DE4226576C2

DE4226576C2 - Zahnräderwechselgetriebe für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE4226576C2
Application number: DE19924226576
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Bender
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1992-08-11
Filing date: 1992-08-11
Publication date: 1996-10-17
Anticipated expiration: 2012-08-12
Also published as: DE4226576C5; DE4226576A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnräderwechselgetriebe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Bei einem bekannten Zahnräderwechselgetriebe dieser Art (Druck schrift F 43 239/RT 33 26-887, S. 10, Abb. 5 der Fa. Zahnrad fabrik Friedrichshafen AG, Löwentaler Str. 100, 7990 Fried richshafen 1) sind zwischen Vorgelegewelle und Ausgangswelle drei Zahnradstufen zur Bildung von je einer Übersetzung für Vorwärtsfahrt und eine vierte Zahnradstufe mit einem Zwischen zahnrad zur Bildung einer Übersetzung für Rückwärtsfahrt ver wendet, so daß durch Multiplikation mit den beiden Überset zungen der als Getriebekonstante verwendeten Zahnradstufen zwischen Eingangswelle und Vorgelegewelle acht Übersetzungen für Vorwärtsfahrt - weil die dem Grundgetriebe benachbarte Ge triebekonstante auch als vierte Zahnradstufe des Grundgetriebes einsetzbar ist - und zwei Übersetzungen für Rückwärtsfahrt er halten werden.

Bei derartigen vielgängigen Zahnräderwechselgetrieben ergibt sich eine hohe Gangzahl, wenn die Stufung der Gangübersetzungen in den unteren Gängen zu eng ist und für die oberen Gänge als den Hauptfahrgängen eine ideale Übersetzung realisiert werden soll.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesent lichen darin, bei einem Zahnräderwechselgetriebe für die oberen Gänge eine enge Stufung unter Geringhaltung der Gangzahl zu ermöglichen.

Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise mit den kennzeichnenden Merkinalen von Patentanspruch 1 gelöst.

Bei dem Zahnräderwechselgetriebe nach der Erfindung ist ein oberer Gangbereich mit vier eng abgestuften Gangübersetzungen erreicht, der sich an einen unteren, konventionell durch fa kultatives Verknüpfen der beiden Getriebekonstanten mit jeweils zusätzlichen Zahnradstufen beliebiger Anzahl des Grundgetriebes gebildeten Gangbereich mit weniger eng abgestuften Gangüber setzungen anschließen kann.

Unabhängig hiervon war es durch Looman "Zahnradgetriebe" Zweite, völlig neubearbeitete und erweiterte Auflage, Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York London Paris Tokyo 1988 ISBN 3-540- 18307-8, Seite 10 bekannt, daß in Fahrzeuggetrieben die Überset zungssprünge in den oberen Gängen kleiner sind als in den unte ren Gängen (1./2. Gang), da in den oberen Gängen mehr gefahren wird und sich so ein besseres Beschleunigungsverhalten im gesam ten Fahrbereich ergibt. Als Richtwert kann gesagt werden, daß die Übersetzungssprünge ihrerseits etwa eine geometrische Reihe bilden.

Bei Zusammenarbeit mit einem Gruppengetriebe sollen bzw. müssen jedoch die Übersetzungssprünge in allen Stufen ungefähr gleich sein (geometrische Reihe), da man sonst beim Durchschalten aller Gänge ungleichmäßig abwechselnd einen großen und kleinen Über setzungssprung erhalten würde.

Unter Gruppengetriebe soll gemäß einer diesbezüglichen Fußnote ein meist zweigängiges vor- oder nachgeschaltetes Stufengetriebe zur Verdoppelung oder Vervielfachung der Gangzahl und des Über setzungsbereiches eines Getriebes verstanden sein → Mehrbe reichsgetriebe.

Schließlich war aus der DE 36 14 752 A1 noch ein 5-gängiges Zahnräderwechselgetriebe mit einer koaxialen Anordnung von Ein- und Ausgangswelle sowie einer hierzu parallelen Vorgelegewelle bekannt, bei welchem der vierte Gang als Direktgang ausgelegt ist sowie ein zweistufiges Grundgetriebe im Kraftfluß zwischen Eingangs- und Vorgelegewelle und zwei ein- und ausschaltbare Ge triebekonstanten im Kraftfluß zwischen Vorgelege- und Ausgangs welle angeordnet sind. Bei diesem bekannten Zahnräderwechselge triebe wird es als wesentlich angesehen, daß die Anzahl der zur Bildung der Vorwärtsgänge erforderlichen Zahnradstufen kleiner als die Anzahl der Vorwärtsgänge und die Bedingung eingehalten ist, daß das Verhältnis des Übersetzungsverhältnisses des 1. Ganges zu demjenigen des 2. Ganges im wesentlichen das gleiche ist wie das Verhältnis des Übersetzungsverhältnisses des 3. Ganges zu demjenigen des 5. Ganges.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von sechs in der Zeichnung schematisch skizzierten Ausführungsformen.

In der Zeichnung bedeuten:

Fig. 1 das Getriebeschema eines sechsgängigen Zahnräder wechselgetriebes,

Fig. 1a eine schematische Darstellung der Bildung der sechs Gänge und des Kraftflusses in den letzteren gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung bei dem Zahnräderwechselgetriebe von Fig. 1,

Fig. 1b eine schematische Darstellung der Bildung von sechs Gängen und des Kraftflusses in den letzte ren gemäß einer zweiten Ausführungsform der Er findung bei dem Zahnräderwechselgetriebe der Fig. 1,

Fig. 1c eine schematische Darstellung der Bildung der sechs Gänge und des Kraftflusses in den letzteren gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung bei dem Zahnräderwechselgetriebe von Fig. 1,

Fig. 1d eine schematische Darstellung der Bildung der sechs Gänge und des Kraftflusses in den letzteren gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung bei dem Zahnräderwechselgetriebe von Fig. 1,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Bildung von acht Gängen und des Kraftflusses in den letzteren gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung bei einem dem Zahnräderwechselgetriebe von Fig. 1 an sich entsprechenden, jedoch eine zusätzliche, zusammen mit den Getriebekonstanten konventionell genutzte Zahnradstufe im Grundgetriebe aufwei senden Zahnräderwechselgetriebe, und

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Bildung von zehn Gängen und des Kraftflusses in den letzteren gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfin dung bei einem dem Zahnräderwechselgetriebe von Fig. 1 an sich entsprechenden, jedoch zwei zu sätzliche, zusammen mit den Getriebekonstanten konventionell genutzte Zahnradstufen im Grundge triebe aufweisenden Zahnräderwechselgetriebe.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 weist ein sechsgängiges Zahnräder wechselgetriebe eine Eingangswelle 4, eine koaxiale Ausgangs welle 5 und eine zu letzterer parallele Vorgelegewelle 6 auf. Die Eingangswelle 4 ist durch zwei fakultativ als Getriebekon stante verwendete Zahnradstufen K1 und K2 unter Verwendung einer Wechselschaltkupplung 19 mit der Vorgelegewelle 6 in An triebsverbindung bringbar.

Neben den Getriebekonstanten K1 und K2 ist für das Zahnräder wechselgetriebe der Fig. 1 ein Grundgetriebe 29 kennzeichnend, das aus zwei Zahnradstufen H1 und H2 zur Bildung von Vorwärts gängen und einer dreigliedrigen Zahnradstufe HR zur bekannten Bildung von Rückwärtsgängen besteht. Über diese Zahnradstufen ist unter Vermittlung von Wechselschaltkupplungen 20, 22 - wel che das Losrad der Zahnradstufen mit der Ausgangswelle 5 ver binden - jeweils ein Kraftfluß von der Vorgelegewelle 6 zur Ausgangswelle 5 herstellbar.

Das Losrad der schnelleren Getriebekonstante K2 ist durch die Wechselschaltkupplung 20 zusätzlich mit der Ausgangswelle 5 kuppelbar, so daß durch gleichzeitiges Einrücken der Kupplungs anordnung 19, 20 die Eingangswelle 4 mit der Ausgangswelle 5 verbunden und auf diese Weise der direkte Gang, welcher gemäß der Erfindung in signifikanter Weise bei der Getriebestufung verwendet ist, gebildet wird.

Durch Einschalten der Getriebekonstanten K1 und Kuppeln des Losrades der Getriebekonstante K2 mit der Ausgangswelle 5 ist ein weiterer Gang ermöglicht, welcher gemäß der Erfindung in signifikanter Weise bei der Getriebeabstufung verwendet ist.

Gemäß dieser erfindungsgemäßen Getriebeabstufung werden die beiden Getriebekonstanten K1, K2 und eine Zahnradstufe H2 des Grundgetriebes 29a quasi zu einem Bereichsgetriebe zur Bildung von vier oberen eng abgestuften Gängen zusammengefaßt (oberer Gangbereich), an den sich ein unterer Gangbereich mit weniger eng abgestuften Gangübersetzungen anschließt, welche in kon ventioneller Weise durch die andere Zahnradstufe H1 des Grund getriebes 29 in Verbindung mit den Getriebekonstanten K1, K2 gebildet werden.

Bei allen sechs Ausführungsformen besteht die erfindungsgemäße Gangabstufung darin, daß zwischen den beiden signifikanten Gän gen - nämlich dem direkten Gang einerseits und dem allein durch die beiden Getriebekonstanten K1, K2 gebildeten Gang anderer seits - einer der beiden durch die Zahnradstufe H2 aus dem Grundgetriebe gebildeten Gänge (durch fakultatives Einschalten) der beiden Getriebekonstanten K1, K2) liegt, während der andere dieser beiden Gänge als höchster oder niedrigster dieser vier Gänge des Bereichsgetriebes 29a ausgelegt ist. Zu diesem Zweck ist bei den sechs Ausführungsformen folgende Anordnung und Aus legung getroffen:

Fig. 1a

Die beiden unteren Gänge I, II (unterer Gangbereich) werden durch konventionelle Verknüpfung der zweiten Zahnradstufe H1 mit den Getriebekonstanten K1, K2 gebildet.

Die vier oberen Gänge III-VI (oberer Gangbereich) des Be reichsgetriebes 29a ergeben sich wie folgt:
Der höchste der vier Gänge (Gang VI) ist als signifikanter Di rektgang ausgelegt und durch Einrücken der Kupplungsanordnung 19-20 zum Ankuppeln des Losrades der Getriebekonstante K2 an Ein- und Ausgangswelle 4 und 5 gebildet.

Der dritthöchste der vier Gänge (Gang IV) ist als signifikanter Gang durch die beiden Getriebekonstanten K1 und K2 gebildet, in welchem die schnellere Getriebekonstante K2 durch die Wechsel schaltkupplung 20 mit der Ausgangswelle 5 verbunden ist.

Der zwischen diesen beiden signifikanten Gängen IV und VI lie gende Gang V ist durch die Zahnradstufe H2 in Verbindung mit der schnelleren Getriebekonstante K2 gebildet, welche hierbei durch die Wechselschaltkupplung 19 mit der Eingangswelle 4 ver bunden ist.

Der niedrigste der vier Gänge (Gang III) ist durch die Zahn radstufe H2 in Verbindung mit der langsamen Getriebekonstante K1 gebildet.

Fig. 1b

Zwischen den beiden signifikanten Gängen III (Getriebekonstan ten K1, K2) und V (direkter Gang) liegt der durch die Zahnrad stufe H2 in Verbindung mit der langsamen Getriebekonstante K1 gebildete Gang IV, während der höchste der vier Gänge (Gang VI) als Overdrive ausgelegt und durch die Zahnradstufe H2 in Ver bindung mit der schnellen Getriebekonstante K2 gebildet ist.

Fig. 1c

Zwischen den beiden signifikanten Gängen IV (direkter Gang) und VI (Getriebekonstanten K1, K2) liegt der durch die Zahnradstufe H2 in Verbindung mit der Getriebekonstante K1 gebildete Gang V, wobei beide obersten Gänge V und VI als Overdrive ausgelegt sind. Der durch die Zahnradstufe H2 in Verbindung mit der an deren Getriebekonstante K2 gebildete Gang III ist somit als niedrigster der vier Gänge des Bereichsgetriebes 29a ausgelegt.

Fig. 1d

Zwischen den beiden signifikanten Gängen III (direkter Gang) und V (Getriebekonstante K1, K2) liegt der durch die Zahnrad stufe H2 in Verbindung mit der Getriebekonstante K2 gebildete Gang IV, während der höchste der vier Gänge des Bereichsge triebes 29a (Gang VI) durch die Zahnradstufe H2 in Verbindung mit der anderen Getriebekonstante K1 gebildet wird.

Die drei oberen Gänge IV bis VI sind somit jeweils als Over drive ausgelegt.

Für die Ausführungsform der Fig. 1a ergeben sich folgende Be ziehungen für die Stufung s:

Fig. 2

Bei dieser Ausführungsform besteht das Bereichsgetriebe 29a (Fig. 1) aus den beiden Getriebekonstanten K1, K2 und einer Zahnradstufe H3 aus dem Grundgetriebe 29. Das Bereichsgetriebe 29a bildet die vier oberen Gänge V bis VIII, während die unte ren Gänge I bis IV durch die zwei Zahnradstufen H1 und H2 des Grundgetriebes 29 in Verbindung mit den Getriebekonstanten K1, K2 in konventioneller Weise gebildet werden.

Zwischen den beiden signifikanten Gängen VI (Getriebekonstanten K1, K2) und VIII (direkter Gang) liegt der durch die Zahnrad stufe H3 in Verbindung mit der Getriebekonstante K2 gebildete Gang VII, während der durch die Zahnradstufe H3 und die andere Getriebekonstante K1 gebildete Gang V als niedrigster der vier Gänge des Bereichsgetriebes 29a ausgelegt ist.

Fig. 3

Das Grundgetriebe 29 dieser Ausführungsform verwendet drei Zahn radstufen H1 bis H3, während das Bereichsgetriebe 29a wiederum mit den beiden Getriebekonstanten K1, K2 und einer Zahnradstufe H4 vier obere Gänge VII bis X wie folgt bildet:

Zwischen den beiden signifikanten Gängen VIII (Getriebekonstan te K1, K2) und X (direkter Gang) liegt ein durch die Zahnrad stufe H4 in Verbindung mit der einen Getriebekonstante K2 ge bildeter untersetzter Gang IX, während der durch die Zahnrad stufe H4 in Verbindung mit der anderen Getriebekonstante K1 gebildete Gang VII als niedrigster der vier Gänge des Be reichsgetriebes 29a ausgelegt ist.

Die unteren Gänge I bis VI werden in konventioneller Weise durch die Zahnradstufen H1 bis H3 in Verbindung jeweils mit den Getriebekonstanten K1 und K2 gebildet.

Claims

1. Zahnräderwechselgetriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einer Eingangswelle, einer Ausgangswelle, einer Vorgelegewelle, einer zum Herstellen eines Kraftflusses zwischen Vorgelegewelle und Ausgangswelle verwendeten ein- und ausschaltbaren Zahnradstufe eines Grundgetriebes, zwei zum Herstellen eines jeweiligen Kraftflusses zwischen Eingangswelle und Vorgelegewelle verwen deten Getriebekonstanten (Zahnradstufen), und bei dem zwei Vor wärtsgänge durch Einschalten sowohl einer Getriebekonstanten als auch der Zahnradstufe des Grundgetriebes gebildet werden sowie eine ein- und ausschaltbare Kupplungsanordnung im Kraft fluß zwischen Ein- und Ausgangswelle zur Bildung eines dritten, signifikanten Ganges (direkter Gang) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein signifikanter vierter Gang (IV in Fig. 1a oder III in Fig. 1b oder VI in Fig. 1c oder V in Fig. 1d oder VI in Fig. 2 oder VIII in Fig. 3) durch Einschalten der einen Getriebekon stante (K1) und Einrücken einer einen Kraftfluß von der Vorge legewelle (6) über die andere Getriebekonstante (K2) zur Aus gangswelle (5) herstellenden Schaltkupplung (20-K2) gebildet werden kann, und daß die Teilübersetzungen (i_K1, i_K2 und i_H2 oder i_H3 oder i_H4) der Getriebekonstanten (K1, K2) und der Zahnradstufe (H2 oder H3 oder H4) des Grundgetriebes (29) so aufeinander abgestimmt sind, daß der eine durch die Zahnrad stufe (H2 oder H3 oder H4) und eine Getriebekonstante (K2 in Fig. 1a, 1d, 2 und 3; K1 in Fig. 1b und 1c) gebildete Gang (V in Fig. 1a und 1c; IV in Fig. 1a und 1d; VII in Fig. 2; IX in Fig. 3) zwischen den beiden signifikanten Gängen (IV, VI in Fig. 1a und 1d; III, V in Fig. 1b und 1d; VI, VIII in Fig. 2; VIII, X in Fig. 3) liegt und der andere durch die Zahnradstufe (112 oder 113 oder 114) des Grundgetriebes (29) und eine Getriebe konstante (K1 in Fig. 1a, 1d, 2 und 3; K2 in Fig. 1b und 1c) gebildete Gang (III in Fig. 1a und 1c; VI in Fig. 1b und 1d; V in Fig. 2; VII in Fig. 3) als niedrigster (Fig. 1a, 1c, 2 und 3) oder höchster (Fig. 1b und 1d) der vier Gänge (III bis VI in Fig. 1a bis 1d; V bis VIII in Fig. 2; VII bis X in Fig. 3) ausgelegt ist.

2. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der direkte Gang (VI in Fig. 1a; VIII in Fig. 2; X in Fig. 3) als höchster der vier Gänge (III bis VI in Fig. 1a; V bis VIII in Fig. 2; VII bis X in Fig. 3) ausgelegt ist.

3. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der direkte Gang (V in Fig. 1b; IV in Fig. 1c) zwischen den beiden durch die Zahnradstufe (112) des Grundgetriebes (29) und eine Getriebekonstante (K1; K2) gebildeten Gängen (IV, VI in Fig. 1b; III, V in Fig. 1c) liegt.

4. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der direkte Gang (III in Fig. 1d) als niedrigster der vier Gänge (III bis VI) ausgelegt ist.

5. Zahnräderwechselgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzung des niedrigsten der vier Gänge (III bis VI in Fig. 1a bis 1d; V bis VIII in Fig. 2; VII bis X in Fig. 3) kleiner ist als die Übersetzung eines benachbarten weiteren Ganges (II in Fig. 1a bis 1d; IV in Fig. 2; VI in Fig. 3), der sowohl durch Einschalten einer zweiten Zahnradstufe (H1 oder H2 oder H3) des Grundgetriebes (29) unter Herstellung eines Kraft flusses von der Vorgelegewelle (6) zur Ausgangswelle (5) und durch Einschalten der die kleinere Übersetzung aufweisenden Getriebekonstante (K2) gebildet und einem weiteren Gang (I in Fig. 1a bis 1d; III in Fig. 2; V in Fig. 3) benachbart ist, der durch Einschalten der zweiten Zahnradstufe (H1 oder H2 oder H3) des Grundgetriebes (29) und der die größere Übersetzung aufweisenden Getriebekonstante (K1) gebildet ist.

6. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundgetriebe (29) wenigstens eine weitere ein- und ausschaltbare Zahnradstufe (III in Fig. 2; H1 und H2 in Fig. 3) zur Herstellung eines jeweiligen Kraftflusses von der Vorgele gewelle (6) zur Ausgangswelle (5) aufweist, daß die Teilüber setzungen (i_H1, i_H2) der weiteren Zahnradstufen untereinander verschieden sowie jeweils für sich größer als die Teilüberset zung (i_H1; i_H2; i_H3) der zweiten Zahnradstufe (H1; H2; H3) des Grundgetriebes (29) sind, und daß die weiteren Zahnradstufen (H1; H1 und H2) jeweils zur Bildung von zwei benachbarten Gän gen (I, II; I, II und III, IV) durch fakultatives Einschalten der Getriebekonstanten (K1, K2) verwendet sind.