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Diese Erfindung betrifft einen Schaltgetriebeaufbau mit
Umlaufgetrieben (auch als Planetengetriebe bezeichnet),
die insbesondere in Antriebssystemen für Fahrzeuge,
beispielsweise zum Antrieb der Antriebsräder des
Fahrzeugs, eingesetzt werden kann.
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Umlaufgetriebe werden schon seit langem in
Fahrzeugantrieben eingesetzt, insbesondere in
automatischen Getrieben und in Schnellgang- oder
"Overdrive"-Getrieben. Ein einfaches Umlaufgetriebe
besteht aus einem Zentral- oder Sonnenrad, einem
Innenzahnkranz und einem Satz Planetenrädern zwischen
Zahnkranz und Zentralrad, die untereinander durch einen
Rahmen oder einen Planetenradträger verbunden sind.
Während des Betriebs sind das Zentralrad, der Zahnkranz
und der Rahmen unabhängig voneinander mit einem
drehenden Antriebselement, einem drehenden
Aufnahmeelement und einem als Auflage- oder
Reaktionspunkt dienenden Element verbunden. Dieses
Reaktionselement kann feststehend oder drehend mit dem
Motor oder dem Aufnehmer gekoppelt sein (direkter
Gang).
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Je nach gewählter Kombination der Verbindungen erhält
man eine Untersetzung, eine Übersetzung oder einen
Rückwärtsgang, die alle drei von der Verhältniszahl des
Getriebes abhängen, die sich aus dem Verhältnis
zwischen der Anzahl der Zähne des Zahnkranzes und der
Anzahl der Zähne des Zentralrades ergibt. Die
Umschaltung zwischen den Gängen erfolgt dann durch
Veränderung der Kombination der Verbindungen. In der
Praxis werden die zeitweiligen Verbindungen mit den
Getriebeelementen durch Reibelemente entweder mit Hilfe
von Kupplungen für die Verbindung drehender Elemente
oder mit Hilfe von Bremsen für die Feststellung der
jeweiligen Elemente zum Erhalt der gewünschten Reaktion
hergestellt. Die zeitweilige formschlüssige Verbindung
von zweien dieser Getriebebauteile bewirkt ein
Blockieren des Getriebes und den Erhalt eines direkten
Gangs zwischen Antriebs- und Aufnahmeelement.
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Aufgabe eines Schaltgetriebes für Fahrzeuge ist es, das
vom Motor abgegebene Drehmoment an die für die
Fahrzeuglast und für Profil und Beschaffenheit der
Fahrbahn geforderten Bedingungen anzupassen.
Insbesondere führt das Getriebe eine Vervielfältigung
des Drehmoments durch, so daß das Anfahren insbesondere
auch auf schwierigem Gelände möglich wird. Bei
zunehmender Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird die
Untersetzung des Drehmoments bis zu einem direkten Gang
verringert und es findet eine Übersetzung der
Drehzahlen statt. Die Übersetzungsverhältnisse der
aufeinanderfolgenden Gänge stellen die einzelnen
Schaltstufen des Getriebes dar.
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Sofern keine speziellen nutzungsbedingten Anforderungen
vorliegen, entspricht der ideale Aufbau der
Schaltstufen eines Getriebes einem geometrischen
Verlauf. Ein solcher Verlauf der Schaltstufen
ermöglicht (i) die weitestgehende Annäherung an die
ausgeglichene Leistungshyperbel (P = C · w), (ii) das
Umschalten zwischen den Gängen unter den bestmöglichen
Fahrbedingungen, indem immer der gleiche
Drehzahlbereich des Motors genutzt wird (der
Drehzahlbereich mit maximaler Leistung), (iii) eine
konstante Stufenteilung zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Schaltstufen bzw. Gängen
(geometrischer Verlauf).
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Ein weiteres wichtiges Merkmal eines Schaltgetriebes
ist seine "Öffnung", die sich aus dem Verhältnis des
Gangs mit der geringsten Untersetzung zu dem Gang mit
der stärksten Untersetzung ergibt. Anhand dieser
Öffnung kann das Drehmoment (beim Starten) oder die
maximale Drehzahl (beim Fahren) vervielfältigt werden
und man kann einen mehr oder weniger großen Bereich auf
der Leistungshyperbel für die Motorleistung abdecken.
Bei Geländefahrzeugen mit Umlaufgetrieben ist eine
Drehmomentöffnung von etwa 12 erforderlich, die bei
Verwendung eines Drehmomentwandlers aus einer
mechanischen Öffnung von 6 erzeugt werden kann.
Insbesondere Dokument DE-B-1.031.647 zeigt einen
Schaltgetriebeaufbau mit vier Umlaufgetrieben, mit
einheitlichen Verhältniszahlen von 1,618, mit denen man
an-/abtriebsseitig vier Gänge mit geometrischem
Verlauf und einer mechanischen Öffnung von etwa 7
erhält, wobei die Mechanik mit einem Drehmomentwandler
verbunden ist.
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Aus Kosten-, Platz- und Leistungsgründen kann der
Verzicht auf einen Drehmomentwandler sinnvoll sein. In
diesem Fall erhält man mit einer Antriebskette für
Schaltgetriebe mit großer Öffnung (> 12) und einer
beschränkten Stufenteilung (< 1,5) zur Nutzung des
maximalen Leistungsbereichs des Motors eine große Zahl
unterschiedlicher Übersetzungsverhältnisse. Die
Antriebskette wird dadurch sehr komplex und eine
Abstufung mit geometrischem Stufenverlauf kann mit
dieser großen Zahl von Umlaufgetrieben nicht mehr
hergestellt werden.
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Zweck der Erfindung ist die Konstruktion eines
Schaltgetriebeaufbaus, der für den Einsatz in Getrieben
mit großer Öffnung, insbesondere in Getrieben mit einem
geometrischen Stufenverlauf, geeignet und technisch
relativ einfach ausführbar ist.
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Insbesondere betrifft die Erfindung einen
Schaltgetriebeaufbau mit einem Gruppengetriebe aus vier
Umlaufgetrieben mit gleichen Verhältniszahlen K, die so
miteinander verbunden sind, daß man an der An-
/Abtriebsseite des Gruppengetriebes mindestens drei
Gänge erhält, die im wesentlichen mit einem
geometrischen Verlauf abgestuft sind, dadurch
gekennzeichnet, daß für die vier Umlaufgetriebe eine
Verhältniszahl K gewählt wird, die im Bereich der
realen Lösung der Gleichung K³ - (K + 1)² = 0, also bei
einem Näherungssollwert für K von Kt = 2,148 liegt,
wobei der Getriebeaufbau eine dem Gruppengetriebe mit
Verhältniszahl K vorgeschaltete auskuppelbare
Übersetzungseinrichtung mit Umlaufgetrieben enthält,
die einen Übersetzungsfaktor CS im Bereich von K
aufweist, wobei diese Übersetzungseinrichtung mit dem
Gruppengetriebe so verbunden ist, daß an der An-
/Abtriebsseite sechs bzw. acht Gänge entstehen, die im
wesentlichen geometrisch verlaufend mit einer
Stufenteilung von K angeordnet sind, also mit einer
Stufenteilung im Bereich von 1,466. Der gesamte Aufbau
"Gruppengetriebe und Übersetzungseinrichtung" nach der
Erfindung, der hier mit einer Konstruktion für 8 Gänge
beschrieben wird, weist eine große Öffnung von 14,5 mit
einer Stufenteilung im Bereich von 1,45 auf. Ein
solcher Aufbau ist besonders gut geeignet für den
Antrieb von Geländefahrzeugen und Lastfahrzeugen mit
leistungsstarken Motoren.
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Darüber hinaus ist auch die Herstellung von
Umlaufgetrieben mit kleineren Verhältniswerten als 2
aufgrund der relativen kleinen Durchmesser der
Planetenräder schwierig. Durch den Einsatz identischer
Getriebe mit Verhältniswerten im Bereich von 2,15 ist
es daher möglich, den Schaltgetriebeaufbau nach der
Erfindung relativ einfach aufzubauen, da für die
Umlaufgetriebe des Gruppengetriebes einheitliche
Bauteile verwendet werden können. Auf diese Weise ist
der Einsatz einheitlicher Schneidwerkzeuge und
teilweise auch völlig gleicher Bauteile möglich,
wodurch sich die Herstellungskosten verringern. Ein
weiterer interessanter Effekt sind die einheitlichen
Durchmesser des Getriebeaufbaus, da der
Getriebekonstrukteur die Möglichkeit hat, die axiale
Stärke der Zahnräder oder die Anzahl der Planetenräder
zu verändern, um die Auslegung des Getriebeaufbaus an
die gewünschten Drehmomente anzupassen.
Vorteilhafterweise haben die vier Getriebe des
Gruppengetriebes gleiche Module, nämlich mit 90/42 bzw.
82/38 Zähnen, also Verhältniszahlen in der Praxis von
Kp = 2,143 bzw. Kp' = 2,158.
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Man kann ferner feststellen, daß die auf das
Gruppengetriebe mit den vier Umlaufgetrieben
beschränkte Einheit in ihrem Aufbau mit 4 Gängen mit
einem geometrischen Stufenverlauf eine bereits recht
große Öffnung von 10 und eine Stufenteilung von 2,15
aufweist. Diese Einheit kann sehr gut als Getriebe in
Verbindung mit Elektromotoren oder feststehenden
Verbrennungsmotoren eingesetzt werden. Außerdem kann
man mit dieser Einheit als Grundlage noch
leistungsstärkere Getriebevorrichtungen für Fahrzeuge
mit Verbrennungsmotoren entwickeln.
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Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung
weisen die fünf Umlaufgetriebe der gesamten Anordnung
gleiche Verhältniszahlen auf. Dadurch können
Umlaufgetriebe mit gleichem Modul, beispielsweise
90/42, benutzt und die Bauteile der gesamten Anordnung
noch weiter vereinheitlicht werden.
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Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal kann der
Getriebeaufbau antriebsseitig eine auskuppelbare
Umschalteinheit mit Umlaufgetriebe aufweisen.
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Nach einem weiteren Merkmal ist das Antriebsteil im
wesentlichen in Form einer durch den Getriebeaufbau
durchlaufenden Welle ausgeführt, die koaxial zu den
Umlaufgetrieben angebracht ist. Da die Verhältniszahl
der für den Aufbau benutzten Getriebe geringfügig
höher als 2 ist, können Zentralräder mit einem
ausreichenden Durchmesser eingesetzt werden, um eine
Hohlwelle zu bilden, so daß die Antriebswelle
beiderseits durch den Getriebeaufbau verlaufen kann,
wodurch sich die Montage des Getriebes und/oder von
Nebenabtrieben erleichtert.
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Nach einer speziellen Ausführungsart des
Getriebeaufbaus nach der Erfindung enthält das
Gruppengetriebe mit Umlaufgetrieben ein
antriebsseitiges Getriebe B, ein abtriebsseitiges
Getriebe C und zwei Zwischengetriebe A und D, wobei die
Antriebswelle des Gruppengetriebes drehend mit dem
Zentralrad des antriebsseitigen Getriebes B, die
Abtriebswelle des Gruppengetriebes drehend mit dem
Rahmen (oder Planetenradträger) des abtriebsseitigen
Getriebes C, das Zentralrad des Getriebes C drehend mit
dem Zentralrad des Getriebes D, mit dem Rahmen (oder
Planetenradträger) des Getriebes B und dem Zahnkranz
von Getriebe A und der gebremste Zahnkranz des
Getriebes C drehend mit dem Rahmen (oder
Planetenradträger) des Getriebes D, dem Zahnkranz des.
Getriebes B und dem Rahmen (oder Planetenradträger) des
Getriebes A verbunden sind und das Zentralrad des
Getriebes A und der Zahnkranz des Getriebes D einzeln
gebremst sind. Vorteilhafterweise enthält das
Gruppengetriebe mindestens eine Kupplung zwischen dem
Zentralrad von Getriebe A und dem Zentralrad von
Getriebe B für den Erhalt eines direkten Gangs auf der
An-/Abtriebsseite des Gruppengetriebes.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung, die sich auf die
beigefügten Zeichnungen bezieht, in denen folgendes
dargestellt ist:
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- Abb. 1 zeigt im Axialschnitt eine schematische
Darstellung einer Ausführungsart eines
Schaltgetriebeaufbaus nach der Erfindung mit einem
Gruppengetriebe, einer Übersetzungseinrichtung und
einer Umschalteinheit; und
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- Abb. 2 zeigt im Axialschnitt eine schematische
Darstellung einer anderen Ausführungsart eines
Schaltgetriebeaufbaus nach der Erfindung mit einem
Gruppengetriebe und einer Übersetzungseinrichtung mit
eingebauter Umschaltfunktion.
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Betrachtet man Abb. 1, so besteht der
Getriebeaufbau nach der Erfindung, die hier
beispielhaft beschrieben ist, aus einer durch den
Getriebeaufbau verlaufenden Antriebswelle 10, einer
Umschalteinheit 12 mit Umlaufgetriebe 13, einer
Übersetzungseinrichtung 14 mit Umlaufgetriebe 15, einem
Gruppengetriebe 16 aus vier Umlaufgetrieben A-B-D-C und
einem Abtriebsteil 18. Vereinbarungsgemäß wird der hier
beschriebene komplette Getriebeaufbau nach der
Erfindung auch als die gesamte Anordnung 12 + 14 + 16
bezeichnet.
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Das Gruppengetriebe 16 besteht aus vier herkömmlichen
einfachen Umlaufgetrieben, jeweils mit einem Mittel-
oder Zentralrad (nachstehend grundsätzlich als
Zentralrad bezeichnet), einem Innenzahnkranz und einem
Satz Planetenrädern (beispielsweise 4 bis 6
Planetenrädern) auf einem Planetenradträger oder
Rahmen, das heißt für Getriebe A 17 Zentralrad 20,
Rahmen 22 und Zahnkranz 24, für Getriebe B 19
Zentralrad 26, Rahmen 28 und Zahnkranz 30, für Getriebe
D 21 Zentralrad 32, Rahmen 34 und Zahnkranz 36 und für
Getriebe C 23 Zentralrad 38, Rahmen 40 und Zahnkranz
42. Der Antrieb des Gruppengetriebes 16 erfolgt durch
die drehend mit dem Zentralrad 26 von Getriebe B
(Antriebsseite) verbundene Hohlwelle 44, während die
Abtriebsseite 18 des Gruppengetriebes 16 (die
gleichzeitig die Abtriebsseite des gesamten
Getriebeaufbaus ist) mit einem drehend mit dem Rahmen
40 von Getriebe C (Abtrieb) verbundenen Antriebsritzel
18 ausgeführt ist. Das Gruppengetriebe 16 enthält drei
Bremsen, nämlich die mit dem Zentralrad 20 des
Getriebes A verbundene Bremse F2 46, die mit dem
Zahnkranz 36 von Getriebe D verbundene Bremse F3 48 und
die mit dem Zahnkranz 42 von Getriebe D verbundene
Bremse F4 50. Schließlich enthält das Gruppengetriebe
16 eine Kupplung, wobei die Kupplung E3 52 zwischen den
drehend mit den Zentralrädern 20 bzw. 26 der Getriebe A
bzw. B verbundenen Wellen 43 bzw. 44 angeordnet ist.
Aus Gründen des platzsparenden Einbaus ist die Kupplung
52 in der Übersetzungseinrichtung 14 eingebaut, diese
Anordnung ist jedoch weder zwingend noch ausschließend.
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Da jedes Umlaufgetriebe 3 Freiheitsgrade liefert, wählt
man insgesamt 12, von denen 4 lineare
Drehzahlverhältnisse abzuziehen sind (Willis'sche
Formeln). Die Definition einer Abtriebsdrehzahl
(Winkeldrehzahl von Rahmen 40 des Getriebes c) anhand
einer bestimmten Antriebsdrehzahl des Gruppengetriebes
16 (Winkeldrehzahl des Zentralrades 26 von Getriebe B)
erfordert somit 6 ständige interne drehende
Verbindungen (12 - 4 - 6 - 1 = 1). Diese sechs Verbindungen
entstehen durch die beiden folgenden Anordnungen:
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i) der Zahnkranz 24 des Getriebes A ist drehend mit dem
Rahmen 28 des Getriebes B verbunden, der drehend mit
dem Zentralrad 32 des Getriebes D verbunden und dieser
wiederum drehend mit dem Zentralrad 38 des Getriebes C
verbunden ist;
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ii) Rahmen 22 des Getriebes A ist drehend mit dem
Zahnkranz 30 des Getriebes B verbunden, der wiederum
drehend mit dem Rahmen 34 des Getriebes D und dieser
drehend mit dem Zahnkranz 42 des Getriebes C verbunden
ist.
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Nach einem wichtigen Merkmal der Erfindung haben die
vier Umlaufgetriebe A-B-D-C gleiche Verhältniszahlen,
die dem Einzelwert K entsprechen (Ka = Kb = Kd = Kc = K), wobei
sich das Verhältnis Ki aus der Anzahl der Zähne des
Zahnkranzes zur Anzahl der Zähne des Zentralrades
ergibt. Wie nachstehend genauer erläutert, ist K im
Bereich von Kt = 2,148 gewählt, so daß man für das
Gruppengetriebe 16 Drehzahlverhältnisse mit einer
geometrisch verlaufenden Abstufung und einer
Stufenteilung K erhält.
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In der hier beispielhaft beschriebenen Ausführungsart
sind die Umlaufgetriebe A-B-D-C identisch und haben
gleiche Module 90/42, wodurch man ein Verhältnis K = Kp
= K(90/42) = 2,143 erhält.
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Die dem Gruppengetriebe 16 vorgeschaltete
Übersetzungseinrichtung 14 besteht im wesentlichen aus
einem Umlaufgetriebe F 15 mit gleichem Verhältniswert K
wie die Getriebe A-B-D-C. In der hier beispielhaft
beschriebenen Ausführungsart hat das Getriebe F das
gleiche Modul 90/42 und die Verhältniszahl Kf des
Getriebes F läßt sich als Kf = Kp = 2,143 darstellen.
In der Praxis sind die fünf Getriebe 15, 17, 19, 21 und
23 identisch, wodurch aufgrund einheitlicher Bauteile
eine spürbare Verringerung der Herstellungskosten
möglich und die räumliche Anordnung des Getriebeaufbaus
nach der Erfindung grundsätzlich vereinfacht wird. Das
Getriebe F 15 enthält ein mit einer Bremse F1 74
verbundenes Zentralrad 54, einen drehend mit einer
Drehmuffe 60 verbundenen Rahmen 56 und einen drehend
mit der Antriebswelle 44 des Gruppengetriebes 16 (die
drehend mit dem Zentralrad 26 des Getriebes B verbunden
ist) verbundenen Zahnkranz 58, wobei eine Kupplung E2
62 zwischen dem Zahnkranz 58 und der Drehmuffe 60
angeordnet ist.
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Der Getriebeaufbau wird ergänzt durch eine
auskuppelbare Umschalteinheit 12 mit einem
Umlaufgetriebe E 13 mit Doppelplanetenrad (für die
Umschaltung der Drehung) und mit einem Verhältnis Ke
des Getriebes im Bereich von 2 (damit im wesentlichen
gleiche Drehzahlen für Vor- und Rückwärtsgänge an der
Abtriebsseite des Getriebes E 13 entstehen). Das
Umschaltgetriebe 13 enthält ein drehend mit der
Antriebswelle 10 verbundenes Zentralrad 64, einen
drehend mit der Drehmuffe 60 verbundenen Rahmen 66 und
einen mit einer Bremse F5 72 verbundenen Zahnkranz 68,
wobei eine Kupplung E1 70 zwischen Zentralrad 64 und
Rahmen 66 des Getriebes E 72 angeordnet ist.
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Die im Getriebeaufbau nach der Erfindung benutzten
Bremsen und Kupplungen, die auch in
Mehrscheibenausführung verwendet werden können, werden von
elektrischen und/oder hydraulischen Servosteuerungen,
ggf. über eine Elektronik, angesteuert.
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Die Funktionsweise des Getriebeaufbaus nach der
Erfindung (gesamte Anordnung 12 + 14 + 16) wird nachstehend
unter Bezug auf die Schalttabelle bzw. TABELLE I
beschrieben, die die Schaltkombinationen der
verschiedenen Reiborgane für die 8 Vorwärtsgänge und 6
Rückwärtsgänge zeigt (Stern * zeigt die Betätigung des
betreffenden Reiborgans), wobei der Totpunkt durch
Lösen aller Reiborgane erhalten wird.
TABELLE I
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Betrachtet man Abb. 1 zusammen mit Tabelle I, so
kann man für die Umschalteinrichtung 12 feststellen,
daß der Rahmen 66 des Getriebes E 13 bei Betätigung der
Kupplung E1 70 (E1 = 1) für die Vorwärtsgänge (VW)
formschlüssig mit der Antriebswelle 10 ist und sich in
Gegenrichtung dreht, wenn für die Rückwärtsgänge Bremse
F5 72 betätigt wird (F5 = 1). Die Muffe 60 ist drehend
mit dem Rahmen 66 des Getriebes E verbunden und dient
als Antriebsorgan (über Rahmen 56 von Getriebe F) zur
Übersetzungseinrichtung 14. Wird Bremse F1 74 betätigt
und Kupplung E2 62 ist offen, so wird die
Abtriebsdrehzahl von Getriebe F (Zahnkranz 58 mit
Zentralrad 26 von Getriebe B verbunden, d. h. mit der
Antriebsseite des Gruppengetriebes 16) ins Schnelle
übersetzt. Wird dagegen Kupplung E2 62 betätigt und
Bremse F1 74 nicht mehr betätigt, so greift die Muffe
60 direkt in den Abtrieb von Getriebe F 15 ein.
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Mit dem Gruppengetriebe 16 mit den Umlaufgetrieben A-B-
D-C kann man durch Betätigen der Bremsen F4 50 (1 VW),
F3 48 (3 VW) und F2 46 (5 VW) 3 untersetzte Gänge sowie
einen direkten Gang (7 VW) durch Betätigen der Kupplung
E3 52 des Gruppengetriebes 16 erhalten. In Verbindung
mit der Übersetzungseinrichtung 14 kann man mit dem
Gruppengetriebe 16 am Abtriebsritzel 18 acht
Vorwärtsgänge (VW) durch Einschaltung von vier
zusätzlichen Gängen 2 VW, 4 VW, 6 VW und 8 VW zwischen
und hinter den vier Gängen 1 VW, 3 VW, 5 VW und 7 VW
erhalten. Die Rückwärtsgänge (RW) ergeben sich aus den
gleichen Kombinationen der Getriebe von Gruppengetriebe
16, jedoch nach Umschaltung durch das Getriebe E 13. Es
gibt maximal 8 Rückwärtsgänge, in der Praxis werden
aber nur die ersten 6 benutzt.
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Das Gruppengetriebe 16 mit den Umlaufgetrieben A-B-D-C
weist eine bemerkenswerte Eigenschaft auf, da hiermit
eine Abstufung der Gänge mit geometrischem Verlauf bei
einer Stufenteilung K erzielt werden kann, wenn die
Getriebe A, B, D, C alle mit der gleichen
Verhältniszahl K ausgelegt werden. Die Berechnung
zeigt, daß die Voraussetzung für den geometrischen
Verlauf der Stufenteilung K zwischen den vier Gängen
1 VW, 3 VW, 5 VW und 7 VW nur gegeben ist, wenn die
Getriebe alle die gleiche Verhältniszahl von K
aufweisen und die Gleichung K³ - (K + 1)² = 0 erfüllt
ist. Diese Gleichung erlaubt als einzige reale Lösung K
= 2,1479, was einen aufgerundeten Schlwert K von Kt =
2,148 ergibt.
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Das Übersetzungsgetriebe 14 mit einem Verhältniswert Kf
erzeugt einen Übersetzungsfaktor CS = (1 + Kf) / Kf. Soll
der geometrische Verlauf für die 8 Vorwärtsgänge der
gesamten Anordnung 12 + 14 + 16 beibehalten werden, so muß
CS = (1 + Kf) / Kf = K also Kx (Kf²) - (Kf + 1)² = 0 sein;
diese Gleichung ergibt für Kf = K = 2,1479.
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Unter diesen Bedingungen ergibt sich die
Sollstufenteilung für den neuen geometrischen Verlauf
der 8 Gänge des Stufenaufbaus der gesamten Anordnung
12 + 14 + 16 aus Kt = 1,466 bei einer Gesamtöffnung von
Kt (1 + Kt)² = 14,52.
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In der Praxis wurden für die technische Ausführung
gleiche Module 90/42 für die fünf Getriebe A, B, D, C,
F gewählt, mit einem praktischen Verhältnis K von
K(90)/42) = Kp = 2,143, das um weniger als 1% vom Wert
Kt abweicht, und einer Stufenteilung von Kp = 1,464
(anstelle von Kt = 1,466), wobei die beiden
Abweichungen in der Praxis während des Betriebs der
kompletten Getriebeanordnung nicht wahrnehmbar sind.
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Zu bemerken ist, daß man durch die Betätigung des
Umschaltgetriebes 13 durch Lösen der Kupplung E1 70 und
Betätigen der Bremse F5 sechs (bzw. acht)
Rückwärtsgänge erhält, deren Übersetzungsverhältnisse
ebenfalls einem geometrischen Verlauf folgen.
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Mit der oben beschriebenen gesamten Getriebeanordnung
12 + 14 + 16 nach der Erfindung erhält man also 8
Vorwärtsgänge mit geometrischem Verlauf und 8
Rückwärtsgänge ebenfalls mit geometrischem Verlauf mit
5 einfachen Umlaufgetrieben, 1 Umschaltgetriebe, 3
Kupplungen und 5 Bremsen.
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Natürlich ist die Erfindung nicht auf Umlaufgetriebe
mit den Modulen 90/42 oder 82/38 beschränkt, sondern
gilt generell für den Einsatz von Getrieben mit
gleichen Verhältniszahlen, deren Wert allgemein im
Bereich von Kt gleich 2,148 liegt. Schließlich sind im
Rahmen der Erfindung auch unterschiedliche konstruktive
Varianten möglich, insbesondere bei der Anordnung der
Kupplungen.
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Ferner wurden auch andere Varianten des Getriebeaufbaus
nach der Erfindung ausgehend vom Gruppengetriebe 16
ausgeführt, mit denen andere Kombinationen der
Rückwärtsgänge erzielt wurden und bei denen die
Umschalteinheit 12 entfällt und die
Übersetzungseinrichtung anders aufgebaut ist.
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Insbesondere wenn die geplante Nutzung des
Getriebeaufbaus nach der Erfindung nicht sehr viele
Rückwärtsgänge erfordert, kann die gesamte Anordnung
nach Abb. 1 verändert werden und die
Umschalteinheit 12 kann entfallen.
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In einer ersten (nicht dargestellten) Variante
entfallen das Umschaltgetriebe 13, die Kupplung E1 70
und das Getriebe F5, um einen direkten Gang zwischen
Antriebswelle 10 und Muffe 60 zu erhalten, wobei die
Umschaltung am Abtrieb 18 des Gruppengetriebes 16 durch
Betätigen einer (nicht dargestellten) Bremse F'5
erzielt wird, die mit einem drehenden Bauteil verbunden
ist, welches drehend mit dem Zentralrad 38 von Getriebe
C verbunden ist. Man erhält so nach der folgenden
Schalttabelle (TABELLE II) acht Vorwärtsgänge mit
geometrischem Verlauf und zwei Rückwärtsgänge mit 5
einfachen Umlaufgetrieben, 2 Kupplungen und 5 Bremsen
(nach Wegfall des Umschaltgetriebes und einer
Kupplung).
TABELLE II
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Nach einer zweiten Variante, die eine der
Ausführungsarten des Getriebeaufbaus nach der Erfindung
gemäß Abb. 2 darstellt, ist das Gruppengetriebe 16
mit einer veränderten Übersetzungseinrichtung 14'
verbunden, zu der das Umlaufgetriebe F 15 gehört.
Vereinbarungsgemäß sind alle Bauteile, die mit den
bereits in Verbindung mit Abb. 1 beschriebenen
Bauteilen übereinstimmen oder diesen technisch
gleichen, mit den gleichen Numerierungen versehen und
nicht erneut beschrieben (insbesondere Gruppengetriebe
16 ist unverändert und die fünf Umlaufgetriebe A-B-D-C
und F haben den gleichen Verhältniswert K).
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Wie in Abb. 2 gezeigt, ist der Rahmen 56 des
Getriebes F drehend mit der Antriebswelle 10 des
Getriebeaufbaus verbunden, während das Zentralrad 54
des Getriebes F mit der Bremse F1 74 und der Zahnkranz
58 des Getriebes F drehend mit einer Muffe 86 verbunden
ist, auf der drei Kupplungen E'1 80, E'2 82 und E'3 84
angeordnet sind, welche mit dem Rahmen 56 von Getriebe
F, mit dem Zentralrad 26 von Getriebe B bzw. mit dem
Zentralrad 20 von Getriebe A verbunden sind.
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Man erhält so nach der folgenden Schalttabelle (TABELLE
III) acht Vorwärtsgänge mit geometrischem Verlauf und
vier Rückwärtsgänge (davon zwei Rückwärtsgänge mit sehr
niedriger Drehzahl, die vor allem auf schwierigem
Gelände nützlich sind) mit 5 einfachen Umlaufgetrieben,
3 Kupplungen und 4 Bremsen (nach Wegfall des
Umschaltgetriebes und einer Bremse).
TABELLE III
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Zu bemerken ist, daß die Kupplung E'1 80 zum Auskuppeln
des Übersetzungsgetriebes F 15 dient, daß die
Kupplungen E'2 82 und E'3 84 bei gleichzeitiger
Betätigung einen direkten Gang im Gruppengetriebe 16
bewirken und daß Kupplung E'3 84 bei Betätigung ohne
Kupplung E'2 82 den Eingriff von Gruppengetriebe 16 in
das Zentralrad 20 des Getriebes A auslöst, wodurch die
geforderte Umschaltung in die Rückwärtsgänge erfolgt.