DE4436083A1 - Getriebebaureihe mit zwei Zahnräderwechselgetrieben der Vorgelegebauart - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Getriebebaureihe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Um eine aus einem 6-gängigen Bergganggetriebe und einem 6-gängi­ gen Schnellganggetriebe bestehende Getriebebaureihe zu schaffen, könnte beispielsweise so vorgegangen werden, daß - ausgehend von einem bekannten 6-gängigen Zahnräderwechselgetriebe - alle oder einige Verzahnungen beim Übergang vom Berg- zum Schnellgangge­ triebe oder umgekehrt neu ausgelegt werden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht jedoch darin, daß bei der Entwicklung eines Schnellganggetriebes aus einem Bergganggetriebe oder der Entwicklung eines Berggangge­ triebes aus einem Schnellganggetriebe möglichst die vorhandenen Verzahnungen, Radkörper und Wellen Verwendung finden.

Aus der DE 41 29 290 C1 ist ein Zahnräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dem eine Eingangswelle und eine Aus­ gangswelle parallel zu einer Vorgelegewelle angeordnet sind und eine jeweilige Antriebsverbindung zwischen Eingangswelle und Vorgelegewelle über zwei wechselweise einschaltbare Zahnradstu­ fen sowie eine Antriebsverbindung zwischen Vorgelegewelle und Ausgangswelle über eine weitere Zahnradstufe herstellbar ist, und bei dem bei einer der Zahnradstufen das Vorgelegewellenzahn­ rad die kleinere Zähnezahl gegenüber dem mit ihm kämmenden Hauptwellenzahnrad sowie lediglich zwei der drei Zahnradstufen die gleiche Zahnsummenzahl aufweisen. Bei diesem bekannten Zahn­ räderwechselgetriebe bestand das Problem darin, eine Getriebe­ baureihe mit mehreren Getriebetypen für verschiedene zulässige Eingangsdrehmomente unter Beachtung einer kleinstmöglichen Tei­ levielfalt zu schaffen. Zu diesem Zweck ist bei dem bekannten Zahnräderwechselgetriebe vorgesehen, daß ein zweites Vorgelege­ wellenzahnrad, welches zu einer der beiden die gleiche Zahnsum­ menzahl aufweisenden Zahnradstufen gehört, die kleinere Zähne­ zahl aufweist. Auf der Grundlage dieses Zahnräderwechselgetrie­ bes mit zwei Getriebekonstanten wird in der Druckschrift eine Getriebebaureihe vorgeschlagen, zu der ein Zahnräderwechselge­ triebe vom Typ A, bei welchem das Vorgelegewellenzahnrad nur der einen Getriebekonstanten die kleinere Zähnezahl aufweist, und Zahnräderwechselgetriebe der Typen B und C, bei welchen das Vor­ gelegewellenzahnrad bei beiden Getriebekonstanten die kleinere Zähnezahl aufweist, gehören. Diese bekannte Getriebebaureihe liegt in bezug auf die Getriebekonstante mit dem die größere Zähnezahl aufweisenden Vorgelegewellenzahnrad des Zahnräderwechselgetriebes vom Typ A und die den Getriebekonstanten benachbarte Zahnradstufe des Grundgetriebes des Zahnräderwechselgetriebes vom Typ B oder C dem Gattungsbegriff zugrunde. Weitere Übereinstimmungen oder gar Hinweise bezüglich der Lösung der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe sind der Druckschrift jedoch nicht zu entnehmen.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.

Bei der Getriebebaureihe nach der Erfindung ist es ermöglicht, ohne neue Verzahnungswerkzeuge und ohne längere Entwicklungszei­ ten lediglich durch den Tausch zweier Radpaare aus einem Berg­ ganggetriebe ein Schnellganggetriebe oder umgekehrt abzuleiten. Bei der Bildung des Schnellganggetriebes werden die Getriebekon­ stante des Bergganggetriebes als Zahnradstufe des Grundgetriebes für den letzten Gang des Schnellganggetriebes und die Zahnrad­ stufe des Grundgetriebes für den vorletzten Gang des Berggangge­ triebes als Getriebekonstante für das Schnellganggetriebe ver­ wendet. Bei der Bildung des Berganggetriebes werden die Getrie­ bekonstante des Schnellganggetriebes als Zahnradstufe des Grund­ getriebes für den vorletzten Gang des Bergganggetriebes und die Zahnradstufe des Grundgetriebes für den letzten Gang des Schnellganggetriebes als Getriebekonstante des Bergganggetriebes verwendet.

Bei der Getriebebaureihe nach der Erfindung sind bei dem Berg­ ganggetriebe die gleiche Vorgelegewelle und die gleiche Aus­ gangswelle wie beim Schnellganggetriebe verwendet. Ebenfalls sind die Zahnradstufen im Grundgetriebe für den ersten bis zum drittletzten Gang bei beiden Zahnräderwechselgetrieben der Ge­ triebebaureihe nach der Erfindung gleich. Auch die Übersetzungs­ sprünge zwischen den Gängen sind im Bergganggetriebe und im Schnellganggetriebe exakt gleich.

Für die Getriebebaureihe nach der Erfindung sind alle Zahnräder­ wechselgetriebe der Vorgelegebauart geeignet, bei welchen die jeweilige Gangübersetzung zwischen der Drehzahl einer Eingangs­ welle und der Drehzahl einer Ausgangswelle durch die multiplika­ tive Verknüpfung der Übersetzung einer Getriebekonstanten mit der Übersetzung einer Zahnradstufe eines Grundgetriebes gebildet wird.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsform. In der Zeichnung bedeuten:

Fig. 1 ein Getriebeschema eines Bergganggetriebes mit sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang in Form eines Zahnräderwechselgetriebes in Vorgelegebauart einer Getriebebaureihe nach der Erfindung,

Fig. 1a einen Kraftflußplan für die einzelnen Gänge bei dem Bergganggetriebe von Fig. 1,

Fig. 2 ein Getriebeschema eines Schnellganggetriebes mit sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang in Form eines Zahnräderwechselgetriebes in Vorgelegebauart der Getriebebaureihe nach der Erfindung,

Fig. 2a einen Kraftflußplan für die einzelnen Gänge bei dem Schnellganggetriebe von Fig. 2,

Fig. 3 ein Schaltbild für das Betätigungsschema eines Hand­ schalthebels zum Schalten der sechs Vorwärtsgänge und des Rückwärtsganges, welches für beide Zahnräderwechselge­ triebe der Fig. 1 und 2 gilt, und

Fig. 4 eine tabellarische Gegenüberstellung der Gangübersetzun­ gen, Gangsprünge und Spreizungen (Vorwärtsgänge) für die beiden Zahnräderwechselgetriebe der Fig. 1 und 2.

Für die beiden Zahnräderwechselgetriebe 7-B in Fig. 1 und 7-S in Fig. 2 sind jeweils sechs Getriebekomponenten wesentlich, und zwar eine von einem Antriebsmotor her antreibbare Eingangswelle 8, eine parallele Vorgelegewelle 9, eine im Kraftfluß zwischen Eingangswelle 8 und Vorgelegewelle 9 liegende Getriebekonstante (Zahnradstufe KO-B in Fig. 1 und Zahnradstufe KO-S in Fig. 2), eine Ausgangswelle 10, ein im Kraftfluß zwischen Vorgelegewelle 9 und Ausgangswelle 10 liegendes Grundgetriebe 11 mit jeweils sechs Zahnradstufen (RpR, Rp1 bis Rp5 in Fig. 1 und RpR, Rp1 bis Rp4 und Rp6 in Fig. 2) für den Rückwärtsgang und für fünf Vor­ wärtsgänge mit einer von 1 verschiedenen Gangübersetzung und ei­ ne Wechselschaltkupplung 12 zum Schalten u. a. eines direkten Vorwärtsganges. Während die auf der Ausgangswelle 10 angeordnete Wechselschaltkupplung 12 noch zum Schalten des der der Getriebe­ konstanten benachbarten Zahnradstufe zugehörigen Vorwärtsganges verwendet ist, weist das jeweilige Grundgetriebe 11 noch weitere auf der Ausgangswelle 10 angeordnete Wechselschaltkupplungen 13 bis 15 zum Schalten der Gänge vier bis eins und des Rückwärts­ ganges auf.

Die beiden Grundgetriebe 11 sind in bezug auf die Zahnradstufen RpR und Rp1 bis Rp4 identisch. Die Zahnradstufe RpR weist ein auf der Ausgangswelle 10 gelagertes Losrad mit der Zähnezahl "47" auf, das mit einem nichtbezeichneten Zwischenzahnrad kämmt und durch die Wechselschaltkupplung 15 zum Schalten des Rück­ wärtsganges mit der Ausgangswelle 10 kuppelbar ist. Das Zwi­ schenzahnrad kämmt mit einem drehfest auf der Vorgelegewelle 9 sitzenden Vorgelegewellenzahnrad, welches die Zähnezahl "12" aufweist.

Die Zahnradstufe Rp1 weist ein auf der Ausgangswelle 10 sitzen­ des Losrad mit der Zähnezahl "50" auf, welches mit demselben Vorgelegewellenzahnrad mit der Zähnezahl "12" kämmt wie das Zwi­ schenzahnrad und durch die Wechselschaltkupplung 15 zum Schalten des 1. Ganges mit der Ausgangswelle 10 kuppelbar ist.

Die Zahnradstufe Rp2 weist ein auf der Ausgangswelle 10 sitzen­ des Losrad mit der Zähnezahl "45" auf, welches mit einem dreh­ fest auf der Vorgelegewelle 9 sitzenden Vorgelegewellenzahnrad mit der Zähnezahl "19" kämmt und durch die Wechselschaltkupplung 14 zum Schalten des 2. Ganges mit der Ausgangswelle 10 kuppelbar ist.

Die Zahnradstufe Rp3 weist ein auf der Ausgangswelle 10 sitzen­ des Losrad mit der Zähnezahl "47" auf, welches mit einem dreh­ fest auf der Vorgelegewelle 9 sitzenden Vorgelegewellenzahnrad mit der Zähnezahl "33" kämmt und durch die Wechselschaltkupplung 13 zum Schalten des 3. Ganges mit der Ausgangswelle 10 kuppelbar ist.

Die Zahnradstufe Rp4 weist ein auf der Ausgangswelle 10 sitzen­ des Losrad mit der Zähnezahl "35" auf, welches mit einem dreh­ fest auf der Vorgelegewelle 9 sitzenden Vorgelegewellenzahnrad mit der Zähnezahl "38" kämmt und durch die Wechselschaltkupplung 13 zum Schalten des 4. Ganges mit der Ausgangswelle 10 kuppelbar ist.

Gemäß den Fig. 1a und 2a ist bei beiden Zahnräderwechselgetrie­ ben 7-B und 7-S der jeweilige Kraftfluß in den vier unteren Vor­ wärtsgängen und im Rückwärtsgang gleich und stets von der Ein­ gangswelle 8 über die Getriebekonstante KO-B oder KO-S zur Vor­ gelegewelle 9 geführt. Von der Vorgelegewelle 9 geht der Kraft­ fluß in den einzelnen Gängen - wie vorstehend beschrieben und in den betreffenden Figuren dargestellt - über die zugehörige Zahn­ radstufe des Grundgetriebes 11 zur Ausgangswelle 10.

Bei dem Bergganggetriebe 7-B der Fig. 1 weist das mit der Ein­ gangswelle 8 drehfest verbundene Hauptwellenzahnrad Z1 der Ge­ triebekonstanten KO-B die Zähnezahl "24" auf. Bei dem Schnell­ ganggetriebe 7-S der Fig. 2 weist das zur Eingangswelle 8 koa­ xiale Hauptwellenzahnrad Z1 der Zahnradstufe Rp6 des Grundge­ triebes 11 ebenfalls die Zähnezahl "24" auf. Bei dem Berggang­ getriebe 7-B der Fig. 1 weist das mit der Vorgelegewelle 9 dreh­ fest verbundene Vorgelegewellenzahnrad Z2 der Getriebekonstanten KO-B die Zähnezahl "53" auf. Bei dem Schnellganggetriebe 7-S der Fig. 2 weist das mit der Vorgelegewelle 9 drehfest verbundene Vorgelegewellenzahnrad Z2 der Zahnradstufe Rp6 des Grundgetriebes 11 ebenfalls die Zähnezahl "53" auf. Demzufolge sind die Getriebekonstante KO-B des Bergganggetriebes 7-B von Fig. 1 und die Zahnradstufe Rp6 des Grundgetriebes 11 des Schnellganggetriebes 7-S von Fig. 2 in bezug auf die Zähnezahlen "53" und "24" der zur Vorgelegewelle 9 koaxialen Zahnräder Z2 und der zugehörigen Hauptwellenräder Z1 identisch.

Bei dem Bergganggetriebe 7-B der Fig. 1 weist das mit der Vorge­ legewelle 9 drehfest verbundene Vorgelegewellenzahnrad Z4 der Zahnradstufe Rp5 des Grundgetriebes 11 die Zähnezahl "45" auf. Bei dem Schnellganggetriebe 7-S der Fig. 2 weist das mit der Vorgelegewelle 9 drehfest verbundene Vorgelegewellenzahnrad Z4 ebenfalls die Zähnezahl "45" auf. Bei dem Bergganggetriebe 7-B der Fig. 1 weist das auf der Ausgangswelle 10 drehbar angeord­ nete Hauptwellenzahnrad Z3 der Zahnradstufe Rp5 des Grundgetrie­ bes 11 die Zähnezahl "28" auf. Bei dem Schnellganggetriebe 7-S der Fig. 2 weist das mit der Eingangswelle 8 drehfest verbundene Hauptwellenzahnrad Z3 der Getriebekonstanten KO-S ebenfalls die Zähnezahl "28" auf. Demzufolge sind die Zahnradstufe Rp5 des Grundgetriebes 11 des Bergganggetriebes 7-B in Fig. 1 und die Getriebekonstante KO-S des Schnellganggetriebes 7-S in Fig. 2 in bezug auf die Zähnezahlen "45" und "28" der zur Vorgelege­ welle 9 koaxialen Zahnräder Z4 und der zugehörigen Hauptwellen­ zahnräder Z3 identisch.

Gemäß den Fig. 1, 1a und 4 wird im Bergganggetriebe 7-B eine signifikante Gangübersetzung von 1,374 für den 5. Gang durch multiplikative Verknüpfung der Übersetzung "53"/"24" der Getrie­ bekonstanten KO-B mit der Übersetzung "28"/"45" der Zahnradstufe Rp5 des Grundgetriebes 11 gebildet, welche also größer als 1 ist, wobei dann der 6. Gang als Direktgang vorgesehen ist.

Gemäß den Fig. 2, 2a und 4 wird im Schnellganggetriebe 7-S eine signifikante Gangübersetzung von 0,7278 für den 6. Gang durch multiplikative Verknüpfung der Übersetzung "45"/"28" der Getrie­ bekonstanten KO-S mit der Übersetzung "24"/"53" der Zahnradstufe Rp6 des Grundgetriebes 11 gebildet, welche also kleiner als 1 und somit auch kleiner als die signifikante Gangübersetzung des Bergganggetriebes 7-B ist, wobei dann der 5. Gang im Schnell­ ganggetriebe 7-S als Direktgang vorgesehen ist.

Wie sich aus dem Vergleich der Fig. 4 ergibt, sind die Spreizung = 9.201 und die Gangsprünge 1.759 - 1.663 - 1.546 - 1.480 - 1.374 bei beiden Zahnräderwechselgetrieben 7-B und 7-S iden­ tisch.

Selbstredend ist auch das Schaltschema zum Schalten des jeweili­ gen Zahnräderwechselgetriebes 7-B oder 7-S gemäß Fig. 3 gleich, wonach die Gänge 1-2 und 3-4 sowie 5-6 jeweils in einer Schalt­ gasse und der Rw-Gang in einer zusätzlichen, entgegengesetzt zur Schaltgasse der Gänge 5-6 und benachbart zur Schaltgasse der Gänge 1-2 angeordneten Schaltgasse liegen.

Claims (4)

1. Getriebebaureihe mit zwei Zahnräderwechselgetrieben der Vor­ gelegebauart, bei der im jeweiligen Zahnräderwechselgetriebe ei­ ne Eingangswelle und eine parallele Vorgelegewelle durch eine Getriebekonstante in Form einer Zahnradstufe sowie die Vorgele­ gewelle und eine parallele Ausgangswelle durch eine Zahnradstufe eines Grundgetriebes in gegenseitige Antriebsverbindung bringbar sind und eine signifikante Gangübersetzung zwischen der Drehzahl der Eingangswelle und der Drehzahl der Ausgangswelle allein aus der multiplikativen Verknüpfung der Übersetzung der Getriebekon­ stanten mit der Übersetzung der Zahnradstufe des Grundgetriebes gebildet wird, und bei der sowohl die signifikante Gangüberset­ zung des einen Zahnräderwechselgetriebes größer als die signifi­ kante Gangübersetzung des anderen Zahnräderwechselgetriebes ist als auch die Getriebekonstante des Zahnräderwechselgetriebes mit der größeren signifikanten Gangübersetzung und die Zahnradstufe des Grundgetriebes des Zahnräderwechselgetriebes mit der kleine­ ren signifikanten Gangübersetzung in bezug auf die Zähnezahlen der zur Vorgelegewelle koaxialen Zahnräder und der zugehörigen Hauptwellenzahnräder identisch sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnradstufe (Rp5) des Grundgetriebes (11) des Zahn­ räderwechselgetriebes (7-B) mit der größeren signifikanten Gang­ übersetzung (5. Gang) und die Getriebekonstante (KO-S) des Zahn­ räderwechselgetriebes (7-S) mit der kleineren signifikanten Gangübersetzung (6. Gang) in bezug auf die Zähnezahlen ("45" und "28") der zur Vorgelegewelle (9) koaxialen Zahnräder (Z4) und der zugehörigen Hauptwellenzahnräder (Z3) ebenfalls identisch sind.

2. Getriebebaureihe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ein- und Ausgangswelle (8 und 10) der Zahnräderwechsel­ getriebe (7-B, 7-S) jeweils koaxial zueinander liegen.

3. Getriebebaureihe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswelle (8) und das koaxiale Zahnrad (Z1 oder Z3) der Getriebekonstanten (KO-B oder KO-S) des jeweiligen Zahnrä­ derwechselgetriebes (7-B oder 7-S) zueinander drehfest sind.

4. Getriebebaureihe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundgetriebe (11) der Zahnräderwechselgetriebe (7-B, 7-S) wenigstens jeweils eine im Kraftfluß zwischen Vorgelegewel­ le (9) und Ausgangswelle (10) liegende zusätzliche Zahnradstufe (Rp1 bis Rp4) aufweisen, und daß die Zahnräderwechselgetriebe (7-B, 7-S) in bezug auf die zusätzlichen Zahnradstufen (Rp1 bis Rp4) ihres Grundgetriebes (11) identisch sind.