Zahnrad 3.3 und Schaltmuffe 33a die gleiche Zahnradanordnung, wobei sich nur die Auslegung und die Zuordnung der Zahnräder zu den Wellen 23 und 24 bzw. 21 und 21a ändert. Damit erhält man entweder ein Getriebe mit 7 Straßengängen und eingeschränkten Geländegängen (Variante 2d) oder ein Getriebe mit 6 Straßengängen und vielen Geländegängen (z. B. Variante 3a) ohne Zahnrad 3.3 und Schaltmuffe 33a). Auch alle anderen Varianten 1, 2 und 3 haben den prinzipiell gleichen Aufbau. Dabei ist mit einer exzentrischen Nebenwelle 50 modular eine große Variationsbreite in der Auslegung von Lastschaltgetrieben gegeben. In comparison, the variants 2d (unchanged) and 3a (or 3c) without gear 3.3 and shift sleeve 33 a have the same gear arrangement, only the design and assignment of the gears to shafts 23 and 24 or 21 and 21 a change , This gives you either a gearbox with 7 street gears and restricted off-road gears (variant 2d) or a gearbox with 6 street gears and many off-road gears (e.g. variant 3a) without gear 3.3 and shift sleeve 33 a). All other variants 1, 2 and 3 also have the same basic structure. With an eccentric countershaft 50, there is a wide range of variations in the design of powershift transmissions.
Außerdem kann die Variante 2d auch vergleichbar mit den Varianten 1 ausgelegt werden, wenn der Crawler nicht gefordert ist. Weil der 4. und nicht der 3. Gang für den 1. Gang benutzt wird, kann das Zahnrad 3c2 entfallen und die Schaltmuffe 35 wird zwischen den Zahnrädern 3a3 und 3a2 angeordnet (vgl. Variante 1a). Damit kann auch die Schaltmuffe 37 entfallen (die Schaltmuffe 35 übernimmt diese Aufgabe mit). Die Zahnräder 3b2, 3b1 und 4b1 sind dann kleiner, da das Zahnrad 3b2 nun mit dem Zahnrad 3a3 kämmt (entsprechend Variante 1d, hier Zahnrad 3b3). Alle Maßnahmen der Zahnradvergrößerung der Varianten 1 (mit Ausnahme der Variante 1c) können hier angewendet werden. Nachteilig dabei ist weiterhin, daß beim 3. Gang Schaltmuffe 36 nicht geschlossen sein darf. Variant 2d can also be designed to be comparable to variant 1 if the crawler is not required. Because the 4th and not the 3rd gear is used for the 1st gear, the gear 3 c2 can be omitted and the shift sleeve 35 is arranged between the gears 3 a3 and 3 a2 (cf. variant 1a). The shift sleeve 37 can thus also be omitted (the shift sleeve 35 also takes on this task). The gears 3 b2, 3 b1 and 4 b1 are then smaller, since the gear 3 b2 now meshes with the gear 3 a3 (corresponding to variant 1d, here gear 3 b3). All measures of gearwheel enlargement of variant 1 (with the exception of variant 1c) can be applied here. Another disadvantage is that the 3rd gear shift sleeve 36 must not be closed.
Grundsätzlich sind diese Einsparmöglichkeiten auch bei der Variante 2b gegeben, wenn der Gangsprung zwischen 1, und 2. Gang wie der Gangsprung zwischen 4. und 6. Gang gewählt wird, da dann ebenfalls der 3. Gang nicht für den 1. Gang benötigt wird (oder es ist ein Crawler nach Variante 2d möglich). Mit den Einsparmaßnahmen reduziert sich natürlich auch die Zahl der möglichen Rückwärtsgänge um eins (ohne zugehörige Zeichnung). Basically, these savings are also available in variant 2b if the Gear jump between 1st and 2nd gear as the gear jump between 4th and 6th gear is selected, because then 3rd gear is also not required for 1st gear (or it is a crawler according to variant 2d possible). The saving measures naturally also reduce the number of possible ones Reverse gears by one (without associated drawing).
Bei der in Fig. 4a) skizzierten Variante 4a handelt es sich um ein 7-Gang-Getriebe, das mit einem Planetensatz um 7 Geländegänge erweitert wird und mindestens 3 Rückwärtsgänge hat. Der Planetensatz ist so angeordnet und ausgelegt, daß sich eine möglichst große Gesamtspreizung ergibt. Variant 4a outlined in FIG. 4a) is a 7-speed transmission which is expanded by 7 off-road gears with a planetary gear set and has at least 3 reverse gears. The planetary gear set is arranged and designed in such a way that the largest possible overall spread results.
Das Grundgetriebe hat wieder die Eingangswellen 23 und 24, der Ausgang des Getriebes ist das teilweise gezeichnete Zahnrad 3c mit der nicht gezeichneten Welle 13. Die Straßengänge arbeiten mit gelöster Bremse 60 und geschlossenen Schaltmuffen 35a und 46a direkt auf das Zahnrad 3b (auf die Stegwelle 64 des Planetensatzes), wobei der 1. Gang über die Zahnräder 4.4 und 4a4 mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 45 arbeitet, der 2. Gang über die Zahnräder 3.3 und 3a3 mit nach links geschlossener Schaltmuffe 35, der 3. Gang über die Zahnräder 4.3 und 4a3 mit nach links geschlossener Schaltmuffe 45, der 4. Gang über die Zahnräder 3.2 und 3a2 mit nach links geschlossener Schaltmuffe 46, der 5. Gang über die Zahnräder 4.2 und 4a2 mit geschlossener Schaltmuffe 34, der 6. Gang über die Zahnräder 3.1 und 3a1 mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 35 und der 7. Gang über die Zahnräder 4.1 und 4a1 mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 46. Die mit den gezeichneten Abmessungen erzielten Übersetzungen sind in Fig. 4b oben logarithmisch aufgetragen (S = Straße). The basic transmission again has the input shafts 23 and 24 , the output of the transmission is the partially drawn gear 3 c with the shaft 13 not shown . The street aisles work with the brake 60 released and the shift sleeves 35 a and 46 a closed directly on the gear 3 b (on the shaft shaft 64 of the planetary gear set), the 1st gear working via the gear wheels 4.4 and 4 a4 with the shift sleeve 45 closed to the right, the 2nd gear via the gears 3.3 and 3 a3 with the shift sleeve 35 closed to the left, the 3rd gear via the gears 4.3 and 4 a3 with the shift sleeve 45 closed to the left, the 4th gear via the gear wheels 3.2 and 3 a2 with the left closed shift sleeve 46 , the 5th gear via the gears 4.2 and 4 a2 with the closed shift sleeve 34 , the 6th gear via the gears 3.1 and 3 a1 with the shift sleeve 35 closed to the right and the 7th gear via the gears 4.1 and 4 a1 shift sleeve 46 closed to the right. The translations achieved with the drawn dimensions are plotted logarithmically in Fig. 4b above (S = road).
Die zugehörigen Geländegänge erhält man bei blockierter Bremse 60 und geöffneter Schaltmuffe 35a (und weiterhin geschlossener Schaltmuffe 46a), indem bei blockiertem Hohlrad 61 und mit der Welle 21a (21) verbundenem Sonnenrad 62 die Planetenräder 63 eine Untersetzung zur Stegwelle 64 erzeugen. Die Stegwelle ist wiederum mit dem Zahnrad 3b verbunden. Ansonsten werden die 7 Geländegänge geschaltet wie die 7 Straßengänge. Die mit den gezeichneten Abmessungen (des Planetensatzes) erzielten Übersetzungen sind in Fig. 4b) unten aufgetragen (G = Gelände). The associated off-road gears are obtained when the brake 60 is blocked and the shift sleeve 35 a is open (and the shift sleeve 46 a is still closed) by the planet gears 63 generating a reduction ratio to the shaft shaft 64 when the ring gear 61 is blocked and the sun gear 62 connected to the shaft 21 a ( 21 ). The web shaft is in turn connected to the gear 3 b. Otherwise the 7 off-road gears are switched like the 7 road aisles. The translations achieved with the drawn dimensions (of the planetary set) are plotted in Fig. 4b) below (G = terrain).
In Fig. 4b) ist durch Pfeile angedeutet, daß zwei Übergänge zwischen den Geländegängen und den Straßengängen sinnvoll sind, nämlich vom 4. Geländegang zum 1. Straßengang und vom 7. Geländegang zum 2. Straßengang. Die Ausführung der Variante 2a ist so gewählt, daß diese Übergänge als Lastschaltvorgang möglich sind, ohne daß der Planetensatz 61, 62, 63, 64 mit z. B. Lamellenbremsen und -kupplungen ausgerüstet sein muß. Die zugehörige Bremse 60 kann eine Klauenbremse sein und die Schaltmuffe 35a eine unsynchronisierte Schaltmuffe bzw. Klauenkupplung. In Fig. 4b) arrows indicate that two transitions between the off-road and the street are useful, namely from the 4th off-road to the 1st road and from the 7th off-road to the 2nd road. The execution of variant 2 a is chosen so that these transitions are possible as a power shift without the planetary gear 61 , 62 , 63 , 64 with z. B. multi-disc brakes and clutches must be equipped. The associated brake 60 can be a claw brake and the shift sleeve 35 a an unsynchronized shift sleeve or claw clutch.
Hier kommt erschwerend hinzu, daß der 4. Gang von der Welle 23 angetrieben wird und der 7. Gang von der Welle 24. Um trotzdem Lastschaltungen möglich zu machen, wurde der Planetensatz 61, 62, 63, 64 mitten in das Getriebe gelegt. Dadurch ist es möglich, über die "konzentrische Nebenwelle" 21a bei geöffneter Schaltmuffe 46a das Sonnenrad 62 des Planetensatzes im 4. Gang (bei nach links geschlossener Schaltmuffe 46) und im 7. Gang (bei nach rechts geschlossener Schaltmuffe 46) unabhängig von den anderen Gängen anzutreiben. Der 4. Geländegang arbeitet über die Welle 23. Deshalb kann bei gelöster Schaltmuffe 46a Welle 24 so gedreht werden, daß Schaltmuffe 45 nach rechts und Schaltmuffe 35a geschlossen werden können. Damit ist der 1. Straßengang eingeschaltet und läuft leer mit. Der 1. Gang wird aktiviert, indem Welle 24 mit Welle 1 verbunden wird. Wenn z. B. Welle 23 mit einem Freilauf ausgestattet ist, braucht bei diesem Vorgang die Bremse 60 nicht sofort gelöst zu werden. Wenn Bremse 60 gelöst und Schaltmuffe 46a geschlossen wird, können die weiteren Straßengänge geschaltet werden. To make matters worse, the fourth gear is driven by shaft 23 and the seventh gear by shaft 24 . In order to make load shifting possible, the planetary gear set 61 , 62 , 63 , 64 was placed in the middle of the gearbox. This makes it possible via the "concentric countershaft" 21 a when the shift sleeve 46 a is open, the sun gear 62 of the planetary gear set in 4th gear (with the shift sleeve 46 closed to the left) and in 7th gear (with the shift sleeve 46 closed to the right) independently of to drive the other gears. The 4th off-road gear works via wave 23 . Therefore, with the sleeve 46 a, the shaft 24 can be rotated so that the sleeve 45 to the right and the sleeve 35 a can be closed. The first street aisle is now switched on and runs along empty. 1st gear is activated by connecting shaft 24 to shaft 1 . If e.g. B. shaft 23 is equipped with a freewheel, the brake 60 need not be released immediately in this process. If brake is released 60 and shift sleeve 46 a is closed, the other road junctions can be connected.
Der 7. Geländegang arbeitet über Welle 24. Deshalb kann Welle 23 so gedreht werden, daß Schaltmuffe 35 nach links und Schaltmuffe 35a (synchronisiert) geschlossen werden können. Damit ist der 2. Straßengang eingeschaltet und läuft leer mit. Der 2. Gang wird aktiviert, indem Welle 23 mit Welle 1 verbunden wird. Wenn danach Bremse 60 gelöst und Schaltmuffe 46a geschlossen wird, können die weiteren Straßengänge geschaltet werden. The 7th off-road gear works via wave 24 . Therefore shaft 23 can be rotated so that sleeve 35 to the left and sleeve 35 a (synchronized) can be closed. The 2nd street aisle is now switched on and runs along empty. 2nd gear is activated by connecting shaft 23 to shaft 1 . Thereafter, when brake is released 60 and sliding sleeve 46 is closed a, the other road junctions can be connected.
Hier bestehen also unabhängige Wege entweder von Welle 23 auf Welle 21a (Sonnenrad 62) und von Welle 24 auf Zahnrad 3b (Stegwelle 64) oder von Welle 24 auf Welle 21a (Sonnenrad 62) und von Welle 23 auf Zahnrad 3b (Stegwelle 64). Damit ist eine Lastschaltung vom 4. Gelände- in den 1. Gang und vom 7. Gelände- in den 2. Gang möglich, ohne daß am Planetensatz reibschlüssige Kupplungen oder Bremsen vorhanden sein müssen. So there are independent paths either from shaft 23 to shaft 21 a (sun gear 62 ) and from shaft 24 to gear 3 b (bridge shaft 64 ) or from shaft 24 to shaft 21 a (sun gear 62 ) and from shaft 23 to gear 3 b ( Bridge shaft 64 ). This enables a power shift from 4th off-road to 1st gear and from 7th off-road to 2nd gear without the need for frictional clutches or brakes on the planetary gear set.
Auch bei dieser Bauart sind breite Variationsmöglichkeiten gegeben, z. B. in der Spreizung des Grundgetriebes, im Sprung zwischen Gelände- und Straßengängen (= Verschiebung auf der 1g- Skala) und in den Lastschalt-Übergangsmöglichkeiten zwischen Straßen und Geländegängen. This design also offers a wide range of variations, e.g. B. in the spread of Basic gear, in the jump between off-road and street aisles (= shift on the 1g- Scale) and in the powershift transition options between roads and Terrain transitions.
In Fig. 4c) ist eine Möglichkeit mit kleinerem Sprung (gegenüber 4b)) und Lastschaltmöglichkeiten vom 3. und 7. Geländegang zum 2. und 4. Straßengang (durch Pfeile angedeutet) aufgezeichnet. Da hier die Geländegänge jeweils ungerade und die Straßengänge jeweils gerade sind, erfolgen beide der Lastschalt-Übergänge von einer der Wellen 23 oder 24 zu jeweils der anderen der Wellen 23 oder 24. Damit kann ein eventueller Planetensatz für die Geländereduktion auch rechts oder links von Welle 21 (21a) angebracht werden. Oder die Geländereduktion wird durch ein weiteres (anders ausgelegtes) Zahnradpaar parallel zum Zahnradpaar 3b, 3c erreicht. Damit ist auch eine Bauweise für Heckantrieb mit einem direkten Gang und mit den Wellen 23 und 24 fluchtender Welle 13 möglich (ohne extra Zeichnungen). In Fig. 4c), a way having a smaller jump (over 4b)) and the load switching possibilities is indicated by 3 and 7 off-road gear to 2nd and 4th street gait (indicated by arrows) are recorded. Since the off-road aisles are each odd and the road aisles are even, both of the power shift transitions take place from one of the shafts 23 or 24 to the other of the shafts 23 or 24 . A possible planetary gear set for the terrain reduction can also be attached to the right or left of shaft 21 ( 21 a). Or the terrain reduction is achieved by another (differently designed) gear pair parallel to the gear pair 3 b, 3 c. This also enables a design for rear-wheel drive with a direct gear and with the shafts 23 and 24 in alignment with the shaft 13 (without additional drawings).
Für die Rückwärtsgänge bestehen ebenfalls viele Möglichkeiten. Eine Möglichkeit ist in Fig. 4a) angedeutet. Die Schaltmuffe 34 ist zur Welle 24 zugehörig eingezeichnet. (Die folgenden Bezugszeichen beziehen sich auf die vorangegangenen Varianten, die Einzelheiten sind hier nicht mehr eingezeichnet.) Eine Welle 50 mit zugehörigen Zahnrädern 4b2 und 3b2 und einer einseitigen Schaltmuffe 36 genügt, um drei Rückwärtsgänge zu realisieren. Das Zahnrad 4b2 soll mit dem Zahnrad 4.2 kämmen, das Zahnrad 3b2 mit dem Zahnrad 3b1. Wenn die Zahnräder 4b2 und 3b2 die gleiche Drehzahl haben (bei geschlossener Schaltmuffe 36), wird eine Drehrichtungsumkehr erreicht, wobei Welle 23 jetzt rückwärts rotiert. (Die Ansteuerung - Varianten 11 - muß dies zulassen.) There are also many options for reverse gears. One possibility is indicated in Fig. 4a). The shift sleeve 34 is shown belonging to the shaft 24 . (The following reference numerals relate to the previous variants, the details are no longer shown here.) A shaft 50 with associated gear wheels 4 b2 and 3 b2 and a one-sided shift sleeve 36 is sufficient to implement three reverse gears. The gear 4 b2 should mesh with the gear 4.2 , the gear 3 b2 with the gear 3 b1. If the gears 4 b2 and 3 b2 have the same speed (when the shift sleeve 36 is closed), the direction of rotation is reversed, with the shaft 23 now rotating backwards. (The control - variants 11 - must allow this.)
Bei geöffneten Schaltmuffen 35a und 46a und blockierter Bremse 60 werden diese Rückwärtsgänge über den Planetensatz 61, 62, 63, 64 in der Geländestufe auf Zahnrad 3b übertragen, und zwar als 1. Rückwärtsgang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 45, als 2. Rückwärtsgang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 45 und als 3. Rückwärtsgang mit geschlossener Schaltmuffe 34. When the shift sleeves 35 a and 46 a are open and the brake 60 is blocked, these reverse gears are transmitted via the planetary gear set 61 , 62 , 63 , 64 in the off-road stage to gear 3 b, namely as the 1st reverse gear with the shift sleeve 45 closed to the right, as the 2nd Reverse gear with shift sleeve 45 closed to the left and as 3rd reverse gear with closed shift sleeve 34 .
Da diese Rückwärtsgänge alle über die Welle 24 laufen, sind allerdings keine Lastschaltungen möglich. (Wenn Zahnrad 3.2 durch eine Schaltmuffe von Welle 23 lösbar ist, sind weitere Rückwärtsgänge mit Lastschaltmöglichkeiten gegeben.) Die Welle 50 kann auch mit anderen Zahnrädern koppeln. Diese (in Fig. 4a) durch einen gestrichelten Pfeil angedeutete) Möglichkeit wurde erwähnt, weil hier außer der einseitigen Schaltmuffe 36 keine weiteren zusätzlichen Schaltmuffen für die Rückwärtsgänge erforderlich sind. Since these reverse gears all run via the shaft 24 , no load shifts are possible. (If gear 3.2 can be released from a shift sleeve of shaft 23 , there are further reverse gears with powershift options.) The shaft 50 can also couple with other gears. This possibility (indicated by a dashed arrow in FIG. 4a) was mentioned because here, apart from the one-sided shift sleeve 36, no further additional shift sleeves are required for the reverse gears.
Möglichkeiten, die mit progressiv gestuften (Gruppen-)Lastschaltgetrieben realisierbar sind, wurden bei den Varianten 1 bis 4 gezeigt, wobei die Varianten 1 bis 3 Möglichkeiten einer exzentrischen Nebenwelle aufzeigen, während bei der (aufwendigen) Variante 4a) gezeigt wird, wie ein Planetensatz ohne Reibkupplungen und -bremsen für Lastschaltungen benutzt werden kann. Possibilities that can be realized with progressively graded (group) powershift transmissions have become shown in variants 1 to 4, variants 1 to 3 possibilities of an eccentric Show countershaft, while (complex) variant 4a) shows how a Planet set without friction clutches and brakes can be used for power shifts.
Bei den Varianten 5 bis 9 handelt es sich um geometrisch gestufte Gruppen-Lastschaltgetriebe (vorwiegend für LKW), bei denen ein Planetensatz entsprechend Variante 4a integriert werden kann. Außerdem werden auch hier exzentrische Nebenwellen für Rückwärts- und weitere Vorwärtsgänge eingesetzt. Variants 5 to 9 are geometrically graded group powershift transmissions (mainly for trucks) in which a planetary gear set according to variant 4a can be integrated. In addition, eccentric countershafts are also used here for reverse and further forward gears used.
Die Variante 10 schließlich ist ein progressiv gestuftes Lastschaltgetriebe mit mehreren Nebenwellen. Finally, variant 10 is a progressively graded powershift transmission with several auxiliary shafts.
Die in Fig. 5a) skizzierte Variante 5 ist ausgelegt für LKW in Gruppenbauweise mit der dort üblichen geometrischen Gangabstufung. Das Hauptgetriebe ist ein Vorgelegegetriebe mit zwei Gängen mit den Zahnradpaaren 4b1, 4c1 und 4b2, 4c2. Die Splitgruppe ist ein 4-Gang-Vorgelegegetriebe mit den Zahnradpaaren 3.1 und 3a1, 3.2 und 3a2, 4.1 und 4a1, 4.2 und 4a2. Als Range-Gruppe dient der Planetensatz 61, 62, 63, 64 mit der Bremseinrichtung 60. The variant 5 outlined in FIG. 5 a) is designed for trucks in a group construction with the geometric gear gradation customary there. The main transmission is a countershaft transmission with two gears with the gear pairs 4 b1, 4 c1 and 4 b2, 4 c2. The split group is a 4-speed countershaft transmission with gear pairs 3.1 and 3 a1, 3.2 and 3 a2, 4.1 and 4 a1, 4.2 and 4 a2. The planetary gear set 61 , 62 , 63 , 64 with the braking device 60 serves as the range group.
Bei geschlossener Schaltmuffe 35c arbeitet der 1. Gang der Splitgruppe mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33, der 2. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34, der 3. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33 und der 4. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34. Da die Gänge abwechselnd von Welle 23 und 24 angetrieben werden, sind innerhalb der Splitgruppe immer Lastschaltungen möglich. Das Getriebe ist so ausgelegt, daß bei allen Umschaltvorgängen Vorsynchronisierungen und Lastschaltungen von den Wellen 23 und 24 her möglich sind, weil immer unabhängige Übertragungswege durch das Getriebe bis hin zur Rangegruppe bestehen. When the shift sleeve 35 c is closed, the 1st gear of the split group works with the shift sleeve 33 closed to the left, the 2nd gear with the shift sleeve 34 closed to the right, the 3rd gear with the shift sleeve 33 closed to the right and the 4th gear with the shift sleeve closed to the left 34 . Since the gears are alternately driven by shafts 23 and 24, power shifts are always possible within the split group. The gearbox is designed in such a way that presynchronizations and power shifts from shafts 23 and 24 are possible with all switching operations, because there are always independent transmission paths through the gearbox up to the range group.
Bei den unteren acht Gängen ist die Bremse 60 geschlossen und das Sonnenrad 62 wird von der Welle 22 angetrieben, so daß die Planetenräder 63 eine Untersetzung zur Stegwelle 64 erzeugen. Diese ist wiederum mit der Ausgangswelle 13 verbunden. In the lower eight gears, the brake 60 is closed and the sun gear 62 is driven by the shaft 22 , so that the planet gears 63 produce a reduction to the shaft shaft 64 . This is in turn connected to the output shaft 13 .
Bei den unteren vier Gängen ist das Hauptgetriebe in den unteren Gang geschaltet, d. h. mit geschlossenen Schaltmuffen 35a, b, c, 37b und 38a ergeben die vier Gänge der Splitgruppe die Gänge 1 bis 4. Der 4. Gang arbeitet über die Welle 24, deshalb kann mit gelösten Schaltmuffen 35a und 35c und nach links geschlossener Schaltmuffe 33 die Welle 23 so gedreht werden, daß Schaltmuffe 38b synchronisiert geschlossen werden kann. Damit ist der 5. Gang eingeschaltet und läuft leer mit. Der 5. Gang wird aktiviert, indem Welle 23 mit Welle 1 verbunden wird. Jetzt ergeben die Gänge 1 bis 4 der Splitgruppe die Gänge 5 bis 8, wobei das Hauptgetriebe im oberen Gang arbeitet. In the lower four gears, the main transmission is in the lower gear, ie with closed shift sleeves 35 a, b, c, 37 b and 38 a, the four gears of the split group result in gears 1 to 4. The fourth gear works via the shaft 24 , therefore can be rotated with loosened shift sleeves 35 a and 35 c and to the left closed sleeve 33 the shaft 23 so that the sleeve 38 b can be closed synchronized. With this, 5th gear is switched on and runs along empty. 5th gear is activated by connecting shaft 23 to shaft 1 . Gears 1 to 4 of the split group now result in gears 5 to 8, with the main transmission working in the upper gear.
Die Zahnradpaare 4.1, 4a1 und 4b1, 4c1 sind gleich groß. Deshalb kann der 8. Gang statt mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34 auch mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34 und geschlossener Schaltmuffe 37a als direkter Gang von der Welle 24 über die Welle 22 zum Sonnenrad 62 geführt werden. In diesem Zustand kann bei gelösten Schaltmuffen 35b, 35c und 37b, nach links geschlossener Schaltmuffe 33 und geschlossener Schaltmuffe 38a Welle 23 so gedreht werden, daß Schaltmuffe 38c geschlossen werden kann (da Welle 22a jetzt unabhängig von Welle 22 rotieren kann). Damit ist der 9. Gang eingeschaltet und läuft leer mit. (Der 9. Gang ist der 1. Gang der Splitgruppe, unterer Gang des Hauptgetriebes und die Rangegruppe ist überbrückt.) Der 9. Gang wird aktiviert, indem Welle 23 mit Welle 1 verbunden wird. Wenn die Welle 24 einen Freilauf hat, braucht bei diesem Umschaltvorgang die Bremse 60 nicht sofort gelöst zu werden, sondern Welle 24 dreht bei festgesetzter Bremse 60 um einen Gangsprung schneller als Welle 1. Wenn nicht mehr in den 8. Gang zurückgeschaltet werden soll, kann Bremse 60 aber gelöst werden. The gear pairs 4.1 , 4 a1 and 4 b1, 4 c1 are the same size. Therefore, the gear 8 instead of to the left closed sliding sleeve 34 can also be guided to the right with closed sliding sleeve 34 and sleeve 37 a closed circuit as a direct transition from the shaft 24 via the shaft 22 to the sun gear 62nd In this state, when the shift sleeves 35 b, 35 c and 37 b are released, the shift sleeve 33 closed to the left and the 38 a closed shift sleeve 38 a shaft 23 can be rotated so that the shift sleeve 38 c can be closed (since shaft 22 a now rotate independently of shaft 22) can). The 9th gear is now switched on and runs along empty. (The 9th gear is the 1st gear of the split group, the lower gear of the main gearbox and the range group is bridged.) The 9th gear is activated by connecting shaft 23 to shaft 1 . If the shaft 24 has a freewheel, the brake 60 does not need to be released immediately in this switching process, but the shaft 24 rotates by a gear jump faster than the shaft 1 when the brake 60 is locked. If you no longer want to shift back to 8th gear, brake 60 can be released.
Bei gelöster Bremse 60 werden die Gänge 9 bis 16 geschaltet und aktiviert wie zuvor die Gänge 1 bis 8, nur daß jetzt bei gelöster Bremse 60 und geschlossener Schaltmuffe 38c das Drehmoment direkt von Welle 22 (22a) auf Welle 13 übertragen wird. Der 16. Gang schließlich geht bei geschlossener Schaltmuffe 37a (38a, 38c) direkt von Welle 24 über Welle 22 (22a) auf Welle 13. When the brake 60 is released , the gears 9 to 16 are shifted and activated as before the gears 1 to 8, only that now with the brake 60 released and the shift sleeve 38 c closed, the torque is transmitted directly from shaft 22 ( 22 a) to shaft 13 . Finally, the 16th gear goes directly from shaft 24 via shaft 22 ( 22 a) to shaft 13 when the shift sleeve 37 a ( 38 a, 38 c) is closed.
Zwei weitere lastschaltbare Vorwärtsgänge sind möglich. Dazu müssen die Schaltmuffen 35b, 35c gelöst sein. Bei weiterhin geschlossener Schaltmuffe 37a und gelöster Schaltmuffe 34 übersetzt die Splitgruppe um einen Gangsprung ins Schnelle, wenn Schaltmuffe 33 nach rechts geschlossen ist und um zwei Gangsprünge ins Schnelle, wenn Schaltmuffe 34 nach links geschlossen ist. Damit erhält man insgesamt 18 lastschaltbare Vorwärtsgänge. Mit den gezeichneten Abmessungen erhält man Gangsprünge von etwa 1,19 und eine Gesamtspreizung von etwa 19. Two further powershiftable forward gears are possible. To do this, the shift sleeves 35 b, 35 c must be released. In still closed shift sleeve 37 a and dissolved sliding sleeve 34 translates the split group to a gear jump into Fast when shift sleeve 33 is closed to the right and by two speed jumps to high speed when shift sleeve 34 is closed to the left. This gives you a total of 18 powershiftable forward gears. With the dimensions shown, gait jumps of around 1.19 and a total spread of around 19 are obtained.
In Fig. 5b) ist der Kraftflußplan der meisten Gänge aufgezeichnet. Die rechten Kästchen der Gänge 1 bis 8 symbolisieren, daß die Bremse 60 geschlossen ist und der Planetensatz 61, 62, 63, 64 als Rangegruppe ins Langsame übersetzt (ohne dieses Kästchen ist der Planetensatz überbrückt). Der linke der senkrechten Striche symbolisiert, an welcher Stelle von Welle 23 bzw. 24 auf Welle 21 (21a) gekoppelt wird (Splitgruppe). Der rechte der senkrechten Striche symbolisiert, an welcher Stelle von Welle 21 (21a) auf Welle 22a (22) zurückgekoppelt wird (Hauptgetriebe bzw. Zahnrad 4.2 bei den Gängen 17 und 18). Die Gänge 10 bis 15 sind wie die Gänge 2 bis 7, nur mit überbrücktem Planetensatz. Deshalb sind diese Gänge nicht extra gezeichnet. The power flow diagram of most gears is recorded in Fig. 5b). The right-hand boxes of gears 1 to 8 symbolize that the brake 60 is closed and the planetary gear set 61 , 62 , 63 , 64 is translated as a range group into slow (without this box, the planetary gear set is bridged). The left of the vertical lines symbolizes at which point from wave 23 or 24 to wave 21 ( 21 a) is coupled (split group). The right of the vertical lines symbolizes at which point from shaft 21 ( 21 a) to shaft 22 a ( 22 ) is fed back (main gear or gear 4.2 for gears 17 and 18). Gears 10 to 15 are like gears 2 to 7, only with a bridged planetary gear set. That is why these gears are not specially drawn.
Rückwärtsgänge sind z. B. möglich, indem über eine Welle 50 z. B. vom Zahnrad 4.1 auf das Zahnrad 3a2 gekoppelt wird. Mit Hilfe der Welle 21a erhält man so drei lastschaltbare Rückwärtsgänge (ohne Zeichnung, durch den gestrichelten Pfeil R angedeutet). Reverse gears are e.g. B. possible by using a shaft 50 z. B. is coupled from the gear 4.1 to the gear 3 a2. With the help of the shaft 21 a three power shiftable reverse gears are obtained (without drawing, indicated by the dashed arrow R).
Der lastschaltbare Übergang vom 8. zum 9. Gang wird hier erkauft durch ein zusätzliches Zahnradpaar 4b1, 4c1. (Sonst könnte in einer etwas geänderten Anordnung das gleich große Zahnradpaar 4.1, 4a1 diese Aufgabe mit übernehmen, siehe Anmeldung 100 62 693.9.) Analog zu den Varianten 4 (und den folgenden Varianten) wird im höchsten Gang der Rangegruppe das Sonnenrad 62 (bei blockierter Bremse 60) von einer der Wellen 23 oder 24 angetrieben, während im niedrigsten Gang der direkten Gruppe die andere der Wellen 23 oder 24 einen unabhängigen direkten Zugriff zur Stegwelle 64 ermöglicht. Damit sind Lastschaltungen auch über den Planetensatz 61, 62, 63, 64 möglich, ohne daß hier Reibbremsen oder -kupplungen vorhanden sein müssen. The power shiftable transition from 8th to 9th gear is purchased here through an additional pair of gears 4 b1, 4 c1. (Otherwise, the gear pair 4.1 , 4 a1 of the same size could take over this task in a slightly different arrangement, see registration 100 62 693.9.) Analogous to variants 4 (and the following variants), the sun gear 62 (at blocked brake 60 ) driven by one of the shafts 23 or 24 , while in the lowest gear of the direct group the other of the shafts 23 or 24 enables independent direct access to the web shaft 64 . In this way, load shifts are also possible via the planetary gear set 61 , 62 , 63 , 64 , without the need for friction brakes or clutches.
Die in Fig. 6a) skizzierte Variante 6 ist ebenfalls ausgelegt für LKW in Gruppenbauweise mit der dort üblichen geometrischen Gangabstufung und hat 16 Gänge. Die Rangegruppe besteht wieder aus dem Planetensatz 61, 62, 63, 64 mit der Bremseinrichtung 60. Der Planetensatz soll wieder ohne eigene Reibbremsen und -kupplungen von den Wellen 23 und 24 her lastgeschaltet werden. Die dazu notwendigen unabhängigen Übertragungswege werden hier durch zwei Vorgelegewellen 25 und 26 bereitgestellt. The variant 6 outlined in FIG. 6a) is also designed for trucks in a group construction with the geometric gear gradation customary there and has 16 gears. The range group again consists of the planetary gear set 61 , 62 , 63 , 64 with the braking device 60 . The planetary gear set should again be load-shifted from the shafts 23 and 24 without its own friction brakes and clutches. The necessary independent transmission paths are provided here by two countershafts 25 and 26 .
Hier wurde Wert gelegt auf eine möglichst kurze Baulänge mit möglichst wenigen Zahnrädern. Here, emphasis was placed on the shortest possible length with as few gears as possible.
Deshalb wurde auf die Möglichkeit einer direkten Durchschaltung von Welle 23 oder 24 auf Welle 13 verzichtet, damit (hier) zwischen der Welle 24 und der Welle 13 ein "Versatz" a bestehen kann. Damit können die beiden Vorgelegegetriebe (je eins mit der Vorgelegewelle 25 bzw. 26) mit gemeinsamen Zahnrädern 3, 4 und 3e, 4e betrieben werden (die Vorgelegewellen können - wie gezeichnet - in einer Ebene liegen). Bei (gewählt) gleich großen Zahnrädern 3b und 3d bzw. 4b und 4d sind durch diesen Versatz a die Zahnräder 3a bzw. 4a größer als die Zahnräder 3c bzw. 4c. Damit ist die Welle 25 für niedrigere und die Welle 26 für höhere Gänge zuständig. Therefore, the possibility of a direct connection from shaft 23 or 24 to shaft 13 was dispensed with, so that (here) there can be an “offset” between shaft 24 and shaft 13 . This means that the two countershaft transmissions (one with the countershaft 25 and 26, respectively) can be operated with common gears 3 , 4 and 3 e, 4 e (the countershafts can - as shown - lie on one plane). With (selected) gears 3 b and 3 d or 4 b and 4 d of equal size, the gears 3 a and 4 a are larger than the gears 3 c and 4 c due to this offset a. Thus, the shaft 25 is responsible for lower gears and the shaft 26 for higher gears.
Das zu den Wellen 25 und 26 gehörige Getriebe bildet das Hauptgetriebe, während der Planetensatz als Rangegruppe dient. Bei geschlossener Schaltmuffe 38 und geöffneter Schaltmuffe 37 wird das Sonnenrad 62 von den Zahnrädern 3e und 4e angetrieben, wobei die Planetenräder 63 bei stehendem Hohlrad 61 eine Untersetzung zur Stegwelle 64 erzeugen. Dies ist also die untere Gruppe der Gänge. The gear belonging to the shafts 25 and 26 forms the main gear, while the planetary gear set serves as a range group. When the gearshift sleeve 38 is closed and the gearshift sleeve 37 is open, the sun gear 62 is driven by the gearwheels 3 e and 4 e, the planet gears 63 generating a reduction ratio to the shaft shaft 64 when the ring gear 61 is stationary. So this is the bottom group of gears.
Im Hauptgetriebe erhält man mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34a den 1. Gang mit rechts geschlossener Schaltmuffe 33a und den 2. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33a. (Damit hier Lastschaltungen möglich sind, müssen diese beiden Zustände unabhängig voneinander auch gleichzeitig auftreten können. Schaltmuffe 33a muß also nach beiden Seiten unabhängig voneinander schalten können, was durch den Strich in der Schaltmuffe symbolisiert wird.) Die nächsten beiden Gänge laufen über die Welle 26, und zwar mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34c der 3. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33c und der 4. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33c (für Lastschaltungen muß auch diese Schaltmuffe beidseitig unabhängig voneinander schalten können). Die nächsten beiden Gänge arbeiten wieder über die Welle 25, und zwar mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34a der 5. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33a und der 6. Gang mit links geschlossener Schaltmuffe 33a. Die nächsten beiden Gänge arbeiten wieder über die Welle 26, und zwar mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34c der 7. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33c und der 8. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33c. In the main transmission, with the shift sleeve 34 a closed to the left, the 1st gear is obtained with the right shift sleeve 33 a and the 2nd gear with the shift sleeve 33 a closed to the left. (In order for load switching to be possible here, these two states must be able to occur simultaneously independently of one another. Switch sleeve 33 a must therefore be able to switch independently on both sides, which is symbolized by the line in the switching sleeve.) The next two gears run over the shaft 26 , namely with the shift sleeve 34 c closed to the left, the 3rd gear with the shift sleeve 33 c closed to the right and the 4th gear with the shift sleeve 33 c closed to the left (for power shifts this shift sleeve must also be able to switch independently on both sides). The next two gears work again via the shaft 25 , namely with the shift sleeve 34 a closed to the right, the 5th gear with the shift sleeve 33 a closed to the right and the 6th gear with the shift sleeve 33 a closed to the left. The next two gears work again via the shaft 26 , namely with the shift sleeve 34 c closed to the right, the 7th gear with the shift sleeve 33 c closed to the right and the 8th gear with the shift sleeve 33 c closed to the left.
Da die Gänge abwechselnd über die Wellen 23 und 24 arbeiten und die Schaltmuffen 33a und 33c unabhängig voneinander schalten können, sind immer Lastschaltungen möglich. Mit den gezeichneten Abmessungen ist hier außerdem im 8. Gang die Drehzahl von Welle 13b gleich der Drehzahl von Welle 23 (das muß aber nicht so sein). Since the gears work alternately via the shafts 23 and 24 and the shift sleeves 33 a and 33 c can switch independently of one another, load shifts are always possible. With the drawn dimensions here is also in the 8th gear, the speed of shaft 13 b is equal to the speed of shaft 23 (but this need not be so).
Bei nun gelöster Schaltmuffe 38 arbeitet der 8. Gang über die Welle 13b unabhängig von der Welle 13a und über die Vorgelegewelle 26 von der Welle 23 her. Deshalb kann die Welle 24 jetzt so gedreht werden, daß mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34a und nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33a (dies ist der 1. Gang des Hauptgetriebes, der über die Welle 25 arbeitet) die Schaltmuffe 37 synchronisiert geschlossen werden kann. Damit ist der 9. Gang eingeschaltet und läuft leer mit. Der 9. Gang wird aktiviert, indem Welle 24 mit Welle 1 verbunden wird. Auch bei diesem Vorgang braucht die Bremse 60 nicht sofort gelöst zu werden, wenn die Wellen 23 und 24 mit Freiläufen ausgerüstet sind. Mit gelöster Bremse 60, weiterhin geschlossener Schaltmuffe 37 und geschlossener Schaltmuffe 38 werden der 10. bis 16. Gang lastgeschaltet wie zuvor der 2. bis 8. Gang. When now dissolved shift sleeve 38 of the gear 8 about the shaft 13 operates b independently of the shaft 13 a and the counter shaft 26 from the shaft 23 forth. Therefore, the shaft 24 can now be rotated so that with the shift sleeve 34 a closed to the left and the shift sleeve 33 a closed to the right (this is the 1st gear of the main transmission, which works via the shaft 25 ), the shift sleeve 37 can be closed synchronously. The 9th gear is now switched on and runs along empty. 9th gear is activated by connecting shaft 24 to shaft 1 . Even in this process, the brake 60 does not need to be released immediately if the shafts 23 and 24 are equipped with freewheels. With the brake 60 released , the shift sleeve 37 still closed and the shift sleeve 38 closed, the 10th to 16th gear are shifted under load like the 2nd to 8th gear before.
Rückwärtsgänge sind möglich, indem z. B. über eine Welle 50 mit den zugehörigen Zahnrädern vom Zahnrad 3e auf das Zahnrad 4b gekoppelt wird. Mit geöffneten Schaltmuffen 37 und 38 und festgesetzter Bremse 60 sind so vier Rückwärtsgänge möglich, die ansonsten lastgeschaltet werden wie die ersten vier Vorwärtsgänge (nur durch den gestrichelten Pfeil R angedeutet). Reverse gears are possible by e.g. B. is coupled via a shaft 50 with the associated gears from the gear 3 e to the gear 4 b. With the shift sleeves 37 and 38 open and the brake 60 fixed, four reverse gears are possible, which are otherwise powershifted like the first four forward gears (only indicated by the dashed arrow R).
In Fig. 6b) ist der Kraftflußplan der meisten Gänge aufgezeichnet. Das rechte Kästchen der Gänge 1 bis 8 symbolisiert wieder die eingeschaltete Rangegruppe. Senkrechte Striche nach oben kennzeichnen den Weg über die Vorgelegewelle 25, während senkrechte Striche nach unten den Weg über die Vorgelegewelle 26 kennzeichnen. Die Gänge 10 bis 15 sind wie die Gänge 2 bis 7 "ohne Kästchen", deshalb sind diese Gänge nicht extra gezeichnet. The power flow diagram of most gears is recorded in Fig. 6b). The right box of gears 1 to 8 again symbolizes the range group that is switched on. Vertical lines up indicate the path over the countershaft 25 , while vertical lines down indicate the path over the countershaft 26 . Gears 10 to 15 are like gears 2 to 7 "without boxes", therefore these gears are not specially drawn.
Durch den Versatz a erhält man also eine weitere Freiheit in der Auslegung des Getriebes. Mit den gemeinsamen Zahnrädern 3, 4 und 3e, 4e bewirken die beiden Vorgelegewellen 25 und 26 eine sehr kurze Bauweise und zwei unabhängige Übertragungswege, damit der Planetensatz 61, 62, 63, 64 ohne eigene Reibbremsen und -kupplungen lastgeschaltet werden kann (hier zwischen 8. und 9. Gang). Der Planetensatz 61, 62, 63, 64 ist hier "andersrum" angeordnet als bei den anderen Varianten, denn die Welle 13 ist hier die innere Welle und das Sonnenrad 62 wird über eine Hohlwelle 13b angetrieben. Bei den anderen Varianten wird das Sonnenrad 62 durch die innere Welle angetrieben. The offset a therefore gives further freedom in the design of the transmission. With the common gears 3 , 4 and 3 e, 4 e, the two countershafts 25 and 26 have a very short design and two independent transmission paths, so that the planetary gear set 61 , 62 , 63 , 64 can be load-shifted without their own friction brakes and clutches (here between 8th and 9th gear). The planetary gear set 61, 62, 63, 64 "the other way round" is arranged here as in the other variants, since the shaft 13 is here the inner shaft and the sun gear 62 is driven via a hollow shaft b. 13 In the other variants, the sun gear 62 is driven by the inner shaft.
Mit den gezeichneten Abmessungen erreicht man eine Gesamtspreizung von etwa 10 und Gangsprünge von etwa 1,17. With the dimensions shown, a total spread of about 10 and Rate jumps of around 1.17.
Die in Fig. 7a) skizzierte Variante 7 ist wieder ausgelegt für LKW in Gruppenbauweise mit der dort üblichen geometrischen Gangabstufung und hat 12 Vorwärtsgänge. Die Rangegruppe besteht wieder aus dem Planetensatz 61, 62, 63, 64 mit der Bremseinrichtung 60, auch hier wird die Rangegruppe von den Wellen 23 und 24 her lastgeschaltet. The variant 7 outlined in FIG. 7a) is again designed for trucks in a group construction with the geometric gear gradation customary there and has 12 forward gears. The range group again consists of the planetary gear set 61 , 62 , 63 , 64 with the braking device 60 ; here too the range group is load-switched by the shafts 23 and 24 .
Auch hier sind zwei Vorgelegewellen 25 und 26 vorhanden, aber Wellen 24 und 13, 13a fluchten und somit ist eine direkte Durchschaltung von Welle 24 auf Welle 13 bzw. 13a möglich. Die unterschiedlichen Übersetzungen werden dadurch erreicht, daß die Wellen 25 und 26 unterschiedliche Abstände zu den Wellen 23, 24 haben und daß zu der Welle 24 zwei Zahnräder 4.1 und 4.2 mit unterschiedlichen Durchmessern gehören. Die Welle 23 ist nur mit einem Zahnrad 3 bestückt. Zur Welle 25 gehören die Zahnräder 3a, 4a2 und 4b, wobei das Zahnrad 4b als Schieberad ausgeführt sei sollte mit einer Verschiebeeinrichtung 35 (damit in den hohen Gängen die Drehzahl von Welle 25 nicht zu hoch wird). Zur Welle 26 gehören die Zahnräder 3c, 4c1 und 4d. Die Zahnräder 4b und 4d koppeln über das Zahnrad 4e zur Welle 13a. Here, too, there are two countershafts 25 and 26 , but shafts 24 and 13 , 13 a are in alignment and thus a direct connection from shaft 24 to shaft 13 or 13 a is possible. The different ratios are achieved in that the shafts 25 and 26 have different distances from the shafts 23 , 24 and in that the shaft 24 has two gears 4.1 and 4.2 with different diameters. The shaft 23 is only equipped with a gear 3 . The shaft 25 includes the gears 3 a, 4 a2 and 4 b, the gear 4 b should be designed as a sliding wheel with a displacement device 35 (so that the speed of shaft 25 does not become too high in the high gears). The gears 3 c, 4 c1 and 4 d belong to the shaft 26 . The gears 4 b and 4 d couple via the gear 4 e to the shaft 13 a.
Mit festgesetzter Bremseinrichtung 60 und gelöster Schaltmuffe 38b arbeitet die Rangegruppe, d. h. vom Sonnenrad 62 her besteht eine Untersetzung zur Stegwelle 64 und damit zur Welle 13. Zunächst sollten die Schaltmuffen 37 und 38a nach rechts geschlossen sein und das Schieberad 4b mit dem Zahnrad 4e kämmen. In diesem Zustand arbeitet der 1. Gang mit geschlossener Schaltmuffe 33a und der 2. Gang mit geschlossener Schaltmuffe 33b (für Lastschaltungen auch gleichzeitig). Der 3. Gang arbeitet mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33c und der 4. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33c (für Lastschaltungen auch gleichzeitig). Im 3. Gang sollte das Schieberad 4b nach rechts in eine nicht mehr mit dem Zahnrad 4e kämmende Position verschoben werden, dann kann Schaltmuffe 33b geschlossen bleiben. Damit ist eine Lastschaltung in den 5. Gang möglich, indem bei geöffneter Schaltmuffe 37 Schaltmuffe 38a auch nach links und Schaltmuffe 33a geschlossen werden. The range group works with the brake device 60 and the shift sleeve 38 b released, ie there is a reduction from the sun gear 62 to the shaft shaft 64 and thus to the shaft 13 . First, the shift sleeves 37 and 38 should be closed a right and the sliding gear 4b with the gear 4 mesh with e. In this state, the 1st gear works with a closed shift sleeve 33 a and the 2nd gear with a closed shift sleeve 33 b (for power shifts also simultaneously). The 3rd gear works with the shift sleeve 33 c closed to the left and the 4th gear with the shift sleeve 33 c closed to the right (for power shifts also simultaneously). In 3rd gear the sliding wheel 4 b should be shifted to the right into a position no longer meshing with the gear 4 e, then the shift sleeve 33 b can remain closed. This enables a power shift to 5th gear by closing 37 shift sleeve 38 a to the left and shift sleeve 33 a when the shift sleeve is open.
Im 5. Gang kann dann Schaltmuffe 38a rechts geöffnet werden, der 5. Gang arbeitet also von der Welle 23 über die Zahnradpaare 3, 3a und 4a2, 4.2 über Schaltmuffen 38a links auf Welle 13a. Im 6. Gang schließlich wird Schaltmuffe 37 geschlossen (und 33b geöffnet), damit arbeitet der 6. Gang als direkte Durchschaltung von Welle 24 auf Welle 13a. In 5th gear shift sleeve 38 a can then be opened on the right, so 5th gear works from shaft 23 via gear pairs 3 , 3 a and 4 a2, 4.2 via shift sleeves 38 a left on shaft 13 a. In the 6th passage, finally, the shift sleeve 37 is closed (opened and b 33), so that the 6th gear operates as a direct through-connection of shaft 24 to shaft 13 a.
Die Gänge 7 bis 12 arbeiten ohne Rangegruppe mit geschlossener Schaltmuffe 38b. Es kann sinnvoll sein, Schaltmuffe 38b mit einer separaten Synchronisationseinrichtung auszustatten (weitere Synchronisationsmöglichkeiten siehe Varianten 11 und Anmeldung 100 21 837.7-14). Der 6. Gang arbeitet über Welle 24. Deshalb kann bei geschlossenen Schaltmuffen 33a und 38b Welle 23 so gedreht werden, daß das Schieberad 4b synchronisiert in eine mit dem Zahnrad 4e kämmende Position gebracht werden kann. Damit ist der 7. Gang eingeschaltet und läuft leer mit. Der 7. Gang wird aktiviert, indem Welle 23 mit Welle 1 verbunden wird (auch hier können Freiläufe dafür sorgen, daß Bremse 60 nicht sofort gelöst werden muß). Danach kann Bremse 60 gelöst, Schaltmuffe 38a links gelöst und rechts geschlossen und Schaltmuffe 37 geschlossen werden. In diesem Zustand werden die Gänge 8 bis 12 lastgeschaltet wie zuvor die Gänge 2 bis 6, wobei jetzt der Planetensatz 61, 62, 63, 64 immer verblockt ist und der 12. Gang als direkte Durchschaltung von Welle 24 auf Welle 13 arbeitet. Gears 7 to 12 work without a range group with a closed shift sleeve 38 b. It may be advisable to equip shift sleeve 38 b with a separate synchronization device (for further synchronization options, see variants 11 and registration 100 21 837.7-14). The 6th gear works via wave 24 . Therefore, in closed shift sleeves 33 a and 38 b shaft 23 are rotated so that the sliding gear 4 can be brought in a synchronized b meshing with the gear 4 e position. The 7th gear is now switched on and runs along empty. 7th gear is activated by connecting shaft 23 to shaft 1 (freewheels can also ensure that brake 60 does not have to be released immediately). Then brake 60 can be released, shift sleeve 38 a released on the left and closed on the right, and shift sleeve 37 closed. In this state, gears 8 to 12 are shifted like gears 2 to 6, whereby now planetary gear set 61 , 62 , 63 , 64 is always blocked and 12th gear works as a direct connection from shaft 24 to shaft 13 .
Ein Rückwärtsgang ist möglich, wenn über eine Welle 50 mit den zugehörigen Zahnrädern vom Zahnrad 4c1 auf das Zahnrad 4.2 gekoppelt und eine Drehrichtungsumkehr erzeugt wird. Angetrieben von der Welle 24 geht es weiter vom Zahnrad 4a2 über die geschlossene Schaltmuffe 33b und das Zahnradpaar 4b, 4e und die nach rechts geschlossene Schaltmuffe 38a zum Sonnenrad 62. Wenn das Zahnrad 4d von der Achse 26 abkoppelbar ist, kann noch ein weiterer (langsamerer) Rückwärtsgang von der Welle 23 her realisiert werden, indem Schaltmuffe 33c gleichzeitig nach rechts und nach links geschlossen ist. (Ist nur durch den gestrichelten Pfeil R symbolisiert.) A reverse gear is possible if a shaft 50 couples the associated gearwheels from the gearwheel 4 c1 to the gearwheel 4.2 and reverses the direction of rotation. Driven by the shaft 24 , it continues from the gear 4 a2 via the closed shift sleeve 33 b and the gear pair 4 b, 4 e and the shift sleeve 38 a closed to the right to the sun gear 62 . If the gear 4 d can be uncoupled from the axis 26 , yet another (slower) reverse gear can be implemented from the shaft 23 by simultaneously closing the shift sleeve 33 c to the right and to the left. (Is only symbolized by the dashed arrow R.)
In Fig. 7b) ist der Kraftflußplan der meisten Gänge aufgezeichnet. Das rechte Kästchen der Gänge 1 bis 6 symbolisiert wieder die eingeschaltete Rangegruppe. Senkrechte Striche nach oben kennzeichnen den Weg über die Vorgelegewelle 25, senkrechte Striche nach unten den Weg über die Vorgelegewelle 26. Die Gänge 8 bis 11 sind wie die Gänge 2 bis 5 "ohne Kästchen", deshalb sind diese Gänge nicht extra gezeichnet. The power flow diagram of most gears is recorded in Fig. 7b). The right box of gears 1 to 6 again symbolizes the range group that is switched on. Vertical lines upwards indicate the path over the countershaft 25 , vertical lines downwards indicate the way over the countershaft 26 . The gears 8 to 11 are like the gears 2 to 5 "without box", therefore these gears are not specially drawn.
Ohne den Versatz a (der Variante 6) ist auch mit zwei Vorgelegewellen ein Getriebe mit direkter Durchschaltung möglich. Dabei kann aber z. B. das Zahnrad 4b recht klein ausfallen, weshalb hier ein Schieberad sinnvoll sein kann. Die räumliche Lage der Achsen 25 und 26 zueinander ist dabei hier in weiten Grenzen variabel. Sie brauchen nicht in einer Ebene zu liegen und können auch relativ dicht nebeneinander angeordnet sein. Without offset a (variant 6), a gearbox with direct shifting is also possible with two countershafts. However, z. B. the gear 4 b turn out quite small, which is why a sliding wheel can be useful here. The spatial position of the axes 25 and 26 relative to one another can be varied within wide limits. They do not have to lie in one plane and can also be arranged relatively close together.
Mit den gezeichneten Abmessungen erreicht man eine Spreizung von etwa 10 und Gangsprünge von etwa 1,23. With the dimensions shown you can achieve a spread of about 10 and steps from about 1.23.
Die in Fig. 8a) skizzierte Variante 8 ist wieder ausgelegt für LKW in Gruppenbauweise mit der dort üblichen geometrischen Gangabstufung und hat 16 Vorwärts- und 3 Rückwärtsgänge. Vom grundsätzlichen Aufbau her ist dieses Getriebe vergleichbar mit der Variante 5, nur daß hier das Zahnradpaar 4b1, 4c1 fehlt. Die Aufgabe des Zahnradpaares 4b2, 4c2 der Variante 5 übernimmt hier das Zahnradpaar 3b, 3c. Die Aufgabe des Zahnradpaares 4b1, 4c1 der Variante 5 übernimmt hier das Zahnradpaar 4.1, 4a1 mit dem zusätzlichen Zahnrad 4b1. Bei der Variante 5 war das Zahnradpaar 4b1, 4c1 notwendig, um eine Lastschaltung vom 8. zum 9. Gang zu ermöglichen. (Dieses Zahnradpaar ermöglichte zusätzlich einen 17. und 18. Gang). Bei der Variante 8 wird die Lastschaltung vom 8. zum 9. Gang durch das Zahnrad 4b1 ermöglicht (die Zahnräder 4b2 und 3b1 werden für die Rückwärtsgänge benötigt). Dieser geringere Aufwand bedingt aber, daß bei der Variante 8 insgesamt nur 16 Vorwärtsgänge möglich sind. The variant 8 outlined in Fig. 8a) is again designed for trucks in a group construction with the usual geometric gear gradation there and has 16 forward and 3 reverse gears. The basic structure of this transmission is comparable to variant 5, only that the gear pair 4 b1, 4 c1 is missing here. The task of the pair of gears 4 b2, 4 c2 of variant 5 is carried out here by the pair of gears 3 b, 3 c. The task of the pair of gears 4 b1, 4 c1 of variant 5 is carried out here by the pair of gears 4.1 , 4 a1 with the additional gear 4 b1. In variant 5, the gear pair 4 b1, 4 c1 was necessary to enable a power shift from 8th to 9th gear. (This pair of gears also made 17th and 18th gear possible). In variant 8, the power shift from 8th to 9th gear is made possible by gear 4 b1 (gears 4 b2 and 3 b1 are required for reverse gears). However, this lower effort means that only 16 forward gears are possible with variant 8.
Mit gelösten Schaltmuffen 36 und 38, festgesetzter Bremseinrichtung 60, nach rechts geschlossener Schaltmuffe 35b und beidseitig geschlossener Schaltmuffe 35a arbeitet der 1. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34 über die Zahnräder 4.2 und 4a2, der 2. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33 über die Zahnräder 3.2 und 3a2, der 3. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34 über die Zahnräder 4.1 und 4a1 und der 4. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33 über die Zahnräder 3.1 und 3a1, wobei jeweils über die Zahnräder 3b und 3c auf die Welle 13a zurück gekoppelt wird, das Sonnenrad 62 die Planetenräder 63 antreibt und diese bei festgesetztem Hohlrad 61 (Bremseinrichtung 60) eine Untersetzung zur Stegwelle 64 und damit zur Welle 13 erzeugen. With released shift sleeves 36 and 38 , fixed brake device 60 , shift sleeve 35 b closed to the right and shift sleeve 35 a closed on both sides, the 1st gear works with the shift sleeve 34 closed to the left via the gears 4.2 and 4 a2, the 2nd gear with the right closed Shift sleeve 33 via the gearwheels 3.2 and 3 a2, the 3rd gear with the gearshift sleeve 34 closed to the right via the gearwheels 4.1 and 4 a1 and the 4th gear with the gearshift sleeve 33 closed to the left via the gearwheels 3.1 and 3 a1, each using the Gears 3 b and 3 c is coupled back to the shaft 13 a, the sun gear 62 drives the planet gears 63 and, when the ring gear 61 is fixed (braking device 60 ), they generate a reduction ratio to the web shaft 64 and thus to the shaft 13 .
Im 4. Gang kann die Schaltmuffe 35a rechts gelöst werden. Damit arbeitet der 4. Gang von der Welle 23 über die Welle 21 unabhängig von der Welle 21a. Deshalb kann jetzt mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34 und beidseitig geschlossener Schaltmuffe 37 (Schaltmuffe 35b bleibt geschlossen) in den 5. Gang lastgeschaltet werden. Im 5. Gang kann Schaltmuffe 37 rechts und Schaltmuffe 33 geöffnet werden, nachdem Schaltmuffe 35a wieder beidseitig geschlossen wurde. In diesem Zustand erhält man den 6. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33 (im 5. und 6. Gang wird über das Zahnradpaar 4a1, 4.1 auf Welle 13 zurückgekoppelt), den 7. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34 als direkte Durchschaltung von Welle 24 auf Welle 13a und den 8. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33 und nach rechts geschlossener Schaltmuffe 36 über die Welle 50 mit einer Rückkopplung über das Zahnradpaar 4b1, 4.1 auf Welle 13a. In the 4th Gear, the shift sleeve 35 a can be loosened on the right. So that the 4th gear from the shaft 23 via the shaft 21 works independently of the shaft 21 a. Therefore, with shift sleeve 34 closed to the left and shift sleeve 37 closed on both sides (shift sleeve 35 b remains closed), it is now possible to shift to the 5th gear. In 5th gear, shift sleeve 37 on the right and shift sleeve 33 can be opened after shift sleeve 35 a has been closed again on both sides. In this state, you get 6th gear with the shift sleeve 33 closed to the right (in 5th and 6th gear, the gear pair 4 a1, 4.1 is fed back to shaft 13 ), 7th gear with the shift sleeve 34 closed to the right as a direct clutch from shaft 24 to shaft 13 a and 8th gear with the shift sleeve 33 closed to the left and the shift sleeve 36 closed to the right via the shaft 50 with a feedback via the gear pair 4 b1, 4.1 on shaft 13 a.
Der 8. Gang könnte wie der 4. Gang über die Wellen 21 und 21a übertragen werden. Mit dem zusätzlichen Zahnrad 4b1 und der Schaltmuffe 35b hat man aber die Möglichkeit, den 9. Gang unabhängig vom 8. Gang zu schalten, wodurch wieder eine Lastschaltmöglichkeit gegeben ist. Im 8. Gang und bei gelöster Schaltmuffe 35b und nach links gelöster Schaltmuffe 35a kann die Welle 24 so gedreht werden, daß Schaltmuffen 34 und 38 synchronisiert nach links geschlossen werden können. Damit ist der 9. Gang eingeschaltet und läuft leer mit. Der 9. Gang wird aktiviert, indem Welle 24 mit Welle 1 verbunden wird (mit Freiläufen braucht Bremseinrichtung 60 nicht sofort gelöst zu werden). Wenn danach Schaltmuffen 33 und 36 und Bremse 60 gelöst und Schaltmuffe 35a auch nach links und Schaltmuffe 35b wieder geschlossen wird, können die Gänge 10 bis 12 geschaltet werden wie zuvor die Gänge 2 bis 4. The 8th gear could be transmitted like the 4th gear via waves 21 and 21 a. With the additional gear 4 b1 and the shift sleeve 35 b, however, you have the option of shifting the 9th gear independently of the 8th gear, which again enables a power shift. In 8th gear and when the shift sleeve 35 b is released and the shift sleeve 35 a is released to the left, the shaft 24 can be rotated so that the shift sleeves 34 and 38 can be closed synchronously to the left. The 9th gear is now switched on and runs along empty. The 9th gear is activated by connecting shaft 24 to shaft 1 (with freewheels, braking device 60 does not need to be released immediately). If shift sleeves 33 and 36 and brake 60 are then released and shift sleeve 35 a is also closed to the left and shift sleeve 35 b is closed again, gears 10 to 12 can be shifted as previously gears 2 to 4.
Wenn im 12. Gang Schaltmuffe 35a rechts gelöst wird, arbeitet dieser Gang unabhängig von der Welle 21a über die Welle 21. Damit kann Welle 24 so gedreht werden, daß Schaltmuffen 34 und 37 nach links und Schaltmuffe 38 zusätzlich nach rechts geschlossen werden können. Damit ist der 13. Gang eingeschaltet und läuft leer mit. Der 13. Gang wird aktiviert, indem Welle 24 mit Welle 1 verbunden wird. Im 13. Gang kann Schaltmuffe 38 links gelöst und Schaltmuffe 35a links (beidseitig) wieder geschlossen werden. In diesem Zustand können über die Schaltmuffen 33 und 34 die Gänge 14 bis 16 lastgeschaltet werden, wobei der 15. Gang der direkte Gang ist und der 16. Gang um einen Gangsprung ins Schnelle übersetzt. If shift sleeve 35 a is loosened on the right in 12th gear, this gear works independently of shaft 21a via shaft 21 . This allows shaft 24 to be rotated so that shift sleeves 34 and 37 can be closed to the left and shift sleeve 38 can also be closed to the right. The 13th gear is now switched on and runs idle. The 13th gear is activated by connecting shaft 24 to shaft 1 . In 13th gear, shift sleeve 38 on the left can be loosened and shift sleeve 35 a on the left (both sides) closed again. In this state, the gears 14 to 16 can be power-shifted via the gearshift sleeves 33 and 34 , the 15th gear being the direct gear and the 16th gear translating by one gear jump.
Fig. 8b) zeigt die tatsächliche Lage der Achsen zueinander und ausgewählte Zahnräder in Draufsicht. Das Zahnrad 4b2 kämmt mit dem Zahnrad 4a2 und ist für die Rückwärtsgänge zuständig, während das Zahnrad 4b1 mit dem Zahnrad 4.1 kämmt und im 8. Gang eine Lastschaltung zum 9. Gang ermöglicht (die Zahnräder 4b1 und 4b2 können gleich groß ausgeführt werden, hier ist also grundsätzlich auch ein Schieberad möglich). Die zu diesen beiden Zahnrädern zugehörige Achse 50 ist fest mit dem Zahnrad 3b1 verbunden, dieses kämmt mit dem Zahnrad 3.1 und ist für den 8. Gang und die Rückwärtsgänge zuständig. Fig. 8b) shows the actual position of the axes to each other and selected gears in plan view. The gear 4 b2 meshes with the gear 4 a2 and is responsible for the reverse gears, while the gear 4 b1 meshes with the gear 4.1 and in 8th gear enables a power shift to 9th gear (the gears 4 b1 and 4 b2 can be the same size be carried out, so a sliding wheel is also possible here). The axis 50 associated with these two gearwheels is firmly connected to the gearwheel 3 b1, which meshes with the gearwheel 3.1 and is responsible for the 8th gear and the reverse gears.
Die Rückwärtsgänge arbeiten mit nach links geschlossenen Schaltmuffen 36 und 35a (35a muß nach rechts offen sein), nach rechts geschlossener Schaltmuffe 37 (37 muß nach links offen sein), geschlossener Schaltmuffe 35b und festgesetzter Bremseinrichtung 60. Der 1. Rückwärtsgang arbeitet mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34, der 2. Rückwärtsgang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33 und der 3. Rückwärtsgang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34. Auch hier sind Lastschaltungen möglich. The reverse gears work with shift sleeves 36 and 35 a closed to the left ( 35 a must be open to the right), shift sleeve 37 closed to the right ( 37 must be open to the left), closed shift sleeve 35 b and fixed braking device 60 . The 1st reverse gear works with the shift sleeve 34 closed to the left, the 2nd reverse gear with the shift sleeve 33 closed to the right and the 3rd reverse gear with the shift sleeve 34 closed to the right. Load switching is also possible here.
Fig. 8c) zeigt die Kraftflußdiagramme der meisten Gänge, wobei die Kästchen wieder die Rangegruppe symbolisieren. Senkrechte Striche nach unten symbolisieren den Weg über die Wellen 21 und 21a, senkrechte Striche nach oben den Weg über die Welle 50. Die Welle 50 wird nur beim 8. und den Rückwärtsgängen benötigt. Die Rückwärtsgänge verlaufen von der Eingangswelle her auf unterschiedlichen Wegen zur Welle 21a, von dort über Welle 50 ganz nach links zurück über die Zahnräder 3b1, 3.1 und 3a1 auf die Welle 21 und von dort über die Zahnräder 3b, 3c zur Rangegruppe. Fig. 8c) shows the force flow diagrams of most gears, the boxes again symbolizing the range group. Vertical lines downwards symbolize the path over waves 21 and 21a , vertical lines upwards symbolize the way over waves 50 . The shaft 50 is only required for the 8th and reverse gears. The reverse gears run from the input shaft in different ways to shaft 21 a, from there via shaft 50 all the way back to the left via gears 3 b1, 3.1 and 3 a1 to shaft 21 and from there via gears 3 b, 3 c to Range group.
Mit den gezeichneten Abmessungen hat das Getriebe eine Gesamtspreizung von etwa 13 und Gangsprünge von etwa 1,19. With the dimensions shown, the gearbox has a total spread of around 13 and Rate jumps of around 1.19.
Bei den Hochschaltvorgängen muß die inaktive der Wellen 23 oder 24 in der Drehzahl reduziert werden. Dies kann durch eine zentrale Bremseinrichtung nach Variante 8d geschehen, die in Fig. 8d) skizziert ist. Dazu ist das Ende der Welle 23 und der nachfolgende Abschnitt der Welle 24 mit je einer Bremsscheibe 65 bzw. 66 versehen (diese Bremsscheiben rotieren mit). Dazwischen sind nicht rotierende und nach rechts und links verschiebbare Bremsklötze 67 angebracht, die in der Mittelstellung mit keiner der Bremsscheiben 65 bzw. 66 Kontakt haben, nach links verschoben die Bremsscheibe 65 und damit die Welle 23 und nach rechts verschoben die Bremsscheibe 66 und damit die Welle 24 abbremsen. Wenn außerdem Drehzahlsensoren vorhanden sind, kann mit dieser einfachen Einrichtung elektronisch gesteuert ein zentraler Synchronisationsvorgang für alle Gänge erfolgen. Da zwischen den stehenden Bremsklötzen 67 und den Bremsscheiben 65 bzw. 66 große Drehzahldifferenzen bestehen, erfolgen diese Synchronisationsvorgänge schnell und mit geringen Bremskräften. Nachteilig dabei ist die größere Wärmeentwicklung. Dieser Wärmeentwicklung kann entgegengewirkt werden, indem z. B. diese Bremsvorgänge nur bei schnell geforderten Gangwechseln eingesetzt werden (und sonst die Synchronisation durch "abwarten" erfolgt). Möglich sind auch gegenüber Welle 1 mit angepaßt geringerer Drehzahl rotierende Bremsklötze. (Die Variante 8d ist nicht auf die Variante 8 beschränkt, siehe auch Variante 11h.) During the upshifts, the inactive shaft 23 or 24 must be reduced in speed. This can be done by a central braking device according to variant 8 d, which is outlined in Fig. 8d). For this purpose, the end of the shaft 23 and the subsequent section of the shaft 24 are each provided with a brake disk 65 or 66 (these brake disks also rotate). In between are non-rotating brake blocks 67 which can be shifted to the right and left and which, in the central position, have no contact with the brake disks 65 or 66 , shifted to the left the brake disk 65 and thus the shaft 23 and shifted to the right the brake disk 66 and thus the Brake shaft 24 . If speed sensors are also available, this simple device can be used to electronically control a central synchronization process for all gears. Since there are large speed differences between the stationary brake pads 67 and the brake disks 65 and 66 , these synchronization processes take place quickly and with low braking forces. The disadvantage here is the greater heat development. This heat development can be counteracted by z. B. these braking processes can only be used when gear changes are required quickly (and otherwise the synchronization takes place by "waiting"). Rotating brake pads are also possible with respect to shaft 1 at an adapted lower speed. (Variant 8d is not limited to variant 8, see also variant 11h.)
Die in Fig. 9a) skizzierte Variante 9 ist eine Weiterentwicklung der Variante 8 mit 18 Vorwärts- und 4 Rückwärtsgängen als LKW-Getriebe in Gruppenbauweise mit geometrischen Gangabstufungen. The variant 9 outlined in FIG. 9a) is a further development of the variant 8 with 18 forward and 4 reverse gears as a truck transmission in a group construction with geometric gear gradations.
Wieder dient der Planetensatz 61, 62, 63, 64 mit Bremseinrichtung 60 als Rangegruppe. Die exzentrische Nebenwelle 50 mit den Zahnrädern 3b2, 3b3 und 4b ist hier für 4 Rückwärtsgänge und insgesamt 8 Vorwärtsgänge zuständig, wobei ein fest mit dem Zahnrad 3.1 verbundenes Zahnrad 3.3 mit dem Zahnrad 3b3 kämmt. Neben dem Zahnrad 4b überträgt auch Zahnrad 4c Drehmoment auf das Zahnrad 4a. Der Rest des Getriebes ist analog zu sehen zur Variante 8. Again the planetary gear set 61 , 62 , 63 , 64 with braking device 60 serves as a range group. The eccentric auxiliary shaft 50 with the gears 3 b2, 3 b3 and 4 b is responsible for 4 reverse gears and a total of 8 forward gears, a gear 3.3 firmly connected to the gear 3.1 meshing with the gear 3 b3. In addition to gear 4 b, gear 4 c also transmits torque to gear 4 a. The rest of the gearbox can be seen analogously to variant 8.
Bei den unteren 8 Gängen ist die Bremseinrichtung 60 festgesetzt und die Schaltmuffe 37 nur nach rechts geschlossen, d. h. der Planetensatz 61, 62, 63, 64 arbeitet als Rangegruppe und das Zahnrad 4a dient zur Rückkopplung auf Welle 13a. In the lower 8 gears, the braking device 60 is fixed and the shift sleeve 37 is only closed to the right, ie the planetary gear set 61 , 62 , 63 , 64 works as a range group and the gear 4 a serves for feedback on shaft 13 a.
In den unteren 4 Gängen sind die Schaltmuffen 36b, 35a und 35b links geschlossen (rechts geöffnet). Der 1. Gang arbeitet mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33 über die jeweils kämmenden Zahnräder 3.2 und 3a2, 3a1 und 3.1, 3.3 und 3b3, 4b und 4a und den Planetensatz 61, 62, 63, 64. Bei den weiteren Gängen wird jeweils das Zahnradpaar 3.2, 3a2 ersetzt, und zwar im 2. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34 durch das Zahnradpaar 4.2, 4a2 und im 4. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34 durch das Zahnradpaar 4.1, 4a1. Der 3. Gang schließlich arbeitet mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33 ohne den Umweg über die Wellen 21, 21a direkt vom Zahnrad 3.3 auf das Zahnrad 3b3. In the lower 4 gears, the shift sleeves 36 b, 35 a and 35 b are closed on the left (open on the right). The 1st gear works with the shift sleeve 33 closed to the left via the meshing gears 3.2 and 3 a2, 3 a1 and 3.1 , 3.3 and 3 b3, 4 b and 4 a and the planetary gear set 61 , 62 , 63 , 64 . In the further gears, the gear pair 3.2 , 3 a2 is replaced, namely in the 2nd gear with the shift sleeve 34 closed to the right by the gear pair 4.2 , 4 a2 and in the 4th gear with the shift sleeve 34 closed to the left by the gear pair 4.1 , 4 a1. Finally, the 3rd gear works with the shift sleeve 33 closed to the right without the detour via the shafts 21 , 21 a directly from the gear 3.3 to the gear 3 b3.
Bei diesen Gängen wird die Untersetzung also in drei Stufen erreicht, und zwar als 1. Stufe über das Zahnradpaar 3.3, 3b3 (wobei das Zahnrad 3.3 mit vier unterschiedlichen Übersetzungen angetrieben wird), als 2. Stufe über das Zahnradpaar 4b, 4a und als 3. Stufe über den Planetensatz 61, 62, 63, 64. Die einzelnen Stufen können mit verhältnismäßig großen Zahnrädern und damit guten Überdeckungen ausgeführt werden. Der zugehörige Kraftflußverlauf der Gänge 1 bis 4 ist in Fig. 1c oben skizziert. With these gears, the reduction is achieved in three stages, namely as the 1st stage via the gear pair 3.3 , 3 b3 (the gear 3.3 being driven with four different gear ratios), as the 2nd stage via the gear pair 4 b, 4 a and as the 3rd stage via the planetary gear set 61 , 62 , 63 , 64 . The individual stages can be carried out with relatively large gears and thus good overlaps. The associated course of force flow of gears 1 to 4 is outlined in Fig. 1c above.
Die Gänge 5 bis 8 arbeiten weiter über den Planetensatz 61, 62, 63, 64, aber ohne die Untersetzung über das Zahnradpaar 3.3, 3b3. Mit jetzt auch nach rechts geschlossener Schaltmuffe 35b und geöffneter Schaltmuffe 36b erfolgt die Drehmomentübertragung auf Welle 13a über das Zahnradpaar 4c, 4a (also von Welle 21). Die Lastschaltung vom 4. zum 5. Gang erfolgt bei geöffneter Schaltmuffe 35a, denn in diesem Zustand wird der 4. Gang nur über Welle 21a und nicht über Welle 21 übertragen. In diesem Zustand kann mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33 Welle 23 und damit Welle 21 so gedreht werden, daß Schaltmuffe 35b synchronisiert nach rechts geschlossen werden kann. Damit ist der 5. Gang eingeschaltet und läuft leer mit. Der 5. Gang wird aktiviert, indem Welle 23 mit Welle 1 verbunden wird. Wenn danach die Schaltmuffe 35a wieder geschlossen wird, können der 6. und 7. Gang geschaltet werden wie zuvor der 2. und 3. Gang. Gears 5 to 8 continue to work via the planetary gear set 61 , 62 , 63 , 64 , but without the reduction via the gear pair 3.3 , 3 b3. With the shift sleeve 35 b now closed to the right and the open shift sleeve 36 b, the torque is transmitted to shaft 13 a via the gear pair 4 c, 4 a (ie from shaft 21 ). The load circuit takes place from 4th to 5th gear with an open sliding sleeve 35 a, because in this state, the fourth gear is only transmitted via shaft 21 a and do not wave the 21st In this state, shaft 23, and thus shaft 21, can be rotated with shift sleeve 33 closed to the left such that shift sleeve 35 b can be closed synchronously to the right. With this, 5th gear is switched on and runs along empty. 5th gear is activated by connecting shaft 23 to shaft 1 . If the shift sleeve 35 a is then closed again, the 6th and 7th gear can be shifted as before, the 2nd and 3rd gear.
Weil die Zahnradpaare 4.1, 4a1 und 4a, 4b gleich groß gewählt worden sind, bestehen für den 8. Gang zwei Übertragungswege, nämlich mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34 über die Wellen 21, 21a oder mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34 und zusätzlich nach links geschlossener Schaltmuffe 37 direkt auf Welle 13a. Der 2. Weg ist vorzuziehen, d. h. Schaltmuffe 34 kann vom 6. Gang her nach rechts geschlossen bleiben. So ist eine Lastschaltung zum 9. Gang möglich, denn am 8. Gang sind weder die Welle 21 (21a) noch die Welle 50 beteiligt. (Die Kraftflußwege der Gänge 5 bis 8 sind ebenfalls in Fig. 9c) eingetragen.) Because the gear pairs 4.1 , 4 a1 and 4 a, 4 b have been chosen to be the same size, there are two transmission paths for 8th gear, namely with the shift sleeve 34 closed to the left via the shafts 21 , 21 a or with the shift sleeve 34 closed to the right additionally to the left closed sleeve 37 directly on shaft 13 a. The second way is preferable, ie shift sleeve 34 can remain closed from the 6th gear to the right. A power shift to 9th gear is possible because neither shaft 21 ( 21a ) nor shaft 50 are involved in 8th gear. (The force flow paths of gears 5 to 8 are also entered in Fig. 9c).)
Im 8. Gang kann die Schaltmuffe 37 rechts gelöst werden. Außerdem können danach Schaltmuffe 36b und Schaltmuffe 38 geschlossen werden (Schaltmuffe 38 eventuell mit separater Synchronisationsmöglichkeit). Wenn dann noch (bei geschlossener Schaltmuffe 35a) Schaltmuffe 33 nach links geschlossen wird, ist der 9. Gang eingeschaltet und läuft leer mit. Der 9. Gang wird aktiviert, indem Welle 23 mit Welle 1 verbunden wird und arbeitet wieder über die Welle 50 (und Wellen 21, 21a), wobei jetzt die Rangegruppe ausgeschaltet ist (mit Freiläufen braucht Bremseinrichtung 60 nicht sofort geöffnet zu werden). Mit gelöster Bremseinrichtung 60 und links gelöster (rechts geschlossener) Schaltmuffe 37 werden die Gänge 10 bis 16 so geschaltet wie zuvor die Gänge 2 bis 8 (nur daß jetzt der Planetensatz 61, 62, 63, 64 verblockt ist). Dabei gibt es für den 16. Gang wieder zwei Übertragungswege, wobei der Weg mit direkter Durchschaltung von Welle 24 auf Welle 13 vorzuziehen ist. In Fig. 9c) ist nur der 16. Gang skizziert, alle anderen Gänge (auch der 16.) sind wie die Gänge 1 bis 8 "ohne Kästchen". In the 8th Gear shift sleeve 37 can be loosened on the right. In addition, shift sleeve 36 b and shift sleeve 38 can then be closed (shift sleeve 38 possibly with a separate synchronization option). If then (with the shift sleeve 35 a closed) the shift sleeve 33 is closed to the left, the 9th gear is switched on and runs along empty. The 9th gear is activated by connecting shaft 23 to shaft 1 and works again via shaft 50 (and shafts 21 , 21 a), the range group now being switched off (with freewheels, braking device 60 does not need to be opened immediately). With the braking device 60 released and the switching sleeve 37 released on the left (closed on the right), gears 10 to 16 are shifted in the same way as gears 2 to 8 before (only that planetary gear set 61 , 62 , 63 , 64 is now blocked). There are again two transmission paths for the 16th gear, the path with direct connection from shaft 24 to shaft 13 being preferred. In Fig. 9c) only the 16th gear is sketched, all other gears (also the 16th) are like gears 1 to 8 "without box".
Mit nach links geschlossener (und nach dem Lastschaltvorgang rechts geöffneter) Schaltmuffe 37, geschlossener Schaltmuffe 35a und nach links geschlossener Schaltmuffe 35b sind noch zwei weitere Gänge möglich, nämlich mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33 der 17. Gang (Übersetzung um einen Gangsprung ins Schnelle) und mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34 der 18. Gang (bersetzung um zwei Gangsprünge ins Schnelle). Auch hier sind Lastschaltungen möglich. Diese beiden Gänge sind ebenfalls in Fig. 9c) eingezeichnet. With the shift sleeve 37 closed to the left (and opened to the right after the power shift), the closed shift sleeve 35 a and the shift sleeve 35 b closed to the left, two further gears are possible, namely with the shift sleeve 33 closed to the right the 17th gear (translation by a gear shift into Fast) and, with the shift sleeve 34 closed to the left, the 18th gear (translation by two gear jumps into fast). Load switching is also possible here. These two courses are also shown in Fig. 9c).
Wenn der Planetensatz 61, 62, 63, 64 so verändert wird (z. B. durch ein kleineres Sonnenrad), daß die Übersetzung um zwei Gangsprünge niedriger ausfällt und außerdem zwischen den Zahnrädern 4a1 und 4a2 eine zusätzliche Schaltmuffe angebracht ist, so stehen zwei weitere Gänge zur Verfügung. So können nämlich ein 9. und 10. Gang (entsprechend dem 17. und 18. Gang) über die Rangegruppe laufen. (Lastschaltung vom 8. zum 9. Gang wie vom 16. zum 17. Gang). Im 10. Gang dreht das Zahnrad 4a2 unabhängig von Welle 21 (es gehört jetzt praktisch zur Welle 21a). Deshalb ist jetzt eine Lastschaltung zum 11. Gang möglich wie zuvor zum 9. Gang. Insgesamt erhält man so 20 Gänge. Bei Verzicht auf einzelne Lastschaltvorgänge und anderer Auslegung der Zahnräder sind noch weitere Gänge möglich. If the planetary gear set 61 , 62 , 63 , 64 is changed (e.g. by a smaller sun gear) so that the gear ratio is two gears lower and an additional shift sleeve is fitted between the gears 4 a1 and 4 a2 two more courses available. So a 9th and 10th gear (corresponding to the 17th and 18th gear) can run over the range group. (Power shift from 8th to 9th gear as from 16th to 17th gear). In 10th gear the gear 4 a2 rotates independently of shaft 21 (it now practically belongs to shaft 21 a). Therefore, a power shift to 11th gear is now possible as before to 9th gear. In total you get 20 courses. Additional gears are possible if individual powershift operations are not used and the gearwheels are designed differently.
In Fig. 9b) ist die räumliche Lage der Achsen zueinander skizziert (und ausgewählte Zahnräder in Draufsicht). Hier ist ersichtlich, daß das Zahnrad 3b2 vom Zahnrad 3a2 angetrieben und so eine Drehrichtungsumkehr erzeugt wird. Damit sind mit geschlossener Schaltmuffe 36a (statt 36b) vier Rückwärtsgänge möglich, die lastgeschaltet werden wie die Gänge 1 bis 4. Wegen der fehlenden Untersetzung durch das Zahnrad 3.3 sind die Rückwärtsgänge aber etwas schneller als die Gänge 1 bis 4. (Wenn mit dem Zahnrad 3a2 ein kleineres Zahnrad direkt gekoppelt wird (entsprechend Zahnräder 3.1, 3.3) und einem entsprechend größeren Zahnrad 3b2, ist auch hier eine Übersetzungsanpassung möglich. In Fig. 9b) the spatial position of the axes to each other is sketched (and selected gear wheels in plan view). Here it can be seen that the gear 3 b2 is driven by the gear 3 a2 and thus a reversal of the direction of rotation is generated. With a closed shift sleeve 36 a (instead of 36 b) four reverse gears are possible, which are shifted under load like gears 1 to 4. Because of the lack of reduction by gear 3.3 , the reverse gears are somewhat faster than gears 1 to 4. (If with The gear 3 a2 is directly coupled to a smaller gear (corresponding to gears 3.1 , 3.3 ) and a correspondingly larger gear 3 b2, a translation adaptation is also possible here.
Mit den gezeichneten Abmessungen erhält man eine Gesamtspreizung von etwa 13 (oder größer bei mehr als 18 Gängen) und Gangsprünge von etwa 1,19. With the drawn dimensions you get a total spread of about 13 (or larger at more than 18 gears) and gait jumps of about 1.19.
Der Vorteil von Variante 9 ist, daß die Untersetzung in mehreren Stufen erfolgen kann. Damit erhält man mit verhältnismäßig geringem Aufwand viele Gänge und die Zahnräder haben keine großen Durchmesserunterschiede (gute Überdeckung). Nachteilig sind allerdings die größeren Reibungsverluste der Gänge, die gleichzeitig über die Wellen 50 und 21 (21a) arbeiten. The advantage of variant 9 is that the reduction can be done in several stages. This gives you many gears with relatively little effort and the gears do not have large diameter differences (good overlap). However, the greater friction losses of the gears, which work simultaneously via shafts 50 and 21 ( 21 a), are disadvantageous.
Die bei der Variante 6 vorgestellte Idee, nämlich durch nicht fluchtende Achsen 23, 24 und 13 eine verkürzte Getriebebauweise zu erreichen, wird bei der Variante 10 für PKW-Getriebe mit progressiver Gangabstufung weiterentwickelt. Die in Fig. 10a), b), c), d), e) skizzierte Getriebevariante 10 ist ein 6-Gang-Getriebe mit einem Rückwärtsgang und 4 (3) Vorgelegewellen. In Fig. 10a) ist das Getriebe mit den Vorgelegewellen für den 1., 2., 5. und 6. Gang skizziert; in Fig. 10b) die räumliche Lage der Achsen zueinander mit einer Draufsicht der Zahnräder, Fig. 10c) zeigt das Getriebe mit den Vorgelegewellen für den 2., 3. und Rückwärtsgang, Fig. 10d) zeigt den Kraftflußplan und Fig. 10e) die Übersetzungsverhältnisse in logarithmischer Darstellung. The idea presented in variant 6, namely to achieve a shortened gearbox design by not aligning axles 23 , 24 and 13 , is further developed in variant 10 for car transmissions with progressive gear ratios. The transmission variant 10 outlined in FIGS. 10a), b), c), d), e) is a 6-speed transmission with a reverse gear and 4 (3) countershafts. In Fig. 10a) the transmission with the countershafts for the 1st, 2nd, 5th and 6th gear is sketched; in Fig. 10b) the spatial position of the axes to each other with a plan view of the gears, Fig. 10c) shows the transmission with the countershafts for the 2nd, 3rd and reverse gear, Fig. 10d) shows the power flow plan and Fig. 10e) Translation ratios in logarithmic representation.
Zu den konzentrischen Eingangswellen 23 und 24 ist die Welle 13 um den Versatz a verschoben. Mit der Welle 23 sind die Zahnräder 3.1 und 3.2 fest verbunden, mit der Welle 24 das Zahnrad 4. Die zur Welle 25 gehörigen Zahnräder 3a2, 4a und 4b haben solche Durchmesser, daß zum Zahnrad 4h hin (zur Welle 13) ins Langsame übersetzt wird (bedingt durch den Versatz a), und zwar mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33a für den 1. Gang und mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33a für den 2. Gang. Außerdem bewirkt der Versatz a, daß die zur Welle 26 gehörigen Zahnräder 3a1, 4c und 4d mit geschlossener Schaltmuffe 33b den 5. Gang und geschlossener Schaltmuffe 33c den 6. Gang übertragen. (Mit den gezeichneten Abmessungen hat der 6. Gang die Übersetzung 1.) To the concentric input shafts 23 and 24 , the shaft 13 is shifted by the offset a. The gears 3.1 and 3.2 are firmly connected to the shaft 23 and the gear 4 to the shaft 24 . The gears 3 a2, 4 a and 4 b belonging to the shaft 25 have diameters such that the gear 4 h (towards the shaft 13 ) is translated into slow speed (due to the offset a), namely with the shift sleeve 33 a closed to the left for 1st gear and with the shift sleeve 33 a closed to the right for 2nd gear. In addition, the offset a causes the gearwheels 3 a1, 4 c and 4 d belonging to the shaft 26 to transmit the 5th gear with the shift sleeve 33 b closed and the 6 th gear with the closed shift sleeve 33 c. (With the dimensions shown, the 6th gear has the ratio 1)
Durch die Zuordnung der Zahnräder 3.1 und 3.2 zur Welle 23 wird erreicht, daß der Sprung zwischen 1. und 2. Gang wesentlich größer ist als der Sprung zwischen 5. und 6. Gang. Das Zahnrad 3.1 kann auch für den 3. Gang benutzt werden, wobei der Sprung zwischen 3. und 4. Gang größer sein soll als der Sprung zwischen 5. und 6. Gang (das Zahnrad 4 wird für den 2., 4. und 6. Gang benutzt). Das wird dadurch erreicht, daß die zur Welle 27 gehörigen und für den 3. und 4. Gang zuständigen Zahnräder 3a2, 4e und 4f verhältnismäßig klein gewählt sind. Dargestellt sind diese Zahnräder in Fig. 10b) und Fig. 10c), wobei Fig. 10c) ein zu Fig. 10a) senkrechter Schnitt durch das Getriebe ist. Der 3. Gang arbeitet mit geschlossener Schaltmuffe 34b und der 4. Gang mit geschlossener Schaltmuffe 34a. The assignment of the gears 3.1 and 3.2 to the shaft 23 ensures that the jump between 1st and 2nd gear is significantly larger than the jump between 5th and 6th gear. Gear 3.1 can also be used for 3rd gear, whereby the jump between 3rd and 4th gear should be larger than the jump between 5th and 6th gear (gear 4 is used for 2nd, 4th and 6th Gear used). This is achieved in that the gears 3 a2, 4 e and 4 f belonging to the shaft 27 and responsible for the 3rd and 4th gear are chosen to be relatively small. These gears are shown in FIG. 10b) and FIG. 10c), in which Fig 10c). A to Fig. 10) vertical section through the transmission. The 3rd gear works with the closed shift sleeve 34 b and the 4th gear with the closed shift sleeve 34 a.
Lastschaltungen sind möglich, weil die Gänge abwechselnd über Welle 23 und 24 angetrieben werden. Notwendig für Lastschaltungen ist weiterhin, daß jeweils die Schaltmuffen 33a, 33b und 33c, 34a und 34b unabhängig voneinander, d. h. auch gleichzeitig (bzw. 33a rechts und links) geschlossen sein können. Load shifts are possible because the gears are driven alternately via shafts 23 and 24 . It is also necessary for power circuits that the shift sleeves 33 a, 33 b and 33 c, 34 a and 34 b can be closed independently of one another, ie also simultaneously (or 33 a right and left).
In den Fig. 10b) und 10c) ist außerdem eine Möglichkeit für einen Rückwärtsgang skizziert. Die zur Welle 28 gehörigen Zahnräder 4g und 3b2 sind so angeordnet, daß das Zahnrad 4g mit dem Zahnrad 4 und das Zahnrad 3b2 mit dem Zahnrad 3a2 kämmt. Bei geschlossener Schaltmuffe 34c wird so eine Drehrichtungsumkehr für das Zahnrad 4 erzeugt. Wenn außerdem die Schaltmuffe 33a nach rechts geschlossen ist, wird diese Drehrichtungsumkehr auch auf das Zahnrad 4h und damit auf Welle 13 übertragen. (Ein etwas größeres Zahnrad 3b2 mit der zugehörigen Schaltmuffe 34c kann auch direkt auf Welle 27 gelagert werden, dann ist ein etwas schnellerer Rückwärtsgang mit nur diesen beiden zusätzlichen Bauteilen möglich. Eine Anpassung kann erfolgen, indem die Welle 13 in der Zeichenebene der Fig. 10c) zusätzlich um den Versatz b verschoben wird.) A possibility for a reverse gear is also outlined in FIGS. 10b) and 10c). The gears 4 g and 3 b2 belonging to the shaft 28 are arranged such that the gear 4 g meshes with the gear 4 and the gear 3 b2 with the gear 3 a2. With the shift sleeve 34 c closed, a reversal of the direction of rotation for the gear 4 is generated. Further, when the shift sleeve 33 is closed a to the right, this direction of rotation reversal is h on the gear 4 and thus transmitted to the shaft. 13 (A somewhat larger gearwheel 3 b2 with the associated shift sleeve 34 c can also be mounted directly on shaft 27 , then a somewhat faster reverse gear is possible with only these two additional components. An adaptation can be made by shaft 13 in the plane of the drawing in FIG . 10c) is additionally shifted by the offset b.)
In Fig. 10d) ist der Kraftflußplan der Gänge aufgezeichnet, wobei sich die durchgezogenen Anteile (1., 2., 5., 6. und rechter Abschnitt des Rückwärtsganges) auf Fig. 10a) beziehen und die gestrichelten Anteile (3. und 4. Gang und linker Abschnitt des Rückwärtsganges auf Fig. 10c) (um 90° gedreht, Achsen parallel zur Fig. 10a)). In Fig. 10d) the power flow diagram of the gears is recorded, the solid portions (1st, 2nd, 5th, 6th and right section of the reverse gear) referring to Fig. 10a) and the dashed portions (3rd and 4th Gear and left section of the reverse gear on Fig. 10c) (rotated by 90 °, axes parallel to Fig. 10a)).
Durch den Versatz a (eventuell auch Versatz b) zwischen der Welle 13 und den Wellen 23, 24 erhält man also ein kurz bauendes Getriebe mit vier Zahnradebenen, das sechs Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang mit progressiven Gangsprüngen hat. The offset a (possibly also offset b) between the shaft 13 and the shafts 23 , 24 thus gives a short gearbox with four gearwheel levels, which has six forward gears and one reverse gear with progressive gear jumps.
Alle angesprochenen Getriebevarianten haben konzentrische Eingangswellen 23 und 24, die wahlweise mit einer Welle 1 (vom Verbrennungsmotor kommend) koppelbar sein müssen. Bei den Varianten 11 werden solche Kopplungsmöglichkeiten und eventuelle Synchronisationsmöglichkeiten (Ansteuerungen) dargestellt. (Weitere Synchronisationsmöglichkeiten sind schon bei den Varianten 1, 2 und 8 angesprochen.) Die verschiedenen Ansteuerungen können modular mit den verschiedenen Getriebevarianten gekoppelt werden, Schnittstellen sind immer die konzentrischen Wellen 23 und 24. Außerdem werden noch ein System zur Übertragung und Verteilung von elektrischer Energie und eine weitere Synchronisationseinrichtung vorgestellt. All of the gearbox variants mentioned have concentric input shafts 23 and 24 , which must optionally be able to be coupled to a shaft 1 (coming from the internal combustion engine). In variant 11, such coupling options and possible synchronization options (controls) are shown. (Further synchronization options have already been addressed for variants 1, 2 and 8.) The various controls can be coupled modularly with the different transmission variants, the interfaces are always the concentric shafts 23 and 24 . A system for the transmission and distribution of electrical energy and a further synchronization device are also presented.
Die in Fig. 11a) skizzierte Variante 11a ist eine Vorrichtung, bei der ein Kurbelwellenstartgenerator - Getriebesynchronisastionsstartgenerator GSSG 9 - benutzt wird. Wie schon z. B. in der Anmeldung 100 21 837.7-14 beschrieben, ist der GSSG auch hier dreigeteilt mit einem Stator a, einem Rotor b und einem mitrotierendem "Stator" c. Das hat den Vorteil, daß beide Wellen 23 und 24 mit einem Teil des GSSG 9 verbunden sind und daß immer Generatorbetrieb möglich ist. Allerdings muß zum Anteil c elektrische Energie über Schleifringe übertragen werden. Die Verbindung zur Welle 1 erfolgt über die Klauenkupplungen 5 und 8, die zu den Verbindungsteilen 23a und 24a eine drehfeste Verbindung mit der Welle 1 herstellen können (und damit zu den Wellen 23 und 24). Wie schon z. B. in der Anmeldung 100 21 837.7-14 beschrieben, muß immer mindestens eine der Kupplungen 5 und 8 geschlossen sein. Die Drehmomente bei den Anfahr- und Schaltvorgängen werden hier vom GSSG 9 aufgebracht. Der 1. Gang sollte dabei mit der Welle 23 gekoppelt sein, weil an dieser Welle die größten Momente aufgebracht werden können. The variant 11a outlined in FIG. 11a) is a device in which a crankshaft start generator - transmission synchronization start generator GSSG 9 - is used. As already z. B. described in the application 100 21 837.7-14, the GSSG is also divided into three parts here with a stator a, a rotor b and a co-rotating "stator" c. This has the advantage that both shafts 23 and 24 are connected to part of the GSSG 9 and that generator operation is always possible. However, electrical energy must be transmitted via slip rings for portion c. The connection to the shaft 1 is made via the claw couplings 5 and 8 , which can produce a non-rotatable connection to the shaft 1 to the connecting parts 23 a and 24 a (and thus to the shafts 23 and 24 ). As already z. B. described in the application 100 21 837.7-14, at least one of the clutches 5 and 8 must always be closed. The torques during the starting and shifting processes are applied by the GSSG 9 . The 1st gear should be coupled to the shaft 23 because the greatest moments can be applied to this shaft.
Die in Fig. 11b) skizzierte Variante 11b ist eine Erweiterung der Variante 11a durch eine Reibkupplung 6, die zwischen den Verbindungsteilen 23a und 24a angebracht ist. Mit jeweils einer geschlossenen Kupplung 5 oder 8 können durch diese eine Kupplung 6 die Anfahr- und Lastschaltvorgänge unterstützt werden. Die Synchronisationsvorgänge erfolgen - wie bei der Variante 11a - über den GSSG 9. Bei den Varianten 11a, b muß der Rotor 9b in der Lage sein, das Drehmoment des Verbrennungsmotors mechanisch zu übertragen. The variant outlined 11b in Fig. 11b) is attached to an extension 11a of the variant by a friction clutch 6 between the connecting portions 23 a and 24 a. With one clutch 5 or 8 closed , this clutch 6 can be used to support the starting and powershift processes. As with variant 11a, the synchronization processes take place via GSSG 9 . In the variants 11a, b, the rotor must 9 b to be able to transmit the torque of the engine mechanically.
Die in Fig. 11c) skizzierte Variante 11c ist abgestimmt auf einen herkömmlichen Startermotor, der hier als 9b, c in der Ansteuerung integriert ist. Im Gegensatz zum GSSG 9 mit den bei Kurbelwellenstartgeneratoren vorhandenen großen Durchmessern ist hier der Startermotor mit kleinem Durchmesser konzipiert, was bedingt, daß die Kupplungen 5, 8 und 6 um den Startermotor herum greifen. Hier erfolgen die Synchronisationsvorgänge über den Startermotor 9 und die Anfahr- und Lastschaltvorgänge im wesentlichen über die Reibkupplung 6. Auch hier muß immer mindestens eine der Kupplungen 5 oder 8 geschlossen sein. Bei den Startvorgängen kann das Getriebe zur Startuntersetzung mit herangezogen werden, wie z. B. bei den Varianten 1 und 2 beschrieben. Bei den Varianten 11a, b, c muß der Anteil c der Elektromaschine 9 mit elektrischer Energie versorgt werden. Damit verbundene zusätzliche Möglichkeiten werden bei der Variante 11g beschrieben. The variant 11c outlined in FIG. 11c) is matched to a conventional starter motor, which is integrated here as 9 b, c in the control. In contrast to the GSSG 9 with the large diameters present in crankshaft start generators, the starter motor is designed with a small diameter, which means that the clutches 5 , 8 and 6 engage around the starter motor. Here, the synchronization processes take place via the starter motor 9 and the starting and powershift processes essentially via the friction clutch 6 . Here, too, at least one of the clutches 5 or 8 must always be closed. When starting, the gearbox can be used to reduce the start, e.g. B. described in variants 1 and 2. In the variants 11a, b, c, the portion c of the electric machine 9 must be supplied with electrical energy. Associated additional options are described in variant 11g.
Die in Fig. 11d) skizzierte Variante 11d beinhaltet zunächst nur die beiden Klauenkupplungen 5 und 8 mit den zugehörigen Verbindungsteilen 23a und 24a und die Reibkupplung 6. Damit sind Anfahr- und Lastschaltvorgänge möglich, die Synchronisationsvorgänge müssen an anderer Stelle erfolgen (z. B. nach Variante 1a, 2b oder 8d). In der Variante 11d ist weiterhin skizziert, wie Optionen auch in die Ansteuerung integriert werden können. Im Verbindungsteil 23a sind die Planetenräder 79 gelagert, die mit den Zahnrädern 80 und 81 kämmen. Im Vergleich mit Fig. 1a), b) übernimmt hier das Zahnrad 80 die Funktion der dortigen Stegwelle und kann mit einer Elektromaschine verbunden werden. Alle Funktionen der Elektromaschine der Variante 1 können auch so erflillt werden, nämlich die Aufgabe als Generator, Synchronisationseinrichtung und Starter. Wobei auch hier beim Starterbetrieb das Getriebe zur Untersetzung dienen kann. Die in der Variante 2b skizzierten Freiläufe 57 können auch direkt in die Ansteuerung integriert werden, wie in Fig. 11d) skizziert. Die Funktionen der Freiläufe sollen hier noch einmal erläutert werden. Zunächst müssen diese Freiläufe überbrückbar sein, damit Schubbetrieb möglich ist. Kurz vor dem Hochschalten in den nächsten Gang sollte die Überbrückung des arbeitenden Freilaufes freigegeben werden. Wird nun die Kupplung 6 geschlossen, wird damit in den nächsten Gang geschaltet und die zuvor arbeitende Welle erfährt eine Drehzahlerhöhung, was der zugehörige Freilauf ja ohne weiteres zuläßt. Danach können die Schaltmuffen des Getriebes neu "sortiert" und der Freilauf wieder überbrückt werden. Damit vermeiden solche Freiläufe in den Wellen 23 und 24 die Wärmeverluste von Doppelkupplungen. Beim Runterschalten kann ganz anders vorgegangen werden. Wenn nämlich beim Runterschalten die Synchronisation über die Drehzahl des Verbrennungsmotors erfolgt, können die Kupplungen 5 und 8 beide geschlossen und die Freiläufe überbrückt sein. Bei dieser Vorgehensweise kann dann in einen beliebigen Gang geschaltet werden, ohne daß ein Wechsel zwischen den Wellen 23 und 24 stattfinden muß. Die in Fig. 11d) skizzierten Freiläufe (und das Planetengetriebe) können im Prinzip auch bei allen anderen Varianten integriert werden. The variant 11d outlined in FIG. 11d) initially only includes the two dog clutches 5 and 8 with the associated connecting parts 23 a and 24 a and the friction clutch 6 . This enables start-up and powershift operations, the synchronization operations must take place elsewhere (e.g. according to variant 1a, 2b or 8d). Variant 11d also outlines how options can also be integrated into the control. In the connecting part 23 a, the planet gears 79 are mounted, which mesh with the gears 80 and 81 . In comparison with Fig. 1a), b), the gear 80 takes over the function of the web shaft there and can be connected to an electric machine. All functions of the electric machine of variant 1 can also be fulfilled in this way, namely the task as a generator, synchronization device and starter. Here, too, the gearbox can be used for reduction during starter operation. The freewheels 57 outlined in variant 2b can also be integrated directly into the control, as outlined in FIG. 11d). The functions of the freewheels will be explained again here. First of all, these freewheels must be bridged so that overrun operation is possible. Shortly before shifting up to the next gear, the bridging of the working freewheel should be released. If clutch 6 is now closed, it is shifted into the next gear and the previously operating shaft experiences an increase in speed, which the associated freewheeling allows without further ado. Then the gearbox sleeves can be "sorted" again and the freewheel can be bridged again. Such freewheels in shafts 23 and 24 thus avoid the heat losses from double clutches. Downshifting can be done very differently. If the synchronization takes place via the speed of the internal combustion engine during downshifting, the clutches 5 and 8 can both be closed and the freewheels can be bridged. With this procedure it is then possible to shift into any gear without having to change between the shafts 23 and 24 . The freewheels (and the planetary gear) outlined in FIG. 11d) can in principle also be integrated in all other variants.
Die in Fig. 11e) skizzierte Variante 11e ist als Alternative zur Variante 11d zu sehen (die Planetenräder 79 etc. können auch hier integriert werden). Hier sind die Verbindungsteile 23a und 24a über abschaltbare Freiläufe 68 mit der Welle 1 verbunden. Die Kupplung 7 ist eine zweiseitig wirksame Kupplung, d. h. sie kann entweder mit dem Verbindungsteil 23a oder dem Verbindungsteil 24a eine reibschlüssige Verbindung herstellen. Wenn ein bestimmter Gang arbeitet, ist die Kupplung 7 zum zugehörigen Verbindungsteil geschlossen. Außerdem sollte der zugehörige Freilauf eingeschaltet sein, wobei er automatisch durch die Kupplung 7 überbrückt ist. Die andere Welle der Wellen 23 und 24 kann für Synchronisationsvorgänge benutzt werden, wenn der zugehörige Freilauf abgeschaltet ist, also keine Verbindung zur Welle 1 besteht (bei Hochschaltvorgängen). In den nächsten Gang wird geschaltet, indem die Kupplung 7 zum anderen Verbindungsteil bewegt wird und dort eine reibschlüssige Verbindung herstellt. Dabei übernimmt der bisher durch die Kupplung 7 überbrückte Freilauf 68 während des Hochschaltvorganges die Drehmomentübertragung, bis die Drehzahl der zugehörigen Welle größer wird als die Drehzahl von Welle 1 und der Freilauf dies zuläßt. Nach erfolgter Umschaltung sollte der zuvor abgeschaltete Freilauf eingeschaltet werden, damit dieser Freilauf beim nächsten Hochschaltvorgang die Drehmomentübertragung übernehmen kann. Beim Runterschalten sollten beide Freiläufe eingeschaltet sein, damit eine Synchronisation und ein Schaltvorgang zu beliebigen Gängen über die Drehzahl des Verbrennungsmotors möglich ist. The variant 11e outlined in FIG. 11e) can be seen as an alternative to the variant 11d (the planet gears 79 etc. can also be integrated here). Here, the connecting parts 23 a and 24 a are connected to the shaft 1 via disengageable freewheels 68 . The clutch 7 is a two-way clutch, ie it can produce a frictional connection either with the connecting part 23 a or the connecting part 24 a. When a certain gear is working, the clutch 7 to the associated connecting part is closed. In addition, the associated freewheel should be switched on, whereby it is automatically bridged by the clutch 7 . The other shaft of shafts 23 and 24 can be used for synchronization processes if the associated freewheel is switched off, i.e. there is no connection to shaft 1 (for upshifts). The gear is shifted into the next gear by moving the clutch 7 to the other connecting part and establishing a frictional connection there. The freewheel 68 previously bridged by the clutch 7 takes over the torque transmission during the upshift process until the speed of the associated shaft becomes greater than the speed of shaft 1 and the freewheel allows this. After the changeover, the previously switched-off freewheel should be switched on so that this freewheel can take over the torque transmission during the next upshifting process. When downshifting, both freewheels should be switched on, so that synchronization and a shifting process to any gears is possible via the speed of the internal combustion engine.
Die in Fig. 11f) skizzierte Variante 11f ist ein modifizierter Drehmomentwandler. Die Leitschaufeln sind hier dreigeteilt, wobei der Anteil 69 fest mit der Welle 1 verbunden ist, der Anteil 70 mit der Welle 24 und der Anteil 71 mit der Welle 23. Über die Kupplungen 5 und 8 und die Verbindungsteile 23a und 24a können die Wellen 23 und 24 mit Welle 1 verbunden werden. Der Drehmomentwandler soll zwei nicht gezeichnete Ölzuführungen besitzen, über die (von der Welle 1 her) mit Hilfe einer nicht gezeichneten externen Pumpe wahlweise Öl in den Drehmomentwandler gepumpt werden kann. Das dabei anfallende überschüssige Öl kann von mindestens einem Schöpfrohr 72 so aufgefangen werden, daß möglichst viel der kinetischen Energie des Öls ausgenutzt wird und der Pumpvorgang mit der externen Pumpe einen möglichst guten Wirkungsgrad hat. Die Leitschaufeln und die zwei Ölzuführungen sind nun so ausgebildet, daß beim Pumpvorgang durch eine Zuführung die Leitschaufeln 70 in der Drehzahl erhöht und die Leitschaufeln 71 in der Drehzahl erniedrigt werden und daß beim Pumpvorgang durch die andere Zuführung Leitschaufeln 71 in der Drehzahl erhöht und Leitschaufeln 70 in der Drehzahl erniedrigt werden (wenn keine der Kupplungen 5 oder 8 geschlossen ist). Es kann sinnvoll sein, die Leitschaufeln 69 für diesen Vorgang verstellbar zu gestalten. (Dann sollten die Leitschaufeln 69 mit Hohlräumen ausgestattet sein, damit sie im Öl schwimmen und die Fliehkräfte teilweise kompensiert werden.) Bei einer geöffneten Kupplung 5 oder 8 kann die zugehörige Welle 23 oder 24 zunächst für den Synchronisationsvorgang in der Drehzahl erniedrigt werden (Pumpvorgang in der einen Richtung) und danach in der Drehzahl erhöht werden (Pumpvorgang in der anderen Richtung), damit die zuvor geöffnete Kupplung 5 oder 8 synchronisiert geschlossen werden kann (Hochschaltvorgang). Außerhalb der Schaltvorgänge und beim Runterschalten sollten die beiden Kupplungen 5 und 8 geschlossen sein. Außerhalb der Schaltvorgänge wird durch den überbrückten Wandler der Wirkungsgrad erhöht. Beim Runterschalten kann mit Synchronisation über den Verbrennungsmotor in beliebige Gänge geschaltet werden. Diese Variante ist vorwiegend gedacht für große Drehmomente, wie sie im LKW-Bereich auftreten. Hier kann eine eventuell schon vorhandene Ölpumpe für einen Retarder für diese Aufgabe mit benutzt werden. Zur feinfühligen Steuerung der Vorgänge kann eine Elektromaschine z. B. nach Variante 11c integriert werden. Freiläufe nach Variante 11d sind natürlich auch hier möglich. The variant 11f outlined in FIG. 11f) is a modified torque converter. The guide vanes are divided into three parts here, portion 69 being fixedly connected to shaft 1 , portion 70 being connected to shaft 24 and portion 71 being connected to shaft 23 . The shafts 23 and 24 can be connected to shaft 1 via the couplings 5 and 8 and the connecting parts 23 a and 24 a. The torque converter should have two oil feeds, not shown, via which (from shaft 1 ), with the help of an external pump, not shown, oil can optionally be pumped into the torque converter. The resulting excess oil can be collected by at least one scoop pipe 72 in such a way that as much of the kinetic energy of the oil as possible is used and the pumping process with the external pump is as efficient as possible. The guide vanes and the two oil feeds are now designed in such a way that during the pumping process, the guide vanes 70 are increased in speed by a supply and the guide vanes 71 are reduced in speed, and that during the pumping process, the guide vanes 71 are increased in speed and the guide vanes 70 be reduced in speed (if none of clutches 5 or 8 is closed). It can be useful to make the guide vanes 69 adjustable for this process. (Then the guide vanes 69 should be provided with cavities so that they float in the oil and the centrifugal forces are partially compensated.) When the clutch 5 or 8 is open, the associated shaft 23 or 24 can first be reduced in speed for the synchronization process (pumping process in one direction) and then the speed is increased (pumping process in the other direction) so that the previously opened clutch 5 or 8 can be closed synchronously (upshifting process). Outside of the switching operations and when downshifting, the two clutches 5 and 8 should be closed. Outside the switching processes, the efficiency is increased by the bridged converter. When downshifting, synchronization with the combustion engine can be shifted into any gear. This variant is primarily intended for the high torques that occur in the truck sector. Here an existing oil pump for a retarder can be used for this task. For sensitive control of the processes, an electric machine can e.g. B. can be integrated according to variant 11c. Freewheels according to variant 11d are of course also possible here.
Die in Fig. 11g) skizzierte Schaltung in einer Variante 11g weist Möglichkeiten der elektrischen Energieversorgung der Anteile c der Elektromaschine 9 auf. Die Spulen 9d der Anteile 9c werden z. B. auf der Welle 24 über Kontakte 73 und über elektrische Leitungen 74 mit einem elektronisch erzeugten Drehfeld versorgt. In die Leitungen 74 können Hochfrequenzübertrager 75 eingebaut werden, deren Ausgänge mit Gleichrichtern 76 gekoppelt sind. Die Übertrager 75 sollten so ausgelegt sein, daß sie das (niederfrequente) Drehfeld durchlassen und nicht auf die Gleichrichter 76 weiterleiten. Zu den Spulen 9d sollten Kondensatoren parallel geschaltet sein, die für hohe Frequenzen einen Kurzschluß bilden. Über die Kontakte 73 kann also einmal eine niederfrequente Spannung zur Erzeugung des Drehfeldes geleitet werden, wodurch die Elektromaschine gesteuert wird. Außerdem kann über die Kontakte eine hohe Frequenz übertragen werden, die als Gleichrichterausgangssignal eine Gleichspannung liefert. Mit dieser Gleichspannung können z. B. Stellmotoren für Schaltmuffen etc. versorgt werden. Dabei können die hoch- und niederfrequenten Signale völlig unabhängig voneinander gesteuert werden. Wenn die Gleichrichter 76 noch steuerbar ausgeführt sind, kann z. B. auch eine Drehrichtungsumkehr der Stellmotoren durch Spannungsumkehr erzeugt werden. Wenn außerdem im hochfrequenten Bereich noch eine Impedanzmessung vorgenommen wird, kann z. B. erkannt werden, wann die Stellmotoren mechanisch gebremst werden, weil sie z. B. gegen einen Anschlag gefahren sind. So können z. B. Schaltmuffen mitrotierend elektrisch gesteuert werden, wobei der Zustand "rechter oder linker Anschlag erreicht" sicher erkannt werden kann. The circuit outlined in FIG. 11g) in a variant 11g has options for supplying electrical energy to the parts c of the electric machine 9 . The coils 9 d of the portions 9 c are z. B. on the shaft 24 via contacts 73 and via electrical lines 74 with an electronically generated rotating field. High-frequency transmitters 75 , the outputs of which are coupled to rectifiers 76, can be installed in the lines 74 . The transmitters 75 should be designed so that they allow the (low-frequency) rotating field to pass through and do not pass on to the rectifiers 76 . To the coils 9 d capacitors should be connected in parallel, which form a short circuit for high frequencies. A low-frequency voltage for generating the rotating field can thus be conducted once via the contacts 73 , as a result of which the electric machine is controlled. In addition, a high frequency can be transmitted via the contacts, which delivers a DC voltage as a rectifier output signal. With this DC voltage z. B. servomotors for shift sleeves etc. are supplied. The high and low frequency signals can be controlled completely independently. If the rectifiers 76 are still controllable, z. B. a reversal of the direction of rotation of the servomotors can be generated by reversing the voltage. If an impedance measurement is also carried out in the high-frequency range, z. B. can be recognized when the servomotors are braked mechanically because they z. B. drove against a stop. So z. B. shift sleeves are rotating electrically controlled, the state "right or left stop reached" can be reliably detected.
Die in Fig. 11h) skizzierte Variante 11h ist ein Ausschnitt eines Getriebes mit einer zentralen Synchronisationseinrichtung 77, 78. Dies ist beispielhaft ein 5-Gang-Getriebe, bei dem das Losrad für den 5. Gang (hier) auf Welle 23 gelagert ist, während die Losräder der anderen Gänge auf Welle 21 gelagert sind. Mit jeweils der Welle 23 und 24 gekoppelt sind je eine Scheibe 78, die von dem Synchronisationsteil 77 als Reibkupplung beaufschlagt werden können. Bei stehender Welle 21 hat diese Einrichtung die gleiche Funktion wie die Bremseinrichtung 67 der Variante 8d. Bei rotierender Welle 21 sind die Reibungsverluste aber nicht so groß wie bei der Variante 8d, da die Relativdrehzahlen zwischen den Scheiben 78 und dem Teil 77 nicht so groß sind wie bei der Variante 8d. Die unteren Gänge können mit dieser Einrichtung elektronisch gesteuert und überwacht durch kurzzeitige Reibvorgänge synchronisiert werden, während im 5. (höchsten) Gang die Vorrichtung 77, 78 wie eine normale Synchronisationseinrichtung wirkt. (Mit dem Synchronisationsteil sollte nach links hin eine Schaltmuffe gekoppelt sein, mit der der 5. Gang eingeschaltet wird.) Hier hat man also eine zentrale Synchronisationseinrichtung, die wesentlich geringere Reibungsverluste aufweist als die Variante 8d. The variant 11h outlined in FIG. 11h) is a section of a transmission with a central synchronization device 77 , 78 . This is an example of a 5-speed transmission in which the idler gear for the 5th gear (here) is mounted on shaft 23 , while the idler gears of the other gears are mounted on shaft 21 . Coupled to each of the shafts 23 and 24 are disks 78 , which can be acted upon by the synchronization part 77 as a friction clutch. When the shaft 21 is stationary, this device has the same function as the braking device 67 of variant 8d. With rotating shaft 21, however , the friction losses are not as great as in variant 8d, since the relative speeds between disks 78 and part 77 are not as great as in variant 8d. The lower gears can be electronically controlled and monitored by means of brief rubbing processes with this device, while in the 5th (highest) gear the device 77 , 78 acts like a normal synchronization device. (With the synchronization part, a shift sleeve should be coupled to the left, with which the 5th gear is switched on.) So here you have a central synchronization device that has much lower friction losses than the variant 8d.
Wenn die Lastschaltvorgänge z. B. mit Hilfe der Reibkupplungen 6 oder 7 erfolgen und Freiläufe 57 oder 68 eingebaut sind, ist es sinnvoll, den zeitlichen Verlauf der Drehmomentübertragung über die Kupplung 6 oder 7 beim Umschaltvorgang so zu steuern, daß der Drehmomentverlauf zunächst steil ansteigt, bis der neue Gang die Übertragung übernimmt. In Fig. 12 als Zeit(t)-Moment(M)-Diagramm ist dieses Moment mit Mü bezeichnet. Ab diesem Moment sollte der zeitliche Verlauf des Drehmomentanstieges der Kupplung 6 oder 7 (abhängig vom Anpressdruck) sehr viel flacher verlaufen, damit Schaltrucke vermieden werden. Der zunächst steile Anstieg ist wichtig, damit unnötige Wärmeverluste vermieden werden. Das Moment Mü kann z. B. aus der Kennlinie des Verbrennungsmotors oder aus dem Zustand der Freiläufe gewonnen werden (wenn die Freilauffunktion einsetzt). If the powershift operations e.g. B. with the help of the friction clutches 6 or 7 and freewheels 57 or 68 are installed, it is useful to control the timing of the torque transmission via the clutch 6 or 7 during the switching process so that the torque curve initially rises steeply until the new gear the transfer takes over. In Fig. 12 as a time (t) moment (M) diagram, this moment is denoted by Mü. From this moment on, the torque increase of clutch 6 or 7 (depending on the contact pressure) should be much flatter so that jerks are avoided. The initially steep climb is important to avoid unnecessary heat loss. The moment Mü can e.g. B. can be obtained from the characteristic of the internal combustion engine or from the state of the freewheels (if the freewheeling function starts).
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