DE10143994A1

DE10143994A1 - Modulares Getriebesystem

Info

Publication number: DE10143994A1
Application number: DE2001143994
Authority: DE
Inventors: Roland Stauber
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2003-03-27

Abstract

Mit einem modularen Getriebesystem sind 8-Gang-, 12-Gang- und 16-Gang-Getriebe mit drei hintereinander geschalteten Getriebegruppen (4, 6, 19) realisierbar. Dabei ist der Ganmgsprung phi in einer 2-gängigen Vorschaltgruppe (19) größer als der Gangsprung phi in einem mehrgängigen Grundgetriebe (4), so dass das Hauptgetriebe durch die Vorschaltgruppe (19) und das Splittergetriebe durch das Grundgetriebe (4) gebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein modulares Getriebesystem für Kraftfahrzeuge, insbesondere für mehrgängige Nutzkraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Getriebe mit mehr als sechs Gängen werden im Allgemeinen in Mehrgruppenbauweise ausgeführt. Dies wird durch eine Kombination von 1-, 2- oder mehrgängigen Einzelgetrieben erreicht. Ein durch seine Bauart in sich abgeschlossenes Einzelgetriebe wird dabei als Gruppe bezeichnet. Die einzelnen Getriebegruppen weisen verschiedene Merkmale und. Vorteile auf, sodass bei der Zusammenstellung eines Getriebes aus mehreren solcher Einzelgruppen auf besondere Getriebeanforderungen eingegangen werden kann. Die einzelnen Getriebegruppen bilden zusammen ein modulares Baukastensystem, aus dem ein wunschgemäßes Getriebe konstruiert werden kann.
Ein solches modulares Getriebesystem umfasst in der Regel ein Splittergetriebe, ein Hauptgetriebe und ein Gruppengetriebe, das z. B. aus einer Bereichs- oder Rangegruppe bestehen kann. Das Splittergetriebe ist hierbei derjenige Getriebeteil, der den kleinsten Gangsprung aufweist. Bei geometrischer Gangabstufung ist der Gangsprung meist halb so groß wie der des Hauptgetriebes. Das Gruppengetriebe wiederum ist der Getriebeteil mit dem größten Gangsprung. Im Allgemeinen dient das Gruppengetriebe der Erweiterung der Gangfolge. Der Übersetzungssprung kann hierfür so groß gewählt werden wie der Übersetzungsbereich des Hauptgetriebes plus dem Stufensprung im Hauptgetriebe.
Ferner wird bei einem modularen Getriebesystem der Getriebeteil, der dem Grundgetriebe vorgeschaltet ist, als Vorschaltgruppe und der Getriebeteil, der dem Grundgetriebe nachgeschaltet ist, als Nachschaltgruppe bezeichnet. Die Splittergetriebe und Gruppengetriebe können sowohl nachgeschaltet, als auch vorgeschaltet sein.
Der Kostendruck zwingt Getriebehersteller, die Getriebevarianten einer Produktpalette mit einem Minimum von unterschiedlichen Bauteilen zu realisieren. Hierfür wird z. B. eine baugleiche Plattform für verschiedene Getriebearten verwendet. Entscheidend sind nicht allein die variablen Produktkosten, die sich u. a. aus Material und Bearbeitungskosten zusammensetzen, sondern auch die Komplexitätskosten, die durch die Vielzahl von Bauteilen entstehen.
Sowohl Veränderungen bei Verbrennungsmotoren durch Einführung elektronischer Einspritztechnik, als auch das Bedürfnis nach kostenoptimalen Lösungen für unterschiedliche Einsatzbedürfnisse der Fahrzeuge, führen zwangsläufig zu unterschiedlichen Produkten. Für die Klasse der schweren Lkw wird beispielsweise eine Getriebepalette gewünscht, die folgende Anforderungen bedient:

- 12-Gang-Getriebe, geometrisch gestuft in allen Gängen,
- wahlweise Direktgang und Schnellgang,
- zusätzliche Getriebevariante mit 8 bis 10 Gängen,
- alle Produkte alternativ teil- und/oder vollautomatisiert.

Für Nutzkraftfahrzeuge sind bereits zahlreiche Mehrgruppengetriebe bekannt, die aus einem Splitter-, einem Haupt- und einem Gruppengetriebe bestehen, wie z. B.:

- das ZF AS Tronic 12- und 16-Gang-Getriebe in 2-VW- Bauweise der Anmelderin, bei dem verschieden große Drehmomente durch einen unterschiedlichen Radsatzaufbau und eine unterschiedliche Verzahnungsbreite übertragen werden, wodurch der maximal mögliche Gleichteilegrad konzeptionell begrenzt wird;
- das EATON 16-Gang-Getriebe der S-Reihe, bei dem zwei Getriebegrößen mit nahezu identischen Bauteilen vorgesehen sind, wobei die Getriebe nach dem größten Drehmoment dimensioniert sind;
- das EATON 10-Gang RTLO Getriebe, das aus einem Baukasten für 10-Gang-Getriebe mit vielen Gleichteilen aufgebaut wird;
- das EATON Twin-Splitter-Getriebe und
- die Getriebe von SCANIA GRS 890, GR 900 und GRS 900, die 12-, 9- und 14-Gang-Getriebe mit gleichem Gehäuse und z. T. stark unterschiedlichem Innenleben darstellen.

Eine bekannte Lösung für die Verwendung gleicher Bauteile für unterschiedliche Getriebe ist das ECOSPLIT-16- Gang-Getriebe der Anmelderin, das beispielsweise in der Veröffentlichung "Johannes Looman, Zahnradgetriebe, 3. Auflage, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 1996" auf den Seiten 264 ff dargestellt wird. Das gleiche Getriebekonzept führt mit unterschiedlichen Radbreiten zur Übertragung unterschiedlich großer Drehmomente. Unterschiedliche Übersetzungsreihen ergeben Ausführungen für Direkt- oder Schnellgangversionen. Anpassungen können durch Längenänderung der Räder, Wellen, Gehäuse, Schaltungen etc. vorgenommen werden.

In der DE 198 31 293 A1 wird ein System von Bauformen zur Bildung einer Getriebebaureihe mit unterschiedlicher Gesamtübersetzung oder einer unterschiedlichen Anzahl an Übersetzungsstufen vorgeschlagen. Die Getriebe bestehen aus drei hintereinander angeordneten Teilgetrieben, d. h. einem Hauptgetriebeteil, einem mehrgängigen Splittergetriebeteil und einem mehrgängigen Gruppengetriebeteil. Ausgehend von einer Grundvariante, die eine bestimmte Anordnung von Zahnradpaaren aufweist, kann eine weitere Variante erzeugt werden, indem nur ein Zahnradpaar geändert oder hinzugefügt wird, das aus einem Baukastensystem auswählbar ist.

Dadurch lassen sich entweder unter Beibehaltung der bisherigen Anzahl von Übersetzungsstufen eine veränderte Gesamtübersetzung des Getriebes oder eine höhere Anzahl an Übersetzungsstufen erzielen. In allen Fällen bleiben die Zahnräder des Grundgetriebes unverändert. Alle Zahnradpaare der Variante mit der geringsten Anzahl an Übersetzungsverhältnissen bleiben in allen weiteren Varianten erhalten.

Vorzugsweise weist die Grundvariante 8 Gänge auf. Davon ausgehend werden mit dem System 10-Gang-Varianten und 12-Gang-Varianten gebildet. Dabei ist der Stufensprung φ zwischen allen Übersetzungsstufen gleich und wird im Allgemeinen als Halbstufensprung vorgesehen. Außerdem können mit dem System verschiedene Varianten von Schnellganggetrieben gebildet werden.

Herkömmliche modulare Getriebebaukästen wie die eingangs aufgelisteten Getriebesysteme ermöglichen zwar eine hohe Produktvielfalt, führen aber zu ungewollt hohen Logistikkosten und zu Anpassungskosten an die jeweiligen individuellen Gegebenheiten. Getriebebaukästen mit einem hohen Gleichteilegrad wie das genannte ECOSPLIT-16-Gang-Getriebe sind dem gegenüber zwar kostengünstiger, weisen jedoch eingeschränkte Variationsmöglichkeiten auf.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein modulares Getriebesystem zur Verfügung zu stellen, aus dem eine Vielzahl unterschiedlicher Getriebe mit einem breiten Drehmomentbereich zusammengesetzt werden kann, der aber trotzdem einen hohen Gleichteilegrad und einen unkomplizierten Getriebeaufbau ermöglicht sowie einfach in der Bedienung ist, Fehlschaltungen reduziert und keine hohen Schaltkräfte erfordert.

Diese Aufgabe wird durch ein modulares Getriebesystem gemäß dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den Unteransprüchen erläutert.

Demnach wird ein modulares Getriebesystem für Nutzkraftfahrzeuge mit drei hintereinander geschalteten Getriebegruppen vorgeschlagen, die eine 2-gängigen Vorschaltgruppe, ein mehrgängiges Grundgetriebe und eine mehrgängige Nachschaltgruppe umfassen, und mit dem mehrere verschiedenen Getriebearten realisierbar sind. Der Gangsprung in der 2-gängigen Vorschaltgruppe ist hierbei größer als der Gangsprung im mehrgängigen Grundgetriebe, so dass das Hauptgetriebe durch die Vorschaltgruppe und das Splittergetriebe durch das Grundgetriebe gebildet wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Getriebesystem können 8- Gang, 10-Gang-, 12-Gang- und 16-Gang-Getriebe realisiert werden. Vorzugsweise werden aufeinander aufbauende Getriebesysteme in einer 8-Gang- und 12-Gang-Variante erstellt.

Zwischen dem Gangsprung φ in der Vorschaltgruppe und dem Gangsprungs φ im Grundgetriebe besteht vorzugsweise ein Exponentialverhältnis gemäß der Formel:

φ _{Vorschaltgruppe} = (φ _{Grundgetriebe})^{Anzahl der Vorwärtsgänge im Grundgetriebe}.

Durch ein derartiges modulares Getriebesystem kann der Kraftfluss so gewählt werden, dass er beim Schalten der oberen Gänge immer über das Radpaar des zweiten Ganges läuft. Dadurch wird das Grundgetriebe in den oberen Gängen extrem geschont und es ergibt sich eine kompakte Getriebebauweise sowie eine deutliche Anhebung des Drehmoments in den oberen Gängen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann aus dem modularen Getriebesystem ein Getriebe zusammengesetzt werden, bei dem ein Radpaar sowohl Bestandteil der Vorschaltgruppe als auch des Grundgetriebes ist. Ferner ist es mit dem erfindungsgemäßen Getriebesystem möglich, 8-Gang- Getriebe und 12-Gang-Getriebe mit einer identischen Zähnezahl in der Vorschaltgruppe und der Nachschaltgruppe zu erstellen. Dabei entsteht das 8-Gang-Getriebe aus dem 12- Gang-Getriebe durch Weglassen eines Radpaares aus dem Grundgetriebe, bzw. Splittergetriebe, und durch Austauschen nur eines anderen Radpaares im Grundgetriebe bzw. Splittergetriebe. Das Radpaar für den Rückwärtsgang kann bei 8- Gang- und 12-Gang-Getrieben die gleiche Zähnezahl aufweisen. Dabei besteht zwischen den Gangsprüngen φ des 8-Gang- und des 12-Gang-Getriebes vorzugsweise folgender mathematischer Zusammenhang:

(φ _{12-Gang-Getriebe})³ = (φ _{8-Gang-Getriebe})².

Des Weiteren ist es möglich, dass für die 8-Gang- und 12-Gang-Getriebe mit identischen Zähnezahlen in der Vorschalt- und Nachschaltgruppe auch die gleichen Bauteile verwendet werden, so dass die Zahnräder identisch sind.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann eine Schnellgangvariante durch Austauschen nur eines einzigen Radpaares aus dem Grundgetriebe der Direktgangvariante erzeugt werden. Dabei können die Direkt- und Schnellganggetriebevarianten im übrigen Bereich die gleichen Vorgelegewellendrehzahlen aufweisen. Dadurch wird eine deutliche Reduzierung der Komplexität bei den Nebenabtrieben ermöglicht.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine Handschaltgetriebevariante vorgesehen, bei der nur die beiden Gänge in der Vorschaltgruppe bzw. im Hauptgetriebe manuell geschaltet und die anderen Schaltelemente vorzugsweise pneumatisch betätigt werden. Durch diesen Getriebeaufbau sind besonders vorteilhafte, ergonomische Schaltbilder bzw. Bedienungskonzepte möglich. Die Schaltelemente im Grundgetriebe bzw. Splittergetriebe werden in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform nach dem Prinzip "Schalten-Schalten" betätigt.

Bei der Realisierung von Getrieben unterschiedlicher Drehmomentkapazitäten kann in der Vorschaltgruppe, dem Grundgetriebe und/oder der Nachschaltgruppe auch eine unterschiedliche Anzahl von identischen Vorgelegewellen vorgesehen sein. Dadurch können die Getriebe unterschiedlicher Drehmomentkapazitäten bei gleichen Verzahnungsbreiten identische Gehäuse und Schaltungen aufweisen.

Das erfindungsgemäße modulare Getriebesystem weist eine Vielzahl von Vorteilen auf. Z. B. entfällt bei einer Handschaltvariante des Getriebes die bei herkömmlichen Getrieben übliche Drehwelle zur Übertragung der Schalt- und Wählbewegung, da für die manuell zu schaltenden zwei Gänge nur ein Schaltelement erforderlich ist. Ferner entstehen keine oder nur gering verzerrte Schaltbilder. Bei nur zwei manuell zu schaltenden Gängen entsteht eine einfache Auslegung einer Schaltunterstützungseinrichtung. Diese kann beispielsweise direkt gekoppelt werden, d. h. in koaxialer Bauweise angeordnet sein, wodurch ein wesentlich einfacherer Gesamtaufbau des Getriebes entsteht. Außerdem kann der Servozylinder der Schaltunterstützungseinrichtung zum Schaltzylinder werden. Im Vergleich zur vollautomatischen Variante entsteht insgesamt ein sehr hoher Gleichteilegrad.

Vorzugsweise bringt im Splittergetriebe das Radpaar des zweiten Ganges ein um ca. den Faktor 2,1 geringeres Drehmoment auf die Vorgelegewelle als das Radpaar des ersten Ganges. Dieser große Gangsprung würde bei konventionellem Aufbau zu sehr hohen Schaltkräften führen. Da gemäß der vorliegenden Erfindung die Synchronisierung direkt auf der Antriebswelle sitzt, kann dieser Effekt kompensiert werden. Außerdem können bei diesem Getriebekonzept keine Fehlschaltungen des Splittergetriebes, z. B. durch eine indirekte Schaltung, entstehen. Die Schaltgassen können im Fahrerhaus beliebig angeordnet werden. Dadurch verbessert sich die Ergonomie beim Schalten des Getriebes. Die Gassenanfederung kann dabei im Fernschaltblock, d. h. z. B. im Fahrerhaus, erfolgen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.
In dieser stellen dar
Fig. 1 ein Getriebeschema und Kraftflüsse für ein 8-Gang-Getriebe in Direktgangbauweise;
Fig. 2 ein Getriebeschema und Kraftflüsse für ein 8-Gang-Getriebe in Schnellgangbauweise;
Fig. 3 ein Getriebeschema und Kraftflüsse für 12- Gang-Getriebe in Direktgangbauweise;
Fig. 4 ein Getriebeschema und Kraftflüsse für ein 12-Gang-Getriebe in Schnellgangbauweise;
Fig. 5 bis 8 Übersetzungsreihen für die Getriebe aus den Fig. 1 bis 4 und
Fig. 9 bis 11 Schaltbilder für die Getriebe aus den Fig. 1 bis 4.
In allen Figuren werden gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist ein Getriebe 1 in einer 8-Gang-Variante dargestellt. Eine Eingangswelle 2 ist koaxial zu einer Hauptwelle 3 eines Grundgetriebes 4 angeordnet. Am Ende der Hauptwelle 3 ist ein nachgeschaltetes Gruppengetriebe 6 vorgesehen, dass als Planetengetriebe mit einem Sonnenrad 5 ausgebildet ist. Das Sonnenrad 5 kämmt mit Planetenrädern 7, die auf einem Planetenträger 8 gelagert sind. Das Gruppengetriebe 6 weist ein Hohlrad 9 auf, das mit den Planetenrädern 7 kämmt und über eine Schalteinrichtung 10 entweder mit dem Gehäuse 11 oder mit der Abtriebswelle 12 des Getriebes 1 verbindbar ist. Die Abtriebswelle 12 ist mit dem Planetenträger 8 verbunden. Auf der Hauptwelle 3 ist weiterhin ein Rückwärtsgangzahnrad 13 angeordnet, das über eine Schalteinrichtung 14 mit der Hauptwelle 3 drehfest verbindbar ist.
Auf der Hauptwelle 3 ist zudem ein Zahnrad 15 und ein Zahnrad 17 angeordnet, die über eine Schalteinrichtung 16 mit der Hauptwelle 3 drehfest verbindbar sind. Das Zahnrad 17 kann auch über eine Schalteinrichtung 18 im Vorschaltgetriebe 19 mit der Eingangswelle 2 verbunden werden. Auf der Vorgelegewelle 22 ist ein Zahnrad 21 vorgesehen, das mit einem auf der Eingangswelle 2 angeordneten und gegenüber dieser frei drehbaren Zahnrad 20 in Eingriff steht. An ihrem dem Grundgetriebe 4 zugewandten axialen Ende trägt die Eingangswelle 2 die Schalteinrichtung 18, die es ermöglicht, die Eingangswelle 2 entweder mit dem genannten lose drehenden Zahnrad 20 oder mit dem auf der Hauptwelle 3 des Grundgetriebes 4 frei drehbar angeordneten Zahnrad 17 zu einer Drehmomentübertragung drehfest zu verbinden. Ein weiteres Zahnrad 24 auf der Vorgelegewelle 22 kämmt mit dem Zahnrad 15 und ein Zahnrad 25 auf der Vorgelegewelle 22 kämmt mit einem Rückwärtsgangrad 26, das wiederum mit dem Zahnrad 13 kämmt.
Das erfindungsgemäße 8-Gang-Getriebe besteht demnach aus einer 2-gängigen Vorschaltgruppe 19, einem mit zwei Vorwärtsgängen versehenen Grundgetriebe 4 und einem 2- gängigen Nachschaltgruppe 6. Erfindungsgemäß ist der Gangsprung φ in der 2-gängigen Vorschaltgruppe 19 größer als der Gangsprung φ im 2-gängigen Grundgetriebe 4. Das Vorschaltgetriebe 19 wird damit zum Hauptgetriebe und das Grundgetriebe 4 zum Splittergetriebe des 8-Gang-Getriebes.
Der Kraftfluss des 8-Gang-Getriebes ergibt sich folgendermaßen: in allen Getriebeteilen ist zunächst der kleinste bzw. langsamste Gang geschaltet. Zuerst werden alle Gänge des Splittergetriebes, d. h. des Grundgetriebes 4, durchgeschalten. Anschließend erfolgt die Schaltung der Gänge im Hauptgetriebe, d. h. im Vorschaltgetriebe 19, wobei für jeden Gang im Hauptgetriebe wiederum alle Gänge des Splittergetriebes 4 durchgeschalten werden. Sind alle möglichen Kombinationen im Splittergetriebe und im Hauptgetriebe durchgeschalten, werden danach alle Gänge im Gruppengetriebe 6 durchgeschalten. Wobei für jeden Gang im Gruppengetriebe wiederum alle Kombinationen bzw. Gänge im Splittergetriebe und Gruppengetriebe durchgeschalten werden. Die Gesamtanzahl der Gänge ergibt sich somit aus der Getriebeformel 2 × 2 × 2 = 8 Gänge. Dabei ist es denkbar, dass ein Radpaar sowohl zur Vorschaltgruppe als auch zum Grundgetriebe gehört, beispielsweise das Radpaar 17 und 23.
Die Fig. 2 zeigt eine Schnellgangvariante des 8-Gang- Getriebes nach Fig. 1. Dabei ist das Zahnradpaar des Grundgetriebes 4, bestehend aus den Zahnrädern 15 und 24 aus Fig. 1, getauscht gegen ein schnelleres Zahnradpaar, das aus den Zahnrädern 27 und 28 besteht. Alle übrigen Bauteile bleiben gleich wie in Fig. 1.
Die Fig. 5 bzw. 6 zeigen eine beispielhafte Gestaltung der Übersetzungsreihe eines 8-Gang-Getriebes nach dem Getriebeschema für einen Direktgang nach Fig. 1 bzw. einen Schnellgang nach Fig. 2. Es werden die Stufensprünge i für die einzelnen Gänge 1 bis 8 und zwei Rückwärtsgänge sowie der Gangsprung φ für die Vorwärtsgänge 1 bis 8 gezeigt.
In Fig. 3 ist ein 12-Gang-Getriebe gezeigt, das aus einem erfindungsgemäßen modularen Getriebesystem zusammengesetzt wurde. Gegenüber dem Getriebe nach Fig. 1 wurde ein zusätzliches Zahnradpaar eingesetzt. Das zusätzliche Zahnradpaar besteht aus dem lose auf der Hauptwelle 3 drehbaren Zahnrad 29 und dem fest mit der Vorgelegewelle 22 verbundenen Zahnrad 30. Zur drehfesten Verbindung der Zahnräder 29 und 13 mit der Hauptwelle 3 ist eine geänderte Schalteinrichtung 31 vorgesehen. Neben dem hinzugenommenen Radsatz wird auch ein in der Übersetzung geänderter Radsatz verwendet, der aus den Zahnrädern 45 und 46 besteht. Das 12-Gang- Getriebe besteht daher aus einer 2-gängigen Vorschaltgruppe 19 einem mit drei Vorwärtsgängen versehenen Grundgetriebe 4 und einer 2-gängigen Nachschaltgruppe 6, woraus sich ein Getriebe gemäß 2 × 3 × 2 = 12 ergibt.
Die Fig. 4 zeigt eine Schnellgangvariante des 12-Gang- Getriebes nach Fig. 3. Dabei ist das Zahnradpaar des Grundgetriebes 4, bestehend aus den Zahnrädern 29 und 30 aus Fig. 3, getauscht gegen ein schnelleres Zahnradpaar, das aus den Zahnrädern 32 und 33 besteht. Alle übrigen Bauteile bleiben gleich wie in Fig. 3.
Die Fig. 7 bzw. 8 zeigen eine beispielhafte Gestaltung der Übersetzungsreihe eines 12-Gang-Getriebes gemäß einer Direktgang- und einer Schnellgangvariante nach den Fig. 3 bzw. 4. Dabei ist wieder der Stufensprung i für die Gänge 1 bis 12 und die beiden Rückwärtsgänge sowie der Gangsprung φ für die Gänge 1 bis 12 dargestellt.
In den Fig. 9 bis 11 sind verschiedene Ausführungsformen eines Schaltbildes zum Schalten der erfindungsgemäßen Getriebevarianten dargestellt. Die Schaltbilder sind dabei sowohl für das 8-Gang- als auch für das 12-Gang-Getriebe geeignet.
In Fig. 9 sind Schaltbilder für je ein 8-Gang-Getriebe und ein 12-Gang-Getriebe mit einer Doppel-H-Form gezeigt. Entlang der Schaltgasse 34 kann entweder der erste oder der zweite Rückwärtsgang geschalten werden. Hierfür wird der Schalthebel aus einer Grundstellung 35 entlang der Wählgasse 36 bis zur Schaltgasse 34 bewegt und in dieser entsprechend den beiden möglichen Stellungen des Hebels in der Schaltgasse nach oben oder unten bewegt. Ausgehend von der Grundstellung 35 können durch die beiden Stellungen der Schaltgasse 37 alle Gänge der Vorschaltgruppe und des Grundgetriebes geschaltet werden. Dabei erfolgt die Umschaltung der Gänge im Grundgetriebe pneumatisch jeweils in den Endstellungen der Schaltgasse 37 durch ein geeignetes Bedienelement, beispielsweise einen Splitschalter. Ein Wechsel entlang der Wählgasse 36 in die Schaltgasse 38 bewirkt ein Umschalten von einer langsamen Übersetzung in eine schnelle Übersetzung. Dazu wird in der Wählgasse 36 eine Position 39 überwunden, die eine überwiegend pneumatisch betätigte Umschaltung bewirkt. Durch die beiden Stellungen in der Wählgasse 38 können wieder alle Gänge der Vorschaltgruppe und des Grundgetriebes analog zu der Schaltgasse 37 geschaltet werden.
Fig. 10 entspricht im wesentlichen dem Schaltbild aus Fig. 9. Jedoch werden hier ausgehend von der Grundstellung 35 die beiden Rückwärtsgänge ebenfalls durch ein geeignetes Bedienelement in der Wählgasse 37 angesteuert.
In Fig. 11 ist ein Schaltbild für ein erfindungsgemäßes Getriebe dargestellt, bei dem die beiden Gänge der Vorschaltgruppe manuell und die übrigen Gänge automatisch schaltbar sind. Hierfür können in einer Schaltgasse 40 die manuell zu schaltenden Gangbereiche durch die beiden Stellungen der Schaltgasse angesteuert werden. Zusätzlich ist ein Fahrschalter 41 mit drei Positionen vorgesehen. Eine Position 42 dient zur Auswahl des Rückwärtsfahrmodus, eine Position 43 zur Auswahl der langsamen Bereichsgruppe und eine Position 44 zur Auswahl der schnellen Bereichsgruppe. Die Gänge des Grundgetriebes werden wie bei Fig. 9 und Fig. 10 pneumatisch geschaltet durch ein geeignetes Bedienelement.
In analoger Bauweise ist es auch möglich, mit dem modularen Getriebesystem gemäß der Erfindung ein 10-Gang- oder 16-Gang-Getriebe zu erstellen. Bezugszeichen 1 Getriebe
2 Eingangswelle
3 Hauptwelle
4 Grundgetriebe
5 Sonnenrad
6 Gruppengetriebe
7 Planetenräder
8 Planetenträger
9 Hohlrad
10 Schalteinrichtung
11 Gehäuse
12 Abtriebswelle
13 Rückwärtsgangzahnrad
14 Schalteinrichtung
15 Zahnrad
16 Schalteinrichtung
17 Zahnrad
18 Schalteinrichtung
19 Vorschaltgetriebe
20 Zahnrad
21 Zahnrad
22 Vorgelegewelle
23 Zahnrad
24 Zahnrad
25 Zahnrad
26 Rückwärtsgangzahnrad
27 Zahnrad
28 Zahnrad
29 Zahnrad
30 Zahnrad
31 Schalteinrichtung
32 Zahnrad
33 Zahnrad
34 Schaltgasse
35 Grundstellung
36 Wählgasse
37 Schaltgasse
38 Schaltgasse
39 Umschaltposition
40 Schaltgasse
41 Fahrschalter
42 Schalterposition
43 Schalterposition
44 Schalterposition
45 Zahnrad
46 Zahnrad

Claims

1. Modulares Getriebesystem für mehrgängige Nutzkraftfahrzeuge mit drei hintereinandergeschalteten Getriebegruppen, umfassend eine zweigängige Vorschaltgruppe, ein mehrgängiges Grundgetriebe und eine mehrgängige Nachschaltgruppe, mit dem mehrere verschiedene Getriebearten realisierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Gangsprung in der 2-gängigen Vorschaltgruppe (19) größer ist als der Gangsprung im mehrgängigen Grundgetriebe (4), so dass das Hauptgetriebe durch die Vorschaltgruppe (19) und das Splittergetriebe durch das Grundgetriebe (4) gebildet wird.

2. Getriebesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gangsprung in der Vorschaltgruppe und dem Gangsprungs im Grundgetriebe ein Exponentialverhältnis besteht.

3. Getriebesystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass er für ein 8-Gang- und 12-Gang-Getriebe eine identische Zähnezahl in der Vorschalt- und Nachschaltgruppe (19, 6) aufweist.

4. Getriebesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das das Radpaar (13, 26) des Rückwärtsganges die gleiche Zähnezahl für 8-Gang- und 12-Gang-Getriebe aufweist.

5. Getriebesystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder mit identischer Zähnezahl bei 8-Gang- und 12-Gang-Getrieben identisch sind.

6. Getriebesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das 8-Gang-Getriebe durch Weglassen eines Radpaares und durch Tausch nur eines weiteren Radpaares aus dem Grundgetriebe des 12-Gang-Getriebes gebildet wird.

7. Getriebesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gangsprung 9 des 8-Gang-Getriebes und dem Gangsprung φ des 12-Gang-Getriebes der Zusammenhang besteht:

(φ _{12-Gang-Getriebe})³ = (φ _{8-Gang-Getriebe})²

8. Getriebesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schnellgangvariante durch Austauschen nur eines Radpaares aus dem Grundgetriebe bzw. Splittergetriebe der Direktgangvariante entsteht.

9. Getriebesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevarianten in der Direkt- und Schnellgangvariante die gleiche Vorgelegewellendrehzahl aufweisen.

10. Getriebesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Handschaltgetriebe die Gänge der Vorschaltgruppe (19) manuell und die übrigen Gänge automatisch schaltbar sind.

11. Getriebesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Handschaltgetriebe ein Servoshift in koaxialer Bauweise vorgesehen ist.

12. Getriebesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Handschaltgetriebe die Anordnung der Schaltgassen (34, 37, 38) frei wählbar ist.

13. Getriebesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Handschaltgetriebe eine Gassenanfederung in einem Fernschaltblock erfolgt.

14. Getriebesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die automatisch schaltbaren Gänge pneumatisch betätigbar sind.

15. Getriebesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorschaltgruppe (19), dem Grundgetriebe (4) und/oder der Nachschaltgruppe (6) zur Konstruktion von Getrieben mit unterschiedlicher Drehmomentkapazität eine unterschiedliche Anzahl von identischen Vorgelegewellen vorsehbar ist.

16. Getriebesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei 12-Gang-Getrieben in den oberen drei Gängen der Kraftfluss über die schnellere der beiden Gangübersetzungen der Vorschaltgruppe (19) erfolgt.

17. Getriebesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem 8-Gang-Getriebe in den oberen zwei Gängen der Kraftfluss über die schnellere der beiden Gangübersetzungen der Vorschaltgruppe (19) erfolgt.

18. Getriebesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Gruppengetriebe (6) die Anzahl der Gänge und die Übersetzung für alle Getriebevarianten gleich ist.

19. Getriebesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 10- Gang- und/oder 16-Gang-Getriebe realisierbar sind.