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Diese Erfindung bezieht sich auf Leistungs- bzw. Lastschaltgetriebe und
insbesondere auf Lastschaltgetriebe mit mehreren Gegen- bzw. Vorgelegewellen, wie in dem
Oberbegriff von Anspruch 1 spezifiziert ist. Solch ein Lastschaltgetriebe ist zum
Beispiel aus US-A-3,138,965 bekannt.
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Lastschaltgetriebe mit mehreren Vorgelegewellen weisen im allgemeinen einen
Gehäusezusammenbau bzw. eine Gehäuseanordnung auf, der bzw. die aus mindestens
zwei Baugliedern gebildet wird, welche durch Paßstifte ausgerichtet sind. Diese
Bauglieder schließen im allgemeinen ein Gehäuse und eine Endabdeckung oder ein
Glockengehäuse ein. Das Glockengehäuse umschließt im allgemeinen einen Drehmomentwandler
oder eine Reibungskupplung. Die Vorgelegewellen werden in dem Gehäuse bei einem
Ende und in der Endabdeckung bei dem anderen Ende getragen. Die Eingabe- bzw.
Antriebswelle wird im allgemeinen in der Endabdeckung getragen, und die
Abgabe- bzw. Abtriebswelle wird in dem Gehäuse getragen.
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Die Ausrichtung und Parallelanordnung der Wellen wird durch das
Zusammenpassen mit Paßstiften zwischen dem Gehäuse und der Abdeckung und die Lagerbohrungen
in jedem Gehäuse und jeder Endabdeckung bestimmt. Die maschinelle Herstellung bzw.
Bearbeitung der erforderlichen Paßstift- und Lagerbohrungen unterliegt
Herstellungstoleranzen, die innerhalb enger Grenzen für einen leisen. effektiven und dauerhaften
Betrieb des Lastschaltgetriebes gehalten werden mussen. Wie wohlbekannt ist, tragen
enge Herstellungstoleranzen zu den Gesamtkosten des Produktes bei.
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In Getrieben mit mehreren Vorgelegewellen nach dem Stand der Technik weist jede
Vorgelegewelle in dem Lastschaltgetriebe eine unterschiedliche oder charakteristische
Konfiguration auf. Die Lagerbefestigungsoberflächen und die Getriebe- bzw.
Zahnradbefestigungsoberflächen werden maschinell auf spezifische Toleranzen und
Abmessungen für jedes Lager und Zahnrad bearbeitet. Schmieröldurchgänge verlaufen einzig von
einer Vorgelegewelle zu einer anderen. Diese und andere Unterschiede erfordern, daß
Herstellungs- und Lagermöglichkeiten für jede einzelne Wellenkonfiguration verfügbar
sein müssen. Die Anzahl von Reparatur- und Ersatzteilen nimmt mit jeder
Vorgelegewellenkonfiguration zu. Das Endergebnis ist eine Zunahme in den Kosten für das
Lastschaltgetriebe.
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Ein Lastschaltgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung ist über US-A-3,138,965
durch die in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 spezifizierten Merkmale
gekennzeichnet.
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Die vorliegende Erfindung trachtet danach, den Nachteil einer erweiterten bzw.
zusätzlichen Verwendung von Vorgelegewellen zu überwinden, welcher in
Lastschaltgetrieben mit mehreren Vorgelegewellen nach dem Stand der Technik bekannt ist. In der
bevorzugten Ausführungsform weist die vorliegende Erfindung eine Antriebswelle, zwei
Vorgelegewellen und eine Abtriebswelle auf. Getriebe- bzw. Zahnradbauglieder werden
auf den Vorgelegewellen drehbar getragen und können selektiv damit durch
hydraulisch betriebene Reibungskupplungsanordnungen verbunden werden. Jede der
Vorgelegewellen ist in ihren physikalischen Abmessungen identisch, das heißt sie besitzen eine
identische Länge, sowie identische Durchmesser bzw. Umfangsflächen, quer gebohrte
und longitudinal gebohrte Löcher. Jede der Kupplungsanordnungen ist identisch und
schließt ein ringförmiges Gehäuse, welches an der Vorgelegewelle durch Schweißen
befestigt wird, einen ringförmigen Kolben, welcher auf der Vorgelegewelle und innerhalb
des ringförmigen Gehäuses gleitfähig angeordnet ist, eine Vielzahl von Reibungsplatten
bzw. -scheiben, welche abwechselnd bzw. wechselweise mit dem ringförmigen Gehäuse
und mit einem Ausgangstrichter bzw. einer Ausgangsbuchse verkeilt bzw. gekeilt sind
und eine Rückkehrfederanordnung ein. Jeder dieser einzelnen Gegenstände ist
innerhalb der Kupplungsanordnung identisch, was die Anzahl von Lagerteilen und eine
Teilauswahl, die während einer Herstellung der Vorgelegewellenanordnungen notwendig
ist, verringert. Jede Vorgelegewellenanordnung besteht aus zwei zentral angeordneten
Kupplungsanordnungen, einem damit gekeilten Kopfzahnrad,
Übersetzungszahnradbaugliedern, welche darauf drehbar getragen werden, und Lager zum Tragen der
Zahnradbauglieder.
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Jeder der ringförmigen Kolben steht gleitfähig mit der jeweiligen Vorgelegewelle
wie vorher erwähnt im Eingriff. Jeder ringförmige Kolben besitzt ein inneres
ringförmiges Randteilstück, welches einen Kühldurchgang in der Vorgelegewelle für die
jeweilige Kupplungsanordnung teilsweise bedeckt. Das Randteilstück wirkt mit den Kühl
durchgängen in der Vorgelegewelle zusammen, um eine Strombeschränkung zu
schaffen, um die Menge eines Fluidstroms zu begrenzen, der auf die Kupplungsanordnung
verteilt wird, wann immer die Kupplungsanordnung nicht im Eingriff steht. Während
eines Eingriffs wird das Randteilstück ausreichend bewegt, um zu gestatten, daß
eine Sekundäröffnung in dem Randteilstück einen vollständigen Kühlstrom von dem
Schmieröldurchgang in der Vorgelegewelle zu den Reibungsscheiben zuläßt, um ein
Aufrechterhalten der Innentemperatur der Reibungsscheiben bei dem gewünschten
Pegel oder unterhalb des gewünschten Pegels zu unterstützen.
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Diese Erfindung liefert vorzugsweise ein verbessertes Lastschaltgetriebe, worin ein
Paar identischer Vorgelegewellen in einer Endabdeckung drehbar getragen werden
und Übersetzungszahnräder aufweist, weiche darauf mit jeweiligen Kopfzahnrädern
auf einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle ineinandergreifend bzw. im Eingriff
stehend angeordnet sind, und worin ferner die Übersetzungszahnräder mit den
Vorgelegewellen selektiv verbunden werden können, um eine Vielzahl von Vorwärts-
Übersetzungszahnrädern bzw. Vorwärts-Zahnradübersetzungen und ein Rückwärts-
Zahnradverhältnis bzw. eine Rückwärts-Zahnradübersetzung zu liefern, wobei das
Rückwärts-Zahnradverhältnis durch ein Zahnradbauglied geliefert wird, welches auf
einer der Vorgelegewellen drehbar befestigt bzw. angebracht ist und damit durch eine
Reibungskupplung verbunden werden kann, wobei es mit einem anderen Zahnrad im
Eingriff steht, das auf der anderen Vorgelegewelle drehbar angebracht ist und
antreibend mit der Ausgang bzw. dem Abtrieb durch den Übersetzungszahnradsatz
verbunden wird, der das Getriebe- bzw. Zahnradverhältnis für den niedrigsten Vorwärtsgang
liefert.
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Diese Erfindung liefert vorzugsweise ein verbessertes Lastschaltgetriebe, worin ein
Paar paralleler Vorgelegewellen in einer Getriebegehäuseanordnung drehbar getragen
wird und worin jede der Vorgelegewellen identische diametraie und
Längenabmessungen von einem Ende zu einem anderen Ende aufweist und worin ein Paar von
Reibungskupplungsanordnungen an jeder der Vorgelegewellen befestigt ist, wobei die
Reibungskupplungsanordnungen jeweils einen identischen Aufbau aufweisen, welcher ein
ringförmiges Gehäuse, das an jeweiligen Vorgelegewellen befestigt ist, einen
ringförmigen Kolben, der auf der Vorgelegewelle und in dem ringförmigen Gehäuse gleitfähig
angeordnet ist, und eine Vielzahl von verschachtelten Reibungsscheiben einschließt,
weiche abwechselnd bzw. wechselweise gekeilt und von dem ringförmigen Gehäuse und
einem Ausgangstrichter bzw. einer Ausgangsbuchse beabstandet sind, und worin ferner
jede der Ausgangsbuchsen mit einem jeweiligen Getriebe- bzw. Zahnradbauglied oder
mit einer Synchronisierkupplungsanordnung befestigt ist.
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Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die
beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden, in welchen:
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Figur 1 ein Blockdiagramm ist, welches den Zusammenhang der Figuren 2a bis 2d
darstellt;
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die Figuren 2a bis 2d Querschnitts-Aufrißansichten verschiedener Komponenten
innerhalb des Lastschaltgetriebes sind, welche, wenn sie wie in Figur 1 dargestellt
zusammengefügt werden, eine Querschnittsdarstellung der bevorzugten Ausführungsförm
des Lastschaltgetriebes liefern werden;
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Figur 3 eine Seitenansicht des Lastschaltgetriebes ist, welche erhalten wird, wenn
die Endabdeckung entfernt wird, um die Positionierung der Antriebswelle und der
Vorgelegewellen und eines Teils des Getriebes innerhalb des äußeren Gehäuses zu zeigen;
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Figur 4 ein Blockdiagramm ist, welches die Positionierung der Figuren 5a und 5b
zeigt;
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die Figuren 5a und 5b, wenn sie kombiniert werden, die eine typische
Vorgelegewellenanordnung mit den Zahnrad- bzw. Getriebe- und Kupplungsbaugliedern darstellen,
welche daran montiert bzw. angeordnet sind;
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Figur 6 eine End- bzw. Seitenansicht ist, gelegt entlang einer Linie 6-6 in Figur 2d;
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Figur 7 eine Draufsicht ist, gelegt entlang einer Linie 7-7 in Figur 6; und
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Figur 8 eine Draufsicht einer Vorgelegewelle vor einer Montage ist.
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Die Figuren 2a bis 2d zeigen, wenn sie wie in Figur 1 dargestellt kombiniert werden,
eine Querschnitts-Aufrißansicht eines Lastschaltgetriebes mit mehreren Gegen- bzw.
Vorgelegewellen, das ein mehrstückiges Gehäuse besitzt, welches aus einem Endträger
10, einem äußeren Gehäuse 12, einem Glockengehäuse oder einem
Motorbefestigungsbauglied 14 (das mit dem Endträger 10 eine erste Endabdeckung definiert) und einer
zweiten Endabdeckung 16 besteht. Die Endabdeckung 10 definiert eine Zusammenbau-
bzw. Montageträgerplatte und ist ein im wesentlichen ringförmiges Scheibenbauglied,
welches Lagerträgeraussparungen 18 und 20 für Vorgelegewellenbauglieder und eine
Aussparung 22 für einen Antriebswellenträger besitzt. Das äußere Gehäuse 12 wird auf
dem Glockengehäuse 14 durch nicht dargestellte Paßstifte lokalisiert bzw. fixiert, und
die zweite Endabdeckung 16 wird auf dem äußeren Gehäuse 12 durch nicht dargestellte
Paßstifte lokalisiert bzw. fixiert.
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Das äußere Gehäuse 12 ist ein im wesentlichen zylindrisches Bauglied mit einem
ringförmigen halbgeschlossenen Endteilstück, welches darin gebildete Aussparungen 24
und 26 für einen Vorgelegewellen-Lagerträger und eine darin gebildete Aussparung oder
Öffnung 28 für einen Abtriebswellen-Lagerträger besitzt. Die Lager 30 bis 40, welche
jeweils in den Aussparungen oder Öffnungen 18 bis 28 angeordnet sind, sind
vorzugsweise identisch, und daher wird eine Auswahl irgendeines besonderen Lagers, das in einer
spezifischen Aussparung oder Öffnung untergebracht werden soll, ausgeschlossen bzw.
eliminiert. Die Lager 30 - 40 können jedoch verschiedene Größen aufweisen, falls die
Bedingungen und die Anordnung dies gewährleisten bzw. rechtfertigen. Die Lager 30
und 36 tragen eine Vorgelegewelle 42, während die Lager 32 und 38 eine Vorgelegewelle
44 tragen. Das Lager 34 trägt drehbar eine Antriebswelle 46, und das Lager 40 trägt
drehbar eine Abtriebswelle 48. Die Abtriebswelle 48 wird ebenfalls durch ein
Nadellager 50 und eine Axiallageranordnung 52 drehbar getragen, die mit der Antriebswelle 46
zusammenwirken. Insbesondere wirken das Nadellager 50 und die Axiallageranordnung
52 mit einem (ersten) Kopfzahnrad 54 zusammen, das aus einem Stück mit der
Antriebswelle 46 gebildet oder auf eine andere Weise daran befestigt ist. Das Kopfzahnrad
54 greift mit einem (zweiten) mit der Vorgelegewelle 42 gekeilten Kopfzahnrad 56 und
mit einem dritten, mit der Vorgelegewelle 44 gekeilten Kopfzahnrad 58 ineinander.
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Die Vorgelegewellen 42 und 44 sind in ihrer Abmessung von einem Ende zu dem
anderen Ende identisch, jedoch ist ihr Zusammenbau- bzw. Montageaufhau erheblich
verschieden, wie in den Figuren 2a bis 2d ersichtlich ist. Der Aufbau der
Vorgelegewelle 42 ist in den Figuren 5a und 5b dargestellt. Aus Figur 5a ist ersichtlich, daß
die Vorgelegewelle 42 Enden 60 und 62 mit reduziertem Durchmesser und ein Paar
von Lageroberflächen 64 und 66 aufweist, die den Enden 60 beziehungsweise 62 mit
reduziertem Durchmesser benachbart sind.
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Blickt man entlang der Vorgelegewelle 42 von dem Ende 60 mit reduziertem
Durchmesser auf das Ende 62 mit reduziertem Durchmesser, weist die äußere Oberfläche
der Vorgelegewelle 42 ein Keilteilstück 68, ein Teilstück 70 mit konstantem
Durchmesser, ein Teilstück 72 mit eiiiem etwas größeren Durchmesser, eine
Kolbenbefestigungsoberfläche oder einen Durchmesser 74, eine zentrale Trägeroberfläche 76 für ein
Kupplungsgehäuse, eine Kolbenbefestigungsoberfläche 78, ein Paar von Oberflächen 80 und
82 mit konstantem Durchmesser und eine Oberfläche 84 mit reduziertem Durchmesser,
die der Lageroberfiäche 66 benachbart ist, auf. Die Vorgelegewelle 44 weist einen
identischen Aufbau auf, und den entsprechenden Oberflächen wird die gleiche numerische
Bezeichnung mit einem "a"-Suffix gegeben.
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Die Vorgelegewelle 42 besitzt ein Paar longitudinaler Durchgänge 86 und 88, die
sich von den Enden 60 beziehungsweise 62 mit reduziertem Durchmesser nach innen
erstrecken und bei Teilstücken 90 beziehungsweise 92 enden, die mit der zentralen
Trägeroberfläche 76 für das Kupplungsgehäuse ausgerichtet sind. Jeder Durchgang 86
und 88 weist darin angeordnet Röhren 94 beziehungsweise 96 auf, die mit den
jeweiligen
Durchgängen 86 und 88 zusammenwirken, um ein Paar ringförmiger
Schmieröloder Schmierungsdurchgänge 98 und 100 zu bilden, und darin geförmt einen jeweiligen
Kupplungszufuhrdurchgang 102 und 104 aufweisen. Der ringförmige
Schmieröldurchgang 98 besitzt ein Paar von sich radial erstreckenden Fluiddurchgängen 106 und 108
die mit dem Teilstück 72 mit größerem Durchmesser beziehungsweise der
Kolbenbefestigungsoberfläche 74 in Verbindung stehen. Ein radialer Durchgang 110 bringt ein
Fluid von dem Kupplungszufuhrdurchgang 102 mit einer Stelle auf der
Kolbenfestigungsoberfläche 74 in Verbindung, welche der zentralen Trägeroberfläche 76 für das
Kupplungsgehäuse benachbart ist. Der ringförmige Schmieröldurchgang 100 besitzt
damit in Verbindung stehend drei Durchgänge 112, 114 und 116, welche wirksam bzw.
effektiv sind, um ein Fluid mit der Kolbenbefestigungsoberfläche 78 und Oberflächen
80 beziehungsweise 82 mit konstantem Durchmesser in Verbindung zu bringen. Ein
radialer Durchgang 118 schafft eine Fluidverbindung von dem
Kupplungszufuhrdurchgang 104 zu der Kolbenbefestigungsoberfläche 78, die der zentralen Trägeroberfläche
76 für das Kupplungsgehäuse benachbart ist.
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Wie sich in der folgenden Beschreibung deutlicher zeigen wird, liefern die
Durchgänge 106, 108, 112, 114 und 116 ein Kühl- und/oder Schmierungsfluid für
verschiedene Getriebe- bzw. Zahnradbauglieder und Kupplungsanordnungen, welche
auf der Vorgelegewelle 42 angeordnet sind, während die radialen Durchgänge 110 und
118 effektiv sind, um einen Kupplungs-Eingriffsdruck auf Kupplungsanordnungen, die
auf der Vorgelegewelle 42 angeordnet sind, zu verteilen. Die Äbrgelegewelle 44 besitzt
identische Durchgänge und Röhrenanordnungen, die daran befestigt sind. Diesen
entsprechenden Komponenten sind die gleichen numerischen Bezeichnungen mit einem
"a"-Suffix gegeben worden.
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Das Kopfzahnrad 56 ist mit dem Keilteilstück 68 im Widerlager mit dem Lager 30
gekeilt, das auf der Vorgelegewelle 42 durch einen Schließ- bzw. Sicherungsring 120
positioniert wird. Dem Kopfzahnrad 56 benachbart befindet sich ein Abstandsrohr bzw.
eine Abstandsmuffe 122, das bzw. die im Widerlager mit dem Kopfzahnrad 56 und einer
Axiallageranordnung 124 angeordnet ist. Die Axiallageranordnung 124 befindet sich im
Widerlager mit einem Übersetzungszahnradbauglied 125, weiches auf der
Vorgelegewelle 42 durch Nadellager 126 drehbar getragen wird. Das Übersetzungszahnradbauglied
125 befindet sich im Widerlager mit einem Axiallager 128, welches durch eine Schul
ter 130 positioniert wird, die dem Teilstück 72 mit großem Durchmesser benachbart
ausgebildet ist.
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Eine Kupplungsanordnung 132 (Reibungskupplungsmittel) ist auf der
Vorgelegewelle 42 angeordnet und schließt ein ringförmiges Gehäuse 134, welches an die
Vorgelegewelle 42 geschweißt oder auf eine andere Weise daran befestigt ist, einen ringförmigen
Kolben 136, welcher in dem ringförmigen Gehäuse 134 und auf der Vorgelegewelle 42
gleitfähig angeordnet ist, eine Vielzahl von Reibungsplatten bzw. -scheiben 138 und
140 ein, welche abwechselnd bzw. wechselweise mit dem ringförmigen Gehäuse 134
beziehungsweise einem Ausgangstrichter bzw. einer Ausgangsbuchse 142 gekeilt werden.
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Die Ausgangsbuchse 142 ist an das Übersetzungszahnradbauglied 125 geschweißt
oder auf eine andere Weise daran befestigt. Eine Rückkehrfederanordnung 144 ist
wirksam, um den ringförmigen Kolben 136 nach rechts, wie in Figur 5a dargestellt ist, in
eine Nicht-Eingriffsposition zu zwingen. Wenn ein Fluiddruck dem
Kupplungszufuhrdurchgang 102 und radialen Durchgang 110 zugeführt wird, wird sich der ringförmige
Kolben 136 nach links bewegen, um einen Reibungseingriff zwischen den wechselweise
beabstandeten Reibungsscheiben 138 und 140 zu bewirken, wodurch das
Übersetzungszahnradbauglied 125 antreibend mit der Vorgelegewelle 42 verbunden werden wird.
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Eine zweite Kupplungsanordnung 132a ist an der Vorgelegewelle 42 der
Kupplungsanordnung 132 benachbart befestigt und ist ein Spiegelbild davon. Den entsprechenden
Komponenten der Kupplungsanordnung 132a sind die gleichen numerischen
Bezeichnungen wie den Komponenten in der Kupplungsanordnung 132 mit einem "a"-Sufflx
gegeben worden.
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Die Ausgangsbuchse 142a ist an einer Getriebe- bzw. Zahnradanordnung 145
befestigt, die ein Umkehrgetriebe bzw. Rückwärtszahnrad 146, ein kurzes Rohr bzw.
eine Muffe 148 und ein Übersetzungszahnradbauglied 150 (erstes Übersetznngszahnrad)
einschließt. Die Getriebe- bzw. Zahnradanordnung 145 wird auf der Vorgelegewelle 42
durch ein Paar von Axiallager 152 und 154 positioniert und wird auf der
Vorgelegewelle 42 durch Nadellager 156 und 158 drehbar getragen. Das Axiallager 154 ist im
Widerlager mit dem Lager 36 angeordnet, das auf der Vorgelegewelle 42 durch einen
Schließ- bzw. Sicherungsring 160 positioniert wird.
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Die Enden 60 und 62 mit reduziertem Durchmesser weisen darin geformt
Abdichtrillen 162 auf, die mit einer Paßstift- und Abdichtmuffe 164 bei dem Ende 60 mit
reduziertem Durchmesser und einer Muffe 164a bei dem Ende 62 mit reduziertem Durchmesser
zusammenwirken. Das Ende 60 mit reduziertem Durchmesser besitzt einen
Zufuhrdurchgang 166, der mit dem ringförmigen Schmieröldurchgang 98 in Verbindung steht,
und das Ende 62 mit reduziertem Durchmesser besitzt einen Fluiddurchgang 166a, der
mit dem ringförmigen Schmieröldurchgang 100 in Verbindung steht. Die Paßstift- und
Abdichtmuffe 164 ist in dem Glockengehäuse 14 druckgepaßt und besitzt einen Paßstift,
der mit dem Eiidträger 10 zusammenpaßt, wodurch für eine Ausrichtung zwischen dem
Endträger 10 und dem Glockengehäuse 14 gesorgt wird. Die Muffe 164a ist in der
zweiten Endabdeckung 16 druckgepaßt. Die Lagerträgeraussparungen 18 und 20 werden in
enger Toleranz bzw. genau mit den Bohrungen in dem Endträger für die Paßstift- und
Abdichtmuffe 164 und eine andere Paßstift- und Abdichtmuffe 164b gehalten. Somit
werden die Lagerstellen für das Eingabe- bzw. Antriebsende der Vorgelegewellen 42
und 44 und die Antriebswelle 46 mit dem Glockengehäuse 14 eng geregelt.
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Die Vorgelegewelle 44 weist darauf angeordnet das Lager 32 und Kopfzahnrad 58
auf. Ein Abstandsrohr bzw. eine Abstandsmuffe 168 ist zwischen dem Kopfzahnrad 58
und einem Axiallager 170 angeordnet, das mit einem Axiallager 172 zusammenwirkt,
um ein Übersetzungszahnrad 174 zu positionieren, das auf der Vorgelegewelle 44 durch
Nadellager 176 drehbar getragen wird. Das Übersetzungszahnrad 174 kann mit der
Vorgelegewelle 44 durch einen geregelten Betrieb einer Kupplungsanordnung 132b selektiv
verbunden werden, die in ihrem Aufbau mit der Kupplungsanordnung 132 identisch
ist und einen Ausgangstrichter bzw. eine Ausgangsbuchse 142b besitzt, der bzw. die
an dem Übersetzungszahnrad 174 befestigt ist. Die verbleibenden Komponenten der
Kupplungsanordnung 132b sind mit den Komponenten der Kupplungsanordnung 132
identisch, und ilinen ist daher die gleiche numerische Bezeichnung mit einem "b"-Suffix
gegeben worden. Der Kupplungsanordnung 132b benachbart behndet sich eine
Kupplungsanordnung 132c, welche ein Spiegelbild der Kupplungsanordnung 132b ist und
aus Komponenten besteht, die mit der Kupplungsanordnung 132 derart identisch sind,
daß die gleichen numerischen Bezeichnungen mit einem "c"-Suffix verwendet werden.
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Die Ausgangsbuchse 142c ist an einer Muffe 180 befestigt, die auf der
Vorgelegewelle 44 durch ein Paar von Axiallager 182 und 184 positioniert wird und durch
Nadellager 186 drehbar getragen wird. Die Muffe 180 ist mit einer herkömmlichen
Synchronisieranordnung 187 (Synchronisierkupplungsmittel) gekeilt, die selektiv
betrieben werden kann, um ein Übersetzungszahnrad 188 (zweites Übersetzungszahnrad)
oder ein Rückwärtszahnrad 190 mit der Ausgangsbuchse 142c der
Kupplungsanordnung 132c zu verbinden. Daher wird eine selektive Positionierung bzw. Einstellung der
Synchronisieranordnung 187 und eine Betätigung der Kupplungsanordnung 132c eine
Antriebsbeziehung zwischen der Vorgelegewelle 44 und entweder dem
Übersetzungszahnrad 188 oder Rückwärtszahnrad 190 einrichten. Das Rückwärtszahnrad 190 ist
ein Bauglied des Umkehrgetriebezuges bzw. Rückwärts-Getreibezuges und ist in einer
Eingriffsbeziehung mit der Getriebe- bzw. Zahnradanordnung 146 angeordnet die auf
der Vorgelegewelle 42 drehbar getragen wird.
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Das Ubersetzungszahnrad 188 wird auf einem Nadellager 192 getragen und wird
durch das Axiallager 184, ein Axiallager 194, eine Muffe 196 und das Lager 38
longitudinal positioniert. Wie vorher erwähnt weist die Anordnung der Vorgelegewelle
44 Komponenten auf, die mit der Vorgelegewelle 42 identisch sind, und diesen
Komponenten ist ein "a"-Suffix zugeordnet bzw. gegeben worden. Insbesondere sind die
Röhren 94a und 96a wirksam bzw. effektiv, um die Kühl- und Schmierungsdurchgänge
und die Kupplungsbetätigungsdurchgänge für ein Fluid einzurichten, welches durch
die Paßstift- und Abdichtmuffe 164b und eine Muffe 164c auf eine Weise abgegeben
werden soll, die der für die Paßstift- und Abdichtmuffe 164 beziehungsweise die Muffe
164a oben beschriebenen ähnlich ist.
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Das Kopfzahnrad 54 weist daran befestigt ein Trichter- bzw. Buchsenbauglied 142d
auf, welches eine Komponente in einer Kupplungsanordnung 132d ist, die mit der
Kupplungsanordnung 132 identisch ist. In dem anderen Fall kann die Kupplungsanordnung
132d mit weniger Reibungsscheiben 138d und 140d aufgebaut bzw. konstruiert werden
und das ringförmige Gehäuse 134d kann axial verkürzt werden. Dies liefert den Vorteil
einer Reduzierung der axialen Länge des Lastschaltgetriebes. Diese axiale Verkürzung
der Kupplungsanordnung 132d hat eine geringe Drehmomentkapazität zur Folge, was
erlaubt ist, weil das Motordrehmoment durch den Kopfzahnradsatz 54 - 56 oder 54
- 58 vor einer Zuführung bzw. Einleitung in die Kupplungsanordnung 132d nicht erhöht
wird. Während diese Kupplungsanordnung dann bei einer Produktion unterschiedlich
behandelt werden müßte, können die gesamten Materialeinsparungen und
Einsparungen hinsichtlich der axialen Länge diesen Nachteil überdecken. Die verbleibenden
Zahnradverhältnisse bzw. -übersetzungen 1, 2, 3, 5 und die Rückwärtsübersetzung weisen
alle das Motordrehmoment als eine Folge der jeweiligen Kopfzahnradsätze vor einer
Zuführung bzw. Einleitung in die jeweiligen Kupplungsanordnungen erhöht auf,
welche diese Verhältnisse bzw. Übersetzungen einrichten. Den verbleibenden Komponenten
der Kupplungsanordnung 132d ist die gleiche numerische Bezeichnung wie den
entsprechenden Komponenten der Kupplungsanordnung 132 gegeben worden. Das ringförmige
Gehäuse 134d der Kupplungsanordnung 132d ist an der Abtriebswelle 48 derart
befestigt, daß ein selektiver Eingriff der Kupplungsanordnung 132d durch einen Fluiddruck
in einem Durchgang 200 eine Direktantriebsverbindung zwischen der Antriebswelle 46
und der Abtriebswelle 48 erzwingen wird. Die Abtriehswelle 48 weist damit gekeilt
eine Vielzahl voii Übersetzungs-Abtriebszahnradbaugliedern 202, 204, 206 und 208 auf,
welche in einein konstanten Eingriff mit jeweiligen Übersetzungszahnrädern 174 auf
der Vorgelegewelle 44 und dem Übersetzungszahnradbauglied 150 auf der
Vorgelegewelle 42 stehen. Die Übersetzungszahnradbauglieder 150 und 208 werden ein niedriges
Vorwärts-Zahnradverhältnis bzw. eine niedrige Vorwärts-Zahnradübersetzung zwischen
der Antriebswelle 46 und der Abtriebswelle 48 bei einem selektiven Eingriff der
Kupplungsanordnung 132a liefern.
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Eine zweite Getriebe- bzw. Zahnradoperation wird durch das Übersetzungszahnrad
174 und Übersetzungs-Abtriebszahnradbauglied 202 bei einem selektiven Eingriff der
Kupplungsanordnung 132b geliefert. Ein drittes Vorwärts-Zahnradverhältnis bzw. eine
dritte Vorwärts-Zahnradübersetzung wird durch eine rechtsseitige Auswahl bzw.
Position der Synchronisieranordnung 187 und einen selektiven Eingriff der
Kupplungsanordnung 132c geliefert. Ein viertes Vorwärts-Zahnradverhältnis bzw. eine vierte Vorwärts-
Zahnradübersetzung wird durch einen selektiven Eingriff der Kupplungsanordnung
132d wie oben beschrieben geliefert. Dies ist ein Direktantriebsverhältnis. Eine fünftes
und Schnell- bzw. Schongang-Vorwärts- Zahnradübersetzung wird durch einen
selektiven Eingriff der Kupplungsanordnung 132 geliefert. Ganz offensichtlich kann nur eine
Kupplungsanordnung 132 bis 132d zu irgend einer Zeit in Eingriff gebracht werden.
Der selektive Eingriff dieser Kupplungsanordnungen und ihr Austausch kanii durch
viele der gegenwärtig erhältlichen und wohlbekannten hydraulischen
Regelungsschaltnngen geregelt werden.
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Um ein Rückwärtsantriebsverhältnis in dem Getriebe einzurichten bzw.
einzustellen, wird die Synchronisieranordnung 187 in ihrer linksseitigen Position
eingestellt, und die Kupplungsanordnung 132c wird selektiv in Eingriff gebracht. Ist
dieser Leistungs- bzw. Kraftflußweg eingestellt, erfolgt ein Kraftfluß von der
Antriebswelle 46 durch die Kopfzahnräder 54, 58, die Vorgelegewelle 44, Rückwärtszahnräder
190 und 146, und Übersetzungszahnradbauglieder 150 und 208 und den Kopfzahnrad
satz 54 - 58 zu der Abtriebswelle 48. Die Rückwärtszahnräder 146 und 190 sorgen
fur eine Umkehrung der Drehrichtung wahrend eines Rückwärtsverhältnisses bzw. ei
ner Rückwärtsübersetzung und liefern erste beziehungsweise zweite Bauglieder eines
Rückwärts- Getriebemittels bzw. Rückwärts-Zahnradmittels. Die eingreifenden
Übersetzungszahnradbauglieder 150, 208 und der Kopfzahnradsatz 54 - 58 richten bzw.
stellen das Geschwindigkeitsverhältnis des Rückwärts- Zahnradverhältnisses ein,
welches
mit dem niedrigen Vorwärts-Zahnradverhältnis identisch ist. Weil die
Zahnradbzw. Getriebeumkehrung oder Rückwärts-Freilauffunktioit durch Rückwärtszahnräder
146 und 190 geliefert wird, ist eine getrennte bzw. separate Freilauf-Zahnradachse bei
der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich.
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Ein Parkzahnrad 210 ist an dem Rückwärtszahnrad 146 befestigt und kann
daher mit der Abtriebswelle 48 durch das niedrige Vorwärtsverhältnis bzw. die niedrige
Vorwärtsübersetzung der Übersetzungszahnradbauglieder 150 und 208 verbunden
werden. Ein herkömmlicher Park-Klinkmechanismus kann verwendet werden, um das
Parkzahnrad 210 derart in Eingriff zu bringen, daß eine mechanische Unterstützung bzw.
Übersetzung zwischen dem Parkzahnrad 210 und der Abtriebswelle 48 erzielt wird.
Diese Übersetzung ist gleich dem Verhältnis der Zahnradbauglieder 150, 208 für ein
niedriges Vorwärtsverhältnis bzw. eine niedrige Vorwärtsübersetzung ohne den Beitrag
des Kopfzahnradsatzes 54 - 56.
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Während einer Anordnung bzw. Montage des Lastschaltgetriebes wird die
Positionierung der Vorgelegewellen 42 und 44 und der Abtriebswelle 48 durch Nockenbeilagen-
Aggregatsanordnungen 212, 214 beziehungsweise 216 geregelt. Diese Nockenbeilagen-
Aggregatsanordnungen 212 - 216 sind im Aufbau identisch und schließen einen inneren
Nockenring 218, einen äußeren Nockenring 220 und einen Schließ- bzw.
Sicherungsring 222 ein. Der Schließ- bzw. Sicherungsring 222 verhindert eine rückwärts gerichtete
axiale Verrückung des äußeren Nockenrings 220 relativ zu dem äußeren Gehäuse 12.
Der innere Nockenring 218 wird in dem äußeren Gehäuse 12 durch eine Vielzahl sich
radial erstreckender Metallspitzen bzw. Dornen 224 nicht-drehbar getragen. Der innere
Nockenring 218 ist im Widerlager mit Lagern 36, 40 beziehungsweise :38 für jede der
Nockenbeilagen-Aggregatsanordnungen angeordnet.
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Während einer Montage wird der äußere Nockenring 220 relativ zu dem inneren
Nockenring 218 gedreht, wodurch eine relative axiale Bewegung zwischen dem äußeren
Gehäuse 12 und dem inneren Nockenring 218 hervorgerufen wird, um eine
longitudinale Positionierung der Vorgelegewellen 42 und 44 und der Abtriebswelle 48 durch die
jeweiligen Lageranordnungen zu erzwingen, welche die Wellen in dem äußeren Gehäuse
12 tragen. Eine Unterlegscheibe 225 mit einem Vorsprung ist bei dem
Außendurchmesser bzw. der außeren Umfangsfläche mit dem äußeren Gehäuse 12 verbunden, und
der Innendurchmesser der Unterlegscheibe 225 mit einem Vorsprung ist in eine
Öffnung 227 in dem äußeren Nockenring 220 verrückbar, um eine Bewegung zwischen den
inneren und äußeren Nockenringen 218, 220 nach einer Montage zu verhindern. Die
Einstellmechanismen können gemäß dem im US-Patent mit Nr. 3.901,568
dargestellten Lagereinstellmechanismus konstruiert bzw. aufgebaut werden.
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Die Vorgelegewellen 42, 44, die Antriebswelle 46 und Abtriebswelle 48 und ihre
jeweiligen Komponenten können auf dem Endträger 10, während der Endträger auf
einer Montagelinie bzw. -straße vertikal positioniert ist, oder dem Glockengehäuse 14
montiert werden. Diese Montage bzw. dieser Zusammenbau kann mit dem äußeren
Gehäuse 12 beendet werden, das über den Getriebe- bzw. Zahnradanordnungen
installiert worden ist. Somit ist, während der Lastschaltgetriebezusammenbau entlang
der Montagestraße fortschreitet, eine kontinuierliche optische Inspektion möglich, um
sicherzustellen, daß eine geeignete Getriebe- bzw. Zahnradpositionierung und ein
geeigneter Getriebe- bzw. Zahnradeingriff stattfindet.
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Das äußere Gehäuse 12 kann dann über der Lastschaltgetriebeanordnung installiert
und an dem Glockengehäuse 14 oder in dem anderen Fall an dem Endträger 10 befestigt
werden. Wenn diese Montage bzw. dieser Zusammenbau beendet ist, werden die
Einstellmechanismen, welche durch die Nockenbeilagen- Aggregatsanordnungen 212, 214
und 216 geschaffen werden, manipuliert, um eine geeignete Stellung der
Wellenanordnungen sicherzustellen, und dann kann die zweite Endabdeckung 16 positioniert und
an dem äußeren Gehäuse 12 befestigt werden.
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Es sollte bemerkt werden, daß der Endträger 10 und das (Glockengehäuse 14 beide
mit den Vorgelegewellen 42 und 44 durch die Paßstift- und
Abdichtmuffenkomponenten 164 und 164b ausgericlitet werden. Dies beseitigt die Notwendigkeit zusätzlicher
Paßstiftstellen, welche maschinell hergestellt werden, durch die verschiedenen
Komponenten, die sich auf eine gewisse dimensionsgerechte Stelle auf dem Endträger 10
und dem äußeren Gehäuse 12 für eine geeignete Ausrichtung beziehen müßten. Der
allgemeine Charakter der Vorgelegewellen 42 und 44 verringert die Lager- und
maschinellen Bearbeitungsanförderungen für diese Komponenten außerordentlich. Ferner
werden durch die Verwendung der gemeinsamen bzw. üblichen Kupplungsanordnungen
Materialeinsparungen erreicht. Die Einsparungen werden nicht nur durch die
Verringerung in der Anzahl verschiedener, zu verwendender Komponenten sondern auch durch
die Tatsache bewirkt, daß die Wahrscheinlichkeit einer Fehlmontage der
Kupplungsanordnungen außerordentlich reduziert wird.
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Jeder ringförmige Kolben 136 bis 136d besitzt ein inneres Randteilstück 226,
das auf den jeweiligen Teilstücken der Vorgelegewellen 42, 44 und der
Abtriebswelle 48 gleitfähig angeordnet ist. Das innere Randteilstück 226 bedeckt teilweise oder
vollständig den jeweiligen Schmieröl- und Kühldurchgang, wie zum Beispiel 108, für die
Kupplungsanordnung 132, wenn sich die Kupplung außer Eingriff befindet. Während
einer Bewegung des ringförmigen Kolbens 136, um die Kupplung einzukuppeln bzw.
in Eingriff zu bringen, wird eine Öffnung 228 in dem inneren Randteilstück 226 in
eine Fluidverbindung mit dem jeweiligen Schmieröldurchgang gebracht werden,
wodurch ein unbeschränkter Fluidstrom von dem ringförmigen Schmieröldurchgang 98
zu den wechselweise beabstandeten Reibungsscheiben 138 und 140 zugelassen wird.
Dies erlaubt einen geregelten Kühlstrom während eines Küpplungseingriffs, wenn es
wünschenswert ist, daß ein derartiger Strom vorliegt, aber beschränkt oder beseitigt
einen Fluidstrom in diesem Kreis, wenn die Kupplungsanordnungen sich außer
Eingriff befinden bzw. ausgekuppelt sind. Mit den reduzierten Kühlstromanforderungen
werden ebenfalls die Systemstromanforderungen verringert, was dazu führt, daß mehr
Fluid für Schmierungskreise verfügbar ist, und das Volumen der Regelungspumpe, die
erforderlich ist, um das Fluid dem Regelungssystem zuzuführen, reduziert.
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Es sollte bemerkt werden, daß die Anordnung der Abdichtungen,
Kupplungszufuhrdurchgänge und Schmieröldurchgänge einen Ölverlust minimiert und der
Ölverlust, der von der Kupplungszufuhr stattfinden kann, zu denk Schmierölkreis geleitet
bzw. gerichtet wird. Dieses Merkmal trägt zu einer Reduktion in dem erforderlichen
Volumen der Versorgungs- bzw. Zufuhrpumpe bei. Die sich ausdehnenden Ränder auf
den ringförmigen Kolben tragen, wie vorher aufgezeigt wurde, ebenfalls zu einer
reduzierten Pumpenanforderung bei, indem die Menge eines kontinuierlichen Ölstroms zii
dem System reduziert wird.
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Typischerweise werden Lastschaltgetriebe mit Vorgelegewellen manuell geschaltet,
und Bereichsänderungen werden mit Synchronisierkupplungen erreicht. Ein
Lastschaltgetriebe, das gemäß der vorliegenden Erfindung entworfen ist, wird automatisch mit
hydraulisch betätigten Kupplungsaggregaten schalten. Infölge der vergrößerten
axialen Länge der Kupplungsaggregate gegenüber Synchronisierkupplungen wird es
unpraktisch, die gleiche Anzahl von Bereichen bei einem Lastschaltgetriebe mit einer
einzigen Vorgelegewelle bereitzustelien. Die zusätzliche Vorgelegewelle gestattet, daß
die Kupplungsanordnungen Seite an Seite angeordnet werden, und minimiert somit
eine Wellenlänge und verringert eine Wellenbiegung. Die vorliegende
Lastschaltgetriebekonfiguration verwendet identische Vorgelegewellen an beiden Stellen. Dies liefert
Kosteneinsparungen in der Lagerung durch die Beseitigung einer Anzahl von Teilen,
eine Veringerung der Einheitskosten durch ein erhöhtes Produktionsvolumen und eine
Konstruktionsvereinfachung durch Verwendung gemeinsainer bzw. üblicher Teile.
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Die Vorgelegewelle 42 ist in Figur 8 dargestellt. Wie oben erwähnt sind die
Vorgelegewellen 42 und 44 identisch, so daß die folgende Beschreibung der Vorgelegewelle
42 für die Vorgelegewelle 44 gleichermaßen gültig ist. Die Vorgelegewelle 42 schließt
die Abdichtrillen 162, den Zufuhrdurchgang 166 und die longitudinalen Durchgänge
86 und 88 bei jedem Ende 60, 62 mit reduziertem Durchmesser ein, weiche mit den
(Öltransport-) Röhren 94, 96 (die in den Figuren 2a, 2b dargestellt sind)
zusammenwirken, um Schmieröl an die Lager 30 - 40 und Kupplungsanordnungen 132 und ebenfalls
einen Kupplungsbetätigungsdruck an jede Kupplungsanordnung zu liefern. Identische
Lager und Rückhalteringe sind bei Rillen 244 in der Lageroberfläche 64 angeordnet, in
die der Schließ- bzw. Sicherungsring 120 positioniert ist.
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Identische Kopfzahnräder 56, 58 sind an einem Keilteilstück 68 angeordnet bzw.
montiert. Ein Teilstück 70 mit konstantem Durchmesser sieht eine Schulter für eine
Anordnung des Kopfzahnrades 56 und eine Schleifvertiefung der benachbarten
Lageroberfiäche eines Teilstücks 72 mit größerem Durchmesser vor. Das Teilstück 72 mit
größerem Durchmesser ist ein Achs- bzw. Lagerzapfen für Nadel-Radiallager, welche
Antriebszahnräder (Übersetzungszahnradbauglieder 125) auf jeder Vorgelegewelle 42,
44 tragen. Ein sich radial erstreckender Durchgang 106 liefert Schmieröl an die
Nadellager 126, die auf der Oberfläche des Teilstücks 72 mit größerein Durchmesser getragen
werden.
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Identische Kupplungsanordnungen 132 - 132c, welche aus einem Rückhaltering,
einer Rückkehrfederanordnung 144, einem ringförmigen Kolben 136, einem O-Ring und
einem ringförmigen Gehäuse 134 bestehen, sind auf den Kolbenbefestigungsoberflächen
74, 78 und auf der Trägeroberfläche 76 für ein zentrales Kupplnngsgehäuse angeordnet
wobei der Rückhaltering in einer Rille 246 positioniert wird. Sich radial erstreckende
Fluiddnrchgänge 106, 108, 110, 118 und 112 liefern Schmieröl an die jeweiligen
Reibungsscheiben 138, 140 und Betätigungs- bzw. Anwendungskammern. Eine Oberfläche
80 mit konstaiitem Durchmesser ist ein Achs- bzw. Lagerzapfen für Nadellager 156,
186, welche ein Rückwärtszahnrad 146 auf der Vorgelegewelle 42 und die Muffe 180
auf der Vorgelegewelle 44 tragen. Ein sich radial erstreckender Durchgang 116 liefert
Schmieröl an die Lageroberflächen auf der Oberflache 80 mit konstantem
Durchmesser. Eine ausgedehnte Rille 247 ist eine Aussparungsumfangsfläche fur das Axiallager
184 auf der Vorgelegewelle 44. Eine Oberflache 82 mit konstantem Durchmesser ist ein
Achs- bzw. Lagerzapfen fur das Axiallager 182 fur das Übersetzungszahnrad 188 auf
der Vorgelegewelle 44. Ein sich radial erstreckender Durchgang 116 liefert Schmieröl
an die Nadellager 192, welche auf der Oberfläche 82 mit konstantem Durchmesser
getragen werden. Eine Oberfläche 84 mit reduziertem Durchmesser ist ein Achs- bzw.
Lagerzapfen für ein Nadellager 158, welches das Übersetzungszahnradbauglied 150 auf
der Vorgelegewelle 42 trägt. Identische Lager und Rückhalteringe werden bei einer
Lageroberfläche 66 unter Benutzung einer Rille 249 angeordnet.
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Weitere Einsparungen an Material und Lagerbeständen werden durch die
Ausnutzung eines allgemeinen Charakters zwischen verschiedenen Axiallagern und
Nadellagern ebenfalls geliefert, welche Komponenten innerhalb der
Lastschaltgetriebeanordnung sind.
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Es sollte ferner gewürdigt werden, daß ein großer Spielraum bei der Auswahl der
verschiedenen Zahnradverhältnisse bzw. -übersetzungen zulässig ist und daß das Ändern
der Zahnradverhältnisse bzw. -übersetzungen nach einem Zusammenbau bzw. einer
Montage ohne signifikante Änderungen in den anderen Komponenten des Getriebes
erzielt bzw. erreicht werden kann. Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß
identische Antriebsverhältnisse für einen ersten Gang und Rückwärtsgang vorgesehen
sind.
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Augenmerk wird auf zugehörige Patentanmeldungen mit Nr. 91 200 386.0 (EP-A-0
449 343) und 91 200 387.8 (EP-A-0 449 344) gerichtet, welche an dem gleichen Tag wie
die vorliegende Erfindung eingereicht wurden.