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Stand der
Technik
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In
der
De 4136455 werden
Sechsgang – Stufengetriebe
beschrieben, bei denen über
2 Vorgelegewellen eine verkürzte
Bauweise erreicht wird.
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In
der
DE 10239540.3 wird
beschrieben, wie mit einem Übertragungsweg
unabhängig
von der zugehörigen
Vorgelegewelle mit nur einem zusätzlichen
Zahnrad ein Rückwärtsgang
realisiert werden kann.
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In
der
DE 10225331.5 werden
Lastschaltgetriebe mit Zentralsynchronisierung beschrieben.
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Vorteile der
Erfindung
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In
dieser Anmeldung werden Lastschaltgetriebe beschrieben, bei denen
mit einem einzigen unabhängig
von der zugehörigen
Vorgelegewelle funktionierendem Schaltelement zwei zusätzliche
Vorwärtsgänge und
ein zusätzlicher
Rückwärtsgang
realisiert werden kann (geometrisch gestufte Getriebe) bzw. wie
auch bei progressiv gestuften Getrieben zusätzliche Vorwärtsgänge (teilweise
auch Rückwärtsgänge) erzeugt
werden können.
Die vorgestellten Getriebevarianten haben also alle eine kompakte Bauweise
mit wenigen Zahnrädern.
Außerdem
kann bei den beschriebenen Varianten vorteilhaft eine Zentralsynchronisierung
erfolgen und ein Startergenerator eingebunden werden kann.
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Vorbemerkungen
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Wie
bekannt, haben die Getriebevarianten zwei Eingangswellen 23 und 24,
die z.B. über
Doppelkupplungen mit der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors drehfest
gekoppelt werden können.
Bei der Variante 1 führt
eine Welle 13 über
ein Differential zu den Antriebsrädern (beides nicht gezeichnet),
bei allen anderen Varianten kämmen
die Zahnräder 3c und 3d mit
einem (meist nicht gezeichneten) Zahnrad, von hier wird die Drehung
dieses Zahnrades über
ein Differential zu den Antriebsrädern übertragen.
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Es
werden bewusst auch Getriebe mit wenigen Gängen vorgestellt (Varianten
2 bis 4 und 8). Moderne Verbrennungsmotoren kommen wohl mit wenigen
Gängen
aus. Und die aufgezeigten Prinzipien sind umso schwieriger, je weniger
Gänge die
Getriebe haben. Vergleichbar ausgelegte Getriebe mit mehr Gängen sind
möglich,
dies wird bei den Varianten 5, 6, 9, 10 und 11 gezeigt.
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Die
Schaltelemente werden z.B. elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch
bestätigt.
Die Bezugszeichen sind weitgehend an vorangegangene Anmeldungen
angepasst, deshalb ergeben sich Lücken in der Reihenfolge der
Nummerierung.
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Beschreibung
der Erfindung
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Die
Beschreibung erfolgt anhand der zugehörigen Prinzipzeichnungen. Es
zeigen:
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1 eine
Prinzipdarstellung eines 6-Gang – Getriebes mit geometrischen
Gangabstufungen in einer Variante 1
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2 Prinzipdarstellungen eines 5-Gang – Getriebes
mit progressiven Gangabstufungen in einer Variante 2
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3 eine
Prinzipdarstellung eines 5-Gang – Getriebes mit progressiven
Gangabstufungen und 2 möglichen
Rückwärtsgängen in
einer Variante 3
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4 Prinzipdarstellungen eines 5-Gang – Getriebes
(ein 6. Gang ist möglich)
mit progressiven Gangabstufungen und 3 möglichen Rückwärtsgängen in einer Variante 4
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5 eine
Prinzipdarstellung eines 6-Gang – Getriebes mit zusätzlichem
Geländegang
mit progressiven Gangabstufungen und 3 möglichen Rückwärtsgängen in einer Variante 5
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6 eine
Prinzipdarstellung eines 6-Gang – Getriebes mit zusätzlichem
Geländegang
mit progressiven Gangabstufungen und 3 möglichen Rückwärtsgängen in einer Variante 6
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7 eine
Prinzipdarstellung eines 6-Gang – Getriebes mit progressiven
Gangabstufungen (2 Rückwärtsgänge sind
möglich)
in einer Variante 7
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8 eine Prinzipdarstellung eines 5-Gang – Getriebes
mit progressiven Gangabstufungen (2 Rückwärtsgänge sind möglich) in einer Variante 8
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9 eine
Prinzipdarstellung eines 7-Gang – Getriebes mit progressiven
Gangabstufungen (ein 8. Gang und 2 Rückwärtsgänge sind möglich) in einer Variante 9
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10 eine weitere Prinzipdarstellung eines 7-Gang – Getriebes
mit progressiven Gangabstufungen (ein 8. Gang und 2 Rückwärtsgänge sind
möglich)
in einer Variante 10
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11 eine
Prinzipdarstellung eines 8-Gang – Getriebes mit progressiven
Gangabstufungen (3 Rückwärtsgänge sind
möglich)
in einer Variante 11
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Variante 1
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Die
in 1 dargestellte Variante 1 ist ein 6-Gang – Lastschaltgetriebe
mit geometrischen Gangabstufungen (ohne gezeichnete Rückwärtsgänge). Das
Grundgetriebe in Vorgelegebauweise hat 4 Gänge mit den Zahnrädern 3c und 3d als
Konstante. Die Welle 13 führt weiter zu den Antriebsrädern. Wellen 23 und 24 sind
die Eingangswellen, Welle 21 ist die Vorgelegewelle.
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Der
2. Gang arbeitet mit nach links geschlossenem Schaltelement 35 über das
Zahnradpaar 3.2, 3a2, der 3. Gang mit geschlossenem
Schaltelement 34a über
das Zahnradpaar 4, 4a, der 4. Gang mit nach rechts
geschlossenem Schaltelement 35 über das Zahnradpaar 3.1, 3a1 und
der 5. Gang mit geschlossenem Schaltelement 36 direkt von
Welle 24 auf Welle 13. Da diese Gänge abwechselnd
von Welle 23 und 24 arbeiten, sind immer Lastschaltungen möglich.
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Mit
Hilfe des Schaltelementes 34b sind weitere lastschaltbare
Gänge möglich. Und
zwar wird mit geschlossenem Schaltelement 34b und angetriebener
Welle 24 die Drehzahl von Welle 23 um einen Gangsprung
ins Langsame untersetzt. Damit arbeitet der 1. Gang mit nach links
geschlossenem Schaltelement 35 über die Zahnräder des
2. Ganges. Wird bei diesem Zustand die Drehmomentübertragung
von Welle 24 auf Welle 23 gewechselt, so wird
damit in den 2. Gang lastgeschaltet. Für die Gänge 3 bis 5 muss das Schaltelement 34b geöffnet sein.
Wird im 5. Gang das Schaltelement 34b wieder geschlossen und
danach Welle 23 angetrieben, so wird die Drehzahl von Welle 24 um
einen Gangsprung ins Schnelle übersetzt
und somit vom 5. in den 6. Gang lastgeschaltet.
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Ein
einziges Schaltelement 34b, das eine drehfeste Verbindung
der Zahnräder 3a1 und 4a unabhängig von
Welle 21 ermöglicht,
erzeugt so also 2 zusätzliche
Vorwärtsgänge, denn
mit geschlossenem Schaltelement 34b und angetriebener Welle 24 dreht Welle 23 um
einen Gangsprung langsamer und erweitert somit den 2. Gang zu einem
1. Gang (mit Lastschaltmöglichkeit).
Bei angetriebener Welle 23 und geschlossenem Schaltelement 34b dreht
Welle 24 um einen Gangsprung schneller und erweitert somit
den 5. Gang zu einem 6. Gang (ebenfalls mit Lastschaltmöglichkeit).
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Dieses
Prinzip, bei dem 2 benachbarte und zu den Wellen 23 bzw. 24 gehörige Gänge unabhängig von
Welle 21 über
ein Schaltelement 34b gekoppelt werden können und
damit 2 lastschaltbare Vorwärtsgänge erzeugen,
kann natürlich
auch bei anderen Gangzahlen und mit anderen Zahnradanordnungen benutzt
werden.
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Auch
für (nicht
gezeichnete) Rückwärtsgänge kann
dieses Prinzip angewendet werden. Ein zur Welle 23 gehöriger Rückwärtsgang
wird bei geschlossenem Schaltelement 34b und angetriebener Welle 24 um
einen Gangsprung ins Langsame übersetzt,
während
ein zur Welle 24 gehöriger
Rückwärtsgang
bei geschlossenem Schaltelement 34b und angetriebener Welle 23 um
einen Gangsprung ins Schnelle übersetzt
wird (jeweils mit Lastschaltmöglichkeit).
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Ein
einziges Schaltelement 34b erzeugt also für ein solches
Latschaltgetriebe (mit Doppelkupplungen) zwei zusätzliche
Vorwärtsgänge und
einen zusätzlichen
Rückwärtsgang,
ohne das weitergehende Kosten verursacht werden.
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Variante 2
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Die
in 2a skizzierte Variante 2 ist ein 5-Gang – Lastschaltgetriebe
mit progressiven Gangabstufungen in Vorgelegebauweise mit 2 Vorgelegewellen 21 und 22 und
den beiden Eingangswellen 23 und 24. Das zur Vorgelegewelle 21 gehörige Zahnrad 3c und
das zur Vorgelegewelle 22 gehörige Zahnrad 3d kämmt mit
einem (nicht gezeichneten) Zahnrad, von wo aus die Drehung zu den
Antriebsrädern übertragen
wird.
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Das
Grundgetriebe hat 4 Vorwärtsgänge. Der
1. Gang arbeitet mit nach rechts geschlossenem Schaltelement 36 über das
Zahnradpaar 4.2, 4b2, der 2. Gang mit nach rechts
geschlossenem Schaltelement 34 über das Zahnradpaar 3.2, 3a2,
der 3. Gang mit nach links geschlossenem Schaltelement 36 über das
Zahnradpaar 4.1, 4b1 und der 4. Gang mit nach
links geschlossenem Schaltelement 34 über das Zahnradpaar 3.1, 3a1.
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Der
2. Gang arbeitet über
Welle 21 und der 3. Gang über Welle 22. Deshalb
können
die Radien der Zahnräder 4.1, 3.2, 4a1 und 3a2 so
gewählt
werden, dass mit nach links geschlossenem Schaltelement 35 und
angetriebener Welle 24 die Welle 23 um den gewünschten
Gangsprung zwischen 4. und 5. Gang schneller dreht als Welle 23 (in
weiten Grenzen wählbar).
Damit erhält
man einen lastschaltbaren 5. Gang, indem bei weiter nach links geschlossenem Schaltelement 34,
nach links geschlossenem Schaltelement 35 und angetriebener
Welle 24 der 4. Gang zu einem 5. Gang hochgesetzt wird.
Dieser Vorgang ist wieder unabhängig
von Welle 21, da Welle 21a nicht mit Welle 21 gekoppelt
ist (wenn Schaltelement 34 nicht nach rechts geschlossen
ist).
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Der
Rückwärtsgang
arbeitet mit nach rechts geschlossenem Schaltelement 35 von
Welle 23 her über
die Zahnradpaare 3.2, 3a2 und 4a2, 4b2 und dann
mit nach rechts geschlossenem Schaltelement 36 (1. Gang)
weiter über
Welle 22. Da für
den Rückwärtsgang
der 1. Gang eingeschaltet bleibt, der 1. Gang von Welle 24 her
und der Rückwärtsgang
von Welle 23 her arbeitet, sind „Lastschaltungen" zwischen 1. und
Rückwärtsgang
möglich.
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Der
Rückwärtsgang
ist hier vergleichbar mit Vorschlägen der Anmeldung
DE 10239540.3 , nur dass hier das
Zahnrad
4a2 nicht unmittelbar benachbart zum Zahnrad
3a2 sein
muss (da die Welle
21a die Drehung von Zahnrad
3a2 unabhängig von
Welle
21 überträgt).
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Hier
wird für
den 5. und den Rückwärtsgang jeweils
nur ein Zahnrad mit zugehörigem
(gekoppelten) Schaltelement benötigt,
wodurch Kosten und Platz gespart werden. Außerdem sind „Lastschaltungen" zwischen 1. und
Rückwärtsgang
möglich.
Geringfügig
nachteilig ist lediglich, dass der 5. Gang über zwei Zahnradstufen mehr
arbeitet als die anderen Vorwärtsgänge.
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2b)
schließlich
zeigt die räumliche
Anordnung der Achsen und wo Zahnräder miteinander kämmen.
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Variante 3
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Die
in 3 skizzierte Variante 3 ist ebenfalls ein 5-Gang – Lastschaltgetriebe
mit progressiven Gangabstufungen in Vorgelegebauweise mit 2 Vorgelegewellen 21 und 22 und
den beiden Eingangswellen 23 und 24. Die Zahnräder 3c und 3d haben
die gleichen Funktionen wie bei der Variante 2.
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Das
Grundgetriebe hat wieder 4 Vorwärtsgänge, wobei
dies jetzt die Gänge
2 bis 5 sind. Der 2. Gang arbeitet mit nach rechts geschlossenem
Schaltelement 35 über
das Zahnradpaar 4.2, 4a2, der 3. Gang mit nach
links geschlossenem Schaltelement 34 über das Zahnradpaar 3, 3a,
der 4. Gang mit nach links geschlossenem Schaltelement 35 über das Zahnradpaar 4.1, 4a1 und
der 5. Gang mit nach rechts geschlossenem Schaltelement 36 über das Zahnradpaar 3, 3b.
Dabei werden die Gänge
2 bis 4 über
Welle 21 und Zahnrad 3c und der 5. Gang über Wellen 22a und 22 und
Zahnrad 3d übertragen.
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Mit
den Achsabständen
von Wellen 23/24 zur Welle 21 bzw. zu
den Wellen 22/22a und dem Radius des Zahnrades 3d lassen
sich die Radien der Zahnräder 3b und 4b1 so
festlegen, dass sowohl der 3. Gang als auch der 5. Gang von Zahnrad 3 übertragen
werden kann und dass bei nach links geschlossenem Schaltelement 36 und
angetriebener Welle 23 die Welle 24 um den gewünschten
Gangsprung zwischen 1. und 2. Gang langsamer rotiert als Welle 23. Damit
wird mit einem gleichzeitig nach rechts geschlossenem Schaltelement 35 der
2. Gang zu einem 1. Gang reduziert, wobei auch hier eine Lastschaltung
zum 2. Gang möglich
ist, denn dafür
muss lediglich der Antrieb von Welle 23 zur Welle 24 wechseln. Mit
dieser Anordnung ist der Vorteil verbunden, dass der 5. Gang ohne „Umweg" (Variante 2) übertragen wird.
Der „Umweg" besteht jetzt beim
1. Gang (ist hier nicht so wichtig), damit gekoppelt ist aber keine „Lastschaltung" zwischen 1. und
Rückwärtsgang
möglich. Der
Rückwärtsgang
ist hier als „normaler" Rückwärtsgang
gezeichnet, d.h. er wird mit angetriebener Welle 24 und
nach rechts geschlossenem Schaltelement 34 über die
Zahnräder 4.3, 4a3 und
ein (nicht gezeichnetes) Zwischenrad zur Drehzahlumkehr zur Welle 21 übertragen.
Diese Anordnung hat den Vorteil, dass ohne weitere Mehrkosten ein
weiterer (langsamer) Rückwärtsgang
möglich
ist, denn mit nach links geschlossenem Schaltelement 36 und
angetriebener Welle 23 dreht sich Welle 24 um
den Gangsprung zwischen 1. und 2. Gang langsamer, was sich natürlich auch
für einen
2. (lastschaltbaren) Rückwärtsgang
ausnutzen lässt.
(Wenn der Rückwärtsgang
der Welle 23 zugeordnet wird, ist analog ein weiterer schnellerer
Rückwärtsgang
möglich.)
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Variante 4
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Die
in 4a skizzierte Variante 4 ist ein 5-Gang – Lastschaltgetriebe
mit progressiven Gangabstufungen in Vorgelegebauweise mit 2 Vorgelegewellen 21 und 22 und
den beiden Eingangswellen 23 und 24. Die Zahnräder 3c und 3d haben
die gleichen Funktionen wie bei den Varianten 2 und 3. Ohne weiteren
Aufwand sind hier ein progressiv gestufter 6. Gang und mit den Zahnrädern 4x und 4y drei
lastschaltbare Rückwärtsgänge möglich.
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Das
Grundgetriebe hat jetzt drei Vorwärtsgänge, und zwar die Gänge 2 bis
4. Der 2. Gang arbeitet mit nach rechts geschlossenem Schaltelement 34 über das
Zahnradpaar 4.2, 4a2, der 3. Gang mit geschlossenem
Schaltelement 37 über
das Zahnradpaar 3, 3b und der 4. Gang mit nach
links geschlossenem Schaltelement 34 über das Zahnradpaar 4.1, 4a1.
Dabei werden der 2. und 4. Gang über
Welle 21 und das Zahnrad 3c und der 3. Gang über Wellen 22a und 22 und
Zahnrad 3d übertragen.
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Bei
gegebenen Übersetzungen
(des progressiv gestuften Getriebes), gegebenem Achsabstand zwischen
den Wellen 23/24 und 21, gegebenem Radius
des Zahnrades 3c (und des dazugehörigen weiterführenden
Zahnrades) und damit gegebenen Radien der Zahnräder 4.1 und 4.2,
kann der Radius des Zahnrades 3 und der Achsabstand zwischen Wellen 23/24 und 22/22a so
gewählt
werden, dass mit nach links geschlossenem Schaltelement 36 und angetriebener
Welle 23 Welle 24 um den gewünschten Gangsprung zwischen
1. und 2. Gang langsamer dreht als Welle 23, während bei
weiter angetriebener Welle 23 und nach rechts geschlossenem
Schaltelement 36 Welle 24 um den gewünschten
Gangsprung zwischen 4. und 5. Gang schneller dreht als Welle 23. Die
Gangsprünge
sind dabei in weiten Grenzen einstellbar, wobei die Gesamtübersetzung
des 3. Ganges über
den Radius des Zahnrades 3d genau einstellbar ist.
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Mit
nach rechts geschlossenem Schaltelement 34 (für den 2.
Gang) erhält
man so den 1. Gang, wenn Schaltelement 36 nach links geschlossen
ist und Welle 23 angetrieben wird (über Zahnradpaar 3, 3b,
Welle 22a, Zahnradpaar 4b1, 4.1, Welle 24 und Zahnradpaar 4.2, 4a2).
In den 2. Gang wird lastgeschaltet, indem Welle 24 direkt
angetrieben wird. Mit nach links geschlossenem Schaltelement 34 (für den 4.
Gang) erhält
man den 5. Gang, wenn Schaltelement 36 nach rechts geschlossen
ist und Welle 23 angetrieben wird (über Zahnradpaar 3, 3b,
Welle 22a, Zahnradpaar 4b2, 4.2, Welle 22 und
Zahnradpaar 4.1, 4a1). Auch hier ist eine Lastschaltung
zwischen 4. und 5. Gang möglich,
indem die Wellen 23 und 24 abwechselnd angetrieben
werden. Somit kann auch bei progressiv gestuften Getrieben der 2. Gang
zu einem 1. Gang reduziert und ein hoher Gang (hier der 4. Gang)
zum nächsten
Gang (hier der 5. Gang) hochgesetzt werden, wobei jeweils Lastschaltungen
möglich
sind. Der Aufwand ist allerdings etwas höher als bei der geometrisch
gestuften Variante 1.
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Bei
passend gewählten
(und gezeichneten) Abmessungen ist noch ein weiterer (6.) Gang mit
progressivem Gangsprung möglich,
allerdings ohne Lastschaltmöglichkeit
zwischen 5. und 6. Gang. Dazu müssen
Schaltelement 37 und Schaltelement 36 nach links
geschlossen sein. Dann wird der 6. Gang von Welle 24 her über das
Zahnradpaar 4.1, 4b1 und Wellen 22a/22 zum
Zahnrad 3d übertragen, wobei
Welle 23 jetzt schneller als Welle 24 leer mitdreht
(über das
Zahnradpaar 3b, 3). Dafür sind am 6. Gang aber zwei
Zahnradpaare weniger an der Drehmomentübertragung beteiligt als beim
5. Gang (und 1. Gang).
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Welle 22a kann
mit 3 unterschiedlichen Drehzahlen betrieben werden, nämlich bei
angetriebener Welle 23 mit einer mittleren Drehzahl, bei
angetriebener Welle 24 und nach rechts geschlossenem Schaltelement 36 mit
einer niedrigen Drehzahl und bei angetriebener Welle 24 und
nach links geschlossenem Schaltelement 36 mit einer höheren Drehzahl. Über ein
direkt mit Welle 22a verbundenem Zahnrad 4x und
einem damit kämmenden
Zahnrad 4y, das auf Welle 21 als Losrad gelagert
ist, können
so 3 lastschaltbare Rückwärtsgänge realisiert werden,
wenn Schaltelement 35 geschlossen ist und Schaltelemente 34 und 37 geöffnet sind.
Allerdings fällt
hier Zahnrad 4y recht groß aus. Von Welle 23 her sind
ebenfalls drei Rückwärtsgänge möglich, indem
3 Zahnräder
(analog zur Variante 3) zur Welle 21 hin benutzt werden
(und die Drehzahl von Welle 23 über Welle 22a variiert
wird). Dann werden die Gangsprünge
zu größeren Rückwärtsgängen hin
kleiner.
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4b)
schließlich
zeigt die räumliche
Lage der Wellen zueinander und wo Zahnräder miteinander kämmen.
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Zwischenbemerkungen 1
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Bei
Getrieben mit 5 (6) Vorwärtsgängen können 3 Rückwärtsgänge übertrieben
sein. Deshalb wird bei den Varianten 5 und 6 gezeigt, wie mit der Idee
der Variante 4 Getriebe für
z.B. Geländefahrzeuge
realisiert werden können,
bei denen mehrere Rückwärtsgänge durchaus
sinnvoll sein können.
Bei der Variante 7 schließlich
wird gezeigt, wie das Prinzip der Variante 1 (abgeschwächt) auch
für progressiv
gestufte Getriebe mit nur einer Vorgelegewelle ausgenutzt werden
kann.
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Variante 5
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Die
in 5 dargestellte Variante 5 ist ein 6-Gang – Lastschaltgetriebe
mit zusätzlichem
Geländegang
und progressiven Gangabstufungen in Vorgelegebauweise mit 2 Vorgelegewellen 21 und 22/22a und
den beiden Eingangswellen 23 und 24. Die Zahnräder 3c und 3d haben
die gleichen Funktionen wie bei den Varianten 2 bis 4.
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Das
Grundgetriebe hat 5 Vorwärtsgänge, wobei
das hier die Gänge
1 bis 5 sind. Der 1. Gang arbeitet mit nach links geschlossenem
Schaltelement 37 über
das Zahnradpaar 3.3, 3b3, der 2. Gang mit nach
rechts geschlossenem Schaltelement 34 über das Zahnradpaar 4.2, 4a2,
der 3. Gang mit nach rechts geschlossenem Schaltelement 37 über das Zahnradpaar 3.2, 3b2,
der 4. Gang mit nach links geschlossenem Schaltelement 34 über das
Zahnradpaar 4.1, 4a1 und der 5. Gang mit nach
rechts geschlossenem Schaltelement 35 über das Zahnradpaar 3.1, 3a1.
Dabei werden der 1. und 3. Gang über Welle 22 und
Zahnrad 3d und der 2., 4. und 5. Gang über Welle 21 und Zahnrad 3c übertragen.
Die Gänge
arbeiten abwechselnd über
die Wellen 23 und 24, deshalb sind immer Lastschaltungen
möglich.
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Nach
der gleichen Idee wie bei der Variante 4 werden hier noch ein zusätzlicher
Geländegang und
ein 6. Gang mit progressiven Gangsprüngen erzeugt. Dazu dient wieder
die Welle 22a mit den zugehörigen Bauteilen. Hier ist (entsprechend
zur Variante 4) wieder der Achsabstand von Wellen 23/24 zu Wellen 22/22a und
der Radius des Zahnrades 3.2 so ausgelegt, dass die gewünschten
(progressiven) Gangsprünge
erzielt werden (sind in weiten Grenzen wählbar). Mit nach links geschlossenem
Schaltelement 37 (1. Gang), nach rechts geschlossenem Schaltelement 36 und
angetriebener Welle 24 erhält man den Geländegang,
wobei das Drehmoment von Welle 24 über das Zahnradpaar 4.2, 4b2,
Welle 22a und Zahnradpaar 3b2, 3.2 auf
Welle 23 übertragen wird
(die dann langsamer dreht als Welle 24). Von dort geht
es über
das Zahnradpaar 3.3, 3b3 weiter wie beim 1. Gang.
Mit den gezeichneten Abmessungen beträgt der Gangsprung zwischen
1. und Geländegang
1,798. Zwischen Geländegang
und 1. Gang sind Lastschaltungen möglich, weil lediglich der Antrieb
zwischen den Wellen 23 und 24 getauscht werden
muss (der 1. Gang wird bei angetriebener Welle 24 zu einem
Geländegang
reduziert).
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Der
5. Gang arbeitet mit nach rechts geschlossenem Schaltelement 35 von
Welle 23 her. Wird in diesem Zustand Schaltelement 36 nach
links geschlossen und Welle 24 angetrieben, so wird der
5. Gang zu einem 6. Gang hochgesetzt, weil über Zahnradpaar 4.1, 4b1,
Welle 22a und Zahnradpaar 3b2, 3.2 Welle 23 jetzt
schneller dreht als Welle 24 (mit den gezeichneten Abmessungen
um den Faktor 1,219). Auch zwischen 5. und 6. Gang sind Lastschaltungen
möglich,
da lediglich der Antrieb der Wellen 23 und 24 vertauscht
werden muss.
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Bei
der Variante 4 wird der 2. Gang zu einem 1. Gang runtergesetzt und
der 4. Gang zu einem 5. Gang hochgesetzt, indem Welle 24 entsprechend
in der Drehzahl verändert
wird. Bei der Variante 5 wird der 1. Gang zu einem Geländegang
runtergesetzt und der 5. Gang zu einem 6. Gang hochgesetzt, indem
Welle 23 entsprechend in der Drehzahl verändert wird.
Bei beiden Varianten ist jeweils der 3. Gang direkt und der 2. und
4. Gang mit jeweils einem zusätzlichen
Zahnrad mit zugehörigem
Schaltelement beteiligt (mit den gewählten Gangbezeichnungen). (Bei
der Variante 6 sind andere Gänge
bei vergleichbarem Vorgang beteiligt.) Man erhält also zwei zusätzliche
progressiv gestufte Gänge,
wobei für
jeden dieser zusätzlichen
Gänge nur
ein zusätzliches Zahnrad
benötigt
wird.
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Die
Drehzahländerungen
der Welle 23 können
für 3 Rückwärtsgänge ausgenutzt
werden, wobei dafür
nur das Zahnrad 3a3 (mit zugehörigem Schaltelement 35 links)
notwendig ist. Die Achsen 21 und 22 sind dabei
so angeordnet, dass das Zahnrad 3a3 mit dem Zahnrad 3b3 kämmt (Drehzahlumkehr).
Für die
Rückwärtsgänge ist
Schaltelement 35 nach links geschlossen und die Schaltelemente 34 und 37 sind geöffnet. Der
untere Rückwärtsgang
arbeitet mit nach rechts geschlossenem Schaltelement 36 angetrieben
von Welle 24, der mittlere Rückwärtsgang mit angetriebener Welle 23 und
der obere Rückwärtsgang
mit nach links geschlossenem Schaltelement 36 und angetriebener
Welle 24. Auch hier sind zwischen den Rückwärtsgängen Lastschaltungen möglich und
die Rückwärtsgänge sind
progressiv gestuft.
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Variante 6
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Die
in 6 dargestellte Variante 6 ist ebenfalls ein 6-Gang – Lastschaltgetriebe
mit zusätzlichem
Geländegang
und progressiven Gangabstufungen in Vorgelegebauweise mit 2 Vorgelegewellen 21 und 22/22a und
den beiden Eingangswellen 23 und 24. Die Zahnräder 3c und 3d haben
die gleichen Funktionen wie bei den Varianten 2 bis 5. (Die Grundfunktionen
der Variante 6 sind vergleichbar mit der Variante 5.)
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Das
Grundgetriebe hat 5 Vorwärtsgänge, wobei
das hier die Gänge
1 bis 5 sind. Der 1. Gang arbeitet mit nach links geschlossenem
Schaltelement 35 über
das Zahnradpaar 4.3, 4a3, der 2. Gang mit nach
links geschlossenem Schaltelement 37 über das Zahnradpaar 3.2, 3b2,
der 3. Gang mit nach rechts geschlossenem Schaltelement 34 über das Zahnradpaar 4.2, 4a2,
der 4. Gang mit nach rechts geschlossenem Schaltelement 37 über das
Zahnradpaar 3.1, 3b1 und der 5. Gang mit nach
links geschlossenem Schaltelement 34 über das Zahnradpaar 4.1, 4a1.
dabei werden der 2. und 4. Gang über Welle 22 und
Zahnrad 3d und der 1., 3. und 5. Gang über Welle 21 und Zahnrad 3c übertragen.
Die Gänge
arbeiten abwechselnd über
die Wellen 23 und 24, deshalb sind immer Lastschaltungen
möglich.
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Nach
der gleichen Idee wie bei den Varianten 4 und 5 werden hier wieder
ein zusätzlicher
Geländegang
und ein 6. Gang mit progressiven Gangsprüngen erzeugt. Dazu dient wieder
die Welle 22a mit den zugehörigen Bauteilen. Diesmal werden
aber die Gänge
3, 4 und 5 benutzt (im Gegensatz zu den Gängen 2, 3 und 4 bei den Varianten
4 und 5). Weil bei den hier gewählten
höheren
Gängen
die Gangsprünge
kleiner sind als bei den Varianten 4 und 5, muss für mit Variante
5 vergleichbaren Gangsprüngen
zum Geländegang
und zum 6. Gang der Achsabstand zwischen Wellen 23/24 und
Wellen 22/22a hier aber kleiner sein als bei der
Variante 5.
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Mit
nach links geschlossenem Schaltelement 35 (1. Gang), nach
links geschlossenem Schaltelement 36 und angetriebener
Welle 23 erhält
man den Geländegang,
wobei das Drehmoment von Welle 23 über das Zahnradpaar 3.1, 3b1,
Welle 22a und Zahnradpaar 4b1, 4.1 auf
Welle 24 übertragen
wird (die dann langsamer dreht als Welle 23). Von dort
geht es über
das Zahnradpaar 4.3, 4a3 weiter wie beim 1. Gang.
Zwischen 1. und Geländegang
sind Lastschaltungen möglich,
weil lediglich der Antrieb zwischen den Wellen 23 und 24 vertauscht
werden muss.
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Der
5. Gang arbeitet mit nach links geschlossenem Schaltelement 34 von
Welle 24 her. Wird in diesem Zustand Schaltelement 36 nach
rechts geschlossen und Welle 23 angetrieben, so wird der
5. Gang zu einem 6. Gang hochgesetzt, weil über das Zahnradpaar 3.1, 3b1,
Welle 22a und Zahnradpaar 4b2, 4.2 Welle 24 jetzt
schneller dreht als Welle 23. Auch zwischen 5. und 6. Gang
sind Lastschaltungen möglich,
da lediglich der Antrieb der Wellen 23 und 24 vertauscht
werden muss.
-
Für die Rückwärtsgänge ist
hier eine mit der Variante 4 vergleichbare Anordnung gewählt, denn die
Rückwärtsgänge werden
bei nach rechts geschlossenem Schaltelement 35 von Welle 22a über das
Zahnradpaar 4x, 4y zur Welle 21 übertragen,
wobei der untere Rückwärtsgang
mit nach rechts geschlossenem Schaltelement 36 von Welle 24 her
arbeitet, der mittlere Rückwärtsgang
von Welle 23 her und der obere Rückwärtsgang mit nach links geschlossenem
Schaltelement von Welle 24 her. Wenn der 1. und 3. Gang
ihre Plätze
tauschen (und der 1. Gang damit über
Schaltelement 34 arbeitet) oder Schaltelement 35 so
ausgelegt ist, dass es zu beiden Seiten gleichzeitig geschlossen
sein kann, können der
mittlere Rückwärtsgang
und der 1. Gang gleichzeitig eingeschaltet sein. Damit sind „Lastschaltungen" zwischen dem 1.
und diesem Rückwärtsgang möglich. Bei
der Variante 6 ist auch eine Lösung
vergleichbar mit Variante 5 möglich,
indem die Drehung des Zahnrades 4a3 durch ein zusätzliches
Zahnrad direkt auf Welle 22 übertragen wird.
-
Variante 7
-
Die
in 7 dargestellte Variante 7 ist ein 6-Gang – Lastschaltgetriebe
mit progressiven Gangabstufungen in Vorgelegebauweise mit einer
Vorgelegewelle 21 und zwei Eingangswellen 23 und 24. Das
Zahnrad 3c hat die gleichen Funktionen wie bei den Varianten
2 bis 6.
-
Das
Grundgetriebe hat 5 Vorwärtsgänge, und
zwar die Gänge
2 bis 6. Der 2. Gang arbeitet mit nach links geschlossenem Schaltelement 36 über das
Zahnradpaar 4.3, 4a3, der 3. Gang mit nach rechts
geschlossenem Schaltelement 34 über das Zahnradpaar 3.2, 3a2,
der 4. Gang mit nach rechts geschlossenem Schaltelement 35 über das
Zahnradpaar 4.2, 4a2, der 5. Gang mit nach links
geschlossenem Schaltelement 34 über das Zahnradpaar 3.1, 3a1 und
der 6. Gang mit nach links geschlossenem Schaltelement 35 über das
Zahnradpaar 4.1, 4a1.
-
Ähnlich wie
bei der Variante 1 ermöglicht
hier ein Schaltelement 34b eine drehfeste Verbindung von
Losrädern
der Welle 21 unabhängig
von Welle 21. Dabei wird das eine dieser Losräder von
Welle 23 her und das andere von Welle 24 her angetrieben. Hier
sind dies die Losräder 3a2 (zu
Welle 23) und 4a1 (zu Welle 24). Mit
geschlossenem Schaltelement 34b und angetriebener Welle 23 wird
die Drehzahl von Welle 24 über die Zahnradpaare 3.2, 3a2 und 4a1, 4.1 reduziert.
Dies kann ausgenutzt werden, um bei nach links geschlossenem Schaltelement 36 den
zugehörigen
2. Gang zu einem 1. Gang zu reduzieren. Hier ist eine Lastschaltung
zwischen 1. und 2. Gang möglich,
da lediglich der Antrieb der Wellen 23 und 24 vertauscht
werden muss.
-
Ein
Rückwärtsgang
ist z.B. möglich
mit nach rechts geschlossenem Schaltelement 36 über die Zahnräder 4.4 und 4a4 und
ein (nicht gezeichnetes) Zwischenrad zur Drehzahlumkehr. Bei angetriebener Welle 24 erhält man so
einen üblich übersetzten Rückwärtsgang.
Bei zusätzlich
geschlossenem Schaltelement 34 und angetriebener Welle 23 wird dieser
Rückwärtsgang
um den Gangsprung zwischen 1. und 2. Gang ins Langsame übersetzt,
da Welle 24 jetzt entsprechend langsamer dreht. (Wird der
Rückwärtsgang
der Welle 23 zugeordnet, ist ein entsprechend schnellerer
Rückwärtsgang
möglich.)
-
Grundsätzlich wird
bei geschlossenem Schaltelement 34b und angetriebener Welle 24 die Drehzahl
von Welle 23 ins Schnelle übersetzt. Anders als bei der
Variante 1 (geometrisch gestuft) ist dieser Vorgang bei progressiv
gestuften Getrieben kaum nutzbar. Aber auch hier erzeugt ein einziges Schaltelement
einen zusätzlichen
Vorwärts-
und einen zusätzlichen
Rückwärtsgang.
-
Zwischenbemerkungen 2
-
Bei
den Varianten 4 bis 6 wird in verschiedenen Anordnungen gezeigt,
wie mit Hilfe einer Welle 22a und zugehörigen Bauteilen (zwei Zahnräder als Losräder und
ein dazugehöriges
zweiseitig wirkendes Schaltelement) progressiv gestuft ein unterer und
ein oberer Vorwärtsgang
zusätzlich
erzeugt werden können
(für jeden
Gang wird nur ein Zahnrad benötigt).
Bei den Varianten 4 bis 6 kämmt
dabei ein fest mit Welle 22a verbundenes Zahnrad (3b, 3b2 bzw. 3b1)
mit einem Zahnrad der Welle 23. Die zwei Losräder der
Welle 22a (4b1 und 4b2) kämmen jeweils mit
einem Zahnrad der Welle 24 (4.1 und 4.2).
Diese Zahnräder 4.1 und 4.2 kämmen außerdem jeweils
mit Losrädern
der Welle 21 (4a1 und 4a2), die für die zugehörigen Gänge über Schaltelement 34 geschaltet werden.
Dabei kann natürlich
die Zuordnung zu den Wellen 23 und 24, die Reihenfolge
der Zahnräder und
teilweise auch die Zuordnung zu den Wellen 21 und 22 variiert
werden (siehe weiter unten).
-
Für die Vorwärtsgänge wird
diese Einrichtung ausgenutzt, indem mit nach rechts oder links geschlossenem
Schaltelement 36 und angetriebener Welle 23 die
Drehzahl von Welle 24 nach oben oder unten variiert wird
(Varianten 4 und 6) oder indem mit nach rechts oder links geschlossenem
Schaltelement 36 und angetriebener Welle 24 die
Drehzahl von Welle 23 nach oben oder unten variiert wird
(Variante 5). Bei allen Varianten sind natürlich immer beide Möglichkeiten
vorhanden. Die beschriebenen Möglichkeiten
sind immer an die gewünschten
progressiven Gangabstufungen angepasst. Es ergeben sich aber immer
auch andere Möglichkeiten,
die aber meist keine wünschenswerten Übersetzungen
ergeben (wie bei progressiv gestuften Getrieben in Gruppenbauweise üblich).
Einige dieser nicht benutzten Möglichkeiten
können
aber z.B. für
Notlaufeigenschaften benutzt werden.
-
Mit
dieser Einrichtung sind für
die Wellen 22a, 23 und 24 jeweils 3 unterschiedliche
Drehzahlen möglich.
Für Welle 22a ergeben
sich die Drehzahlen in ansteigender Folge mit nach rechts geschlossenem
Schaltelement 36 und angetriebener Welle 24, mit
angetriebener Welle 23 und mit nach links geschlossenem
Schaltelement 36 und angetriebener Welle 24. Für Welle 23 ergeben
sich diese Drehzahlen in aufsteigender Folge mit nach rechts geschlossenem
Schaltelement 36 und angetriebener Welle 24, mit
direkt angetriebener Welle 23 und mit nach links geschlossenem
Schaltelement 36 und angetriebener Welle 24. Für Welle 24 ergeben
sich diese Drehzahlen in aufsteigender Folge mit nach links geschlossenem
Schaltelement 36 und angetriebener Welle 23, mit
direkt angetriebener Welle 24 und mit nach rechts geschlossenem
Schaltelement 36 und angetriebener Welle 23. Die
Gangsprünge
der Wellen 23 und 24 sind dabei vertauscht, so
dass eine große
Auswahl an Möglichkeiten
besteht.
-
Vergleichbar
mit Varianten der Anmeldung
DE
10225331.5 kann die Welle
22a mit den zugehörigen Zahnrädern und
Schaltelementen auch so ausgelegt werden, dass von Welle
22a aus
eine Zentralsynchronisierung erfolgen kann. Die Schaltelemente
36 können dann
durch reine Synchronkupplungen ersetzt werden, wenn über Welle
22a keine
Gänge übertragen
werden sollen. Eine gemischte Anwendung aus Synchronisation und
Gangübertragung
ist ebenfalls möglich.
Ebenso kann über
Welle
22a eine Anbindung eines Startergenerators erfolgen
(siehe ebenfalls
DE 10225331.5 ),
gegebenenfalls auch mit einem dort beschriebenem zusätzlichen
Schaltelement. Die Achsabstände
und Radien der beteiligten Zahnräder
müssen
dann so ausgelegt werden, dass die erforderlichen Synchronisationsdrehzahlen
erreicht werden. Der Vorteil dieser konzentrischen Welle
22a liegt
darin, dass mindestens ein Zahnrad der Welle
22a (meist
das direkt damit verbundene) gleichzeitig für die Übertragung mindestens eines Ganges
benutzt werden kann.
-
Wie
bei den Varianten 4, 5 und 6 beschrieben, können jeweils 3 Rückwärtsgänge über einen Übertragungsweg
entweder von Welle 22a oder von Welle 23 oder
von Welle 24 aus realisiert werden, wobei die jeweils 3
möglichen
Drehzahlen dieser Wellen ausgenutzt werden. Dabei sind nicht in
allen Fällen „Lastschaltungen" zwischen 1. und
Rückwärtsgang möglich. Die
Variante 5 kann so modifiziert werden, dass ohne große Änderungen
auch hier eine „Lastschaltung" zwischen 1. und
Rückwärtsgang
möglich ist.
Ein Vorschlag dafür
ist, dass der 1. Gang über Welle 21 überlagen
wird (Zahnrad 3a3 kämmt
dann direkt mit dem Zahnrad 3.3), dass Welle 22 analog zur
Variante 4 durch Welle 22 hindurchgezogen und der
3. Gang durch ein außen
rechts angeordnetes Schaltelement geschaltet wird, dass Zahnrad 3b3 mit Zahnrad 3a3 und
nicht mehr mit Zahnrad 3.3 kämmt und das Zahnrad 3b3 analog
zu Varianten 1 und 7 unabhängig
von Welle 22 mit dem Zahnrad 3b2 verbunden werden
kann (bei den Varianten 1 und 7 mit einem Schaltelement 34b).
Dann arbeiten der 1. und der Rückwärtsgang
mit gleicher Schaltelementstellung über Welle 21 und der
1. Gang (von Welle 23 her) und ein von Welle 24 her
arbeitender Rückwärtsgang
(bei unabhängig
von Welle 22 verbundenen Zahnrädern 3b2 und 3b3 und
nach rechts oder links geschlossenem Schaltelement 36)
können
gleichzeitig eingeschaltet sein. Der 1. Gang arbeitet dann mit aktivierter
Welle 23 (Welle 24 dreht dann rückwärts) und
der eingeschaltete Rückwärtsgang
arbeitet mit aktivierter Welle 24 (Welle 23 dreht
dann rückwärts). Der
mittlere Rückwärtsgang
(von Welle 23 her) ist so allerdings nicht ohne weiteres
möglich.
-
Variante 8
-
Die
in 8a) dargestellte Variante 8 ist ein 5-Gang – Lastschaltgetriebe
mit progressiven Gangabstufungen in Vorgelegebauweise mit zwei Vorgelegewellen 21 und 22/22a und
den beiden Eingangswellen 23 und 24. Die Zahnräder 3c und 3d haben die
gleichen Funktionen wie bei den vorangegangenen Varianten.
-
Das
Grundgetriebe hat 4 Vorwärtsgänge, wobei
das hier die Gänge
2 bis 5 sind. Der 2. Gang arbeitet mit nach links geschlossenem
Schaltelement 37 über
das Zahnradpaar 3.2, 3b2, der 3. Gang mit nach
rechts geschlossenem Schaltelement 34 über das Zahnradpaar 4.2, 4a2,
der 4. Gang mit nach rechts geschlossenem Schaltelement 37 über das Zahnradpaar 3.1, 3b1 und
der 5. Gang mit nach links geschlossenem Schaltelement 34 über das
Zahnradpaar 4.1, 4a1. Dabei werden der 2. und
der 4. Gang über
Welle 22 und Zahnrad 3d und der 3. und 5. Gang über Welle 21 und
Zahnrad 3c übertragen.
Die Gänge
arbeiten abwechselnd über
die Wellen 23 und 24, deshalb sind immer Lastschaltungen
möglich.
-
Mit
nach links geschlossenem Schaltelement 36 und angetriebener
Welle 24 wird über
Welle 22a und die Zahnradpaare 4.1, 4b1 und 3b1, 3.1 die Drehzahl
von Welle 23 um den gewünschten
Gangsprung zwischen 1. und 2. Gang (hier Faktor 1,734) reduziert.
Deshalb wird mit einem gleichzeitig nach links geschlossenem Schaltelement 37 der
2. Gang zu einem 1. Gang reduziert. Über die Achsabstände der
Wellen 21 und 22 und die Durchmesser der Zahnräder 3c und 3d ist
der gewünschte
Gangsprung zwischen 1. und 2. Gang in weiten Grenzen einstellbar, ohne
dass die Übersetzungen
der anderen Gänge beeinflusst
werden.
-
Zwischen
1. und 2. Gang sind ebenfalls Lastschaltungen möglich, denn dafür braucht
lediglich der Antrieb der Wellen 23 und 24 vertauscht
zu werden.
-
Die
Zahnräder 4a2 und 4b2 kämmen miteinander
(siehe auch 8b), was zur Folge hat, dass bei
angetriebener Welle 24 Zahnrad 4b2 rückwärts dreht.
Mit nach rechts geschlossenem Schaltelement 36 dreht so
auch Welle 22a und über
das Zahnradpaar 3b1, 3.1 auch Welle 23 rückwärts. Damit
sind zwei Rückwärtsgänge möglich, und
zwar mit nach rechts geschlossenem Schaltelement 37 ein
schneller Rückwärtsgang
direkt von Welle 22a zum Zahnrad 3d (liegt in
der Übersetzung
zwischen 1. und 2. Gang) und mit nach links geschlossenem Schaltelement 37 ein
langsamer Rückwärtsgang
(ist etwa halb so schnell wie der 1. Gang). Zwischen diesen Rückwärtsgängen (und
zwischen dem 1. und den Rückwärtsgängen) sind
allerdings keine Lastschaltungen möglich.
-
8b)
schließlich
zeigt die räumliche
Lage der Achsen zueinander und welche Zahnräder miteinander kämmen. Hier
ist auch ein mit den Zahnrädern 3c und 3d kämmendes
Zahnrad 3e mit der zugehörigen Welle 13 eingezeichnet,
die zu den (nicht gezeichneten) Antriebsrädern führt.
-
Zwischenbemerkungen 3
-
Der
3. und 5. Gang der Variante 8 werden über Welle 21 übertragen.
Die zugehörigen
Zahnräder
der Welle 24 (hier Zahnräder 4.1 und 4.2)
dienen gleichzeitig zur Erzeugung eines 1. Ganges (hier mit Zahnrad 4b1)
und von zwei Rückwärtsgängen (hier über Zahnräder 4a2 und 4b2).
Dazu notwendig sind eine hohle Welle 22a und ein zweiseitig
wirkendes Schaltelement 36. Das mit der Welle 22a fest
verbundene Zahnrad 3b1 ist gleichzeitig Zahnrad für einen weiteren
Vorwärtsgang
(hier 4. Gang). Nach diesem Prinzip werden neben Welle 22a und
Schaltelement 36 für
den 1. Gang nur ein Zahnrad (hier 4b1) und für die beiden
Rückwärtsgänge auch
nur ein Zahnrad (hier 4b2) benötigt. Dabei sind die Übersetzungen der
progressiv gestuften Vorwärtsgänge in weiten Grenzen
frei wählbar.
Dieses Prinzip wird auch bei den Varianten 9 bis 11 angewendet.
-
Variante 9
-
Die
in 9 dargestellte Variante 9 ist ein 7(8)-Gang – Lastschaltgetriebe
mit progressiven Gangabstufungen in Vorgelegebauweise mit zwei Vorgelegewellen 21 und 22/22a und
den beiden Eingangswellen 23 und 24. Die Zahnräder 3c und 3d haben
die gleichen Funktionen wie bei den vorangegangenen Varianten. Das
5-Gang – Getriebe
der Variante 8 ist zu einem 7-Gang – Getriebe erweitert worden, wobei
sich ohne weitere Bauelemente noch ein progressiv gestufter 8. Gang
ergibt, der allerdings nicht lastschaltbar ist. (Hier und bei der
Variante 10 ist auch ein 6-Gang – Getriebe möglich.)
-
Das
Grundgetriebe hat 6 Vorwärtsgänge, wobei
das hier die Gänge
2 bis 7 sind. Der 2. Gang arbeitet mit nach links geschlossenem
Schaltelement 37 über
das Zahnradpaar 3.3, 3b3, der 3. Gang mit nach
rechts geschlossenem Schaltelement 34 über das Zahnradpaar 4.3, 4a3,
der 4. Gang mit nach rechts geschlossenem Schaltelement 35 über das Zahnradpaar 4.2, 4a2,
der 6. Gang mit nach links geschlossenem Schaltelement 34 über das
Zahnradpaar 3.2, 3a2 und der 7. Gang mit nach
links geschlossenem Schaltelement 35 über das Zahnradpaar 4.1, 4a1.
Dabei werden der 2. und 4. Gang über Welle 22 und
Zahnrad 3d und der 3., 5., 6. und 7. Gang über Welle 21 und
Zahnrad 3c übertragen.
Die Gänge
arbeiten abwechselnd über
die Wellen 23 und 24, deshalb sind immer Lastschaltungen
möglich.
-
Mit
nach rechts geschlossenem Schaltelement 36 und angetriebener
Welle 24 wird über
Welle 22a und die Zahnradpaare 4.2, 4b2 und 3b1, 3.1 die Drehzahl
von Welle 23 um den gewünschten
Gangsprung zwischen 1. und 2. Gang (hier Faktor 1,625) reduziert.
Deshalb wird mit einem gleichzeitig nach links geschlossenem Schaltelement 37 der
2. Gang zu einem 1. Gang reduziert. Zwischen 1. und 2. Gang sind
ebenfalls Lastschaltungen möglich,
denn dafür braucht
lediglich der Antrieb der Wellen 23 und 24 getauscht
zu werden.
-
Mit
nach rechts geschlossenem Schaltelement 36 und angetriebener
Welle 23 wird die Drehzahl von Welle 24 um den
Gangsprung zwischen 1. und 2. Gang ins Schnelle erhöht. Mit
gleichzeitig nach rechts geschlossenem Schaltelement 35 kann so
der 5. Gang in einen progressiv gestuften 8. Gang erhöht werden,
ohne das zusätzliche
Bauteile erforderlich sind. Allerdings sind zum 8. Gang keine Lastschaltungen
möglich
(außer
natürlich
vom und zum 5. Gang).
-
Bei
dieser Variante kämmen
die Zahnräder 4a3 und 4b3 miteinander,
was zur Folge hat, dass mit angetriebener Welle 24 Zahnrad 4b3 rückwärts dreht.
Mit nach links geschlossenem Schaltelement 36 dreht so
auch Welle 22a und über
das Zahnradpaar 3b1, 3.1 auch Welle 23 rückwärts. Damit
sind zwei Rückwärtsgänge möglich, und
zwar mit nach rechts geschlossenem Schaltelement 37 ein
schneller Rückwärtsgang
direkt von Welle 22a zum Zahnrad 3d (liegt in
der Übersetzung
zwischen 1. und 2. Gang) und mit nach links geschlossenem Schaltelement 37 ein
langsamer Rückwärtsgang
(ist gut halb so schnell wie der 1. Gang). Zwischen diesen Rückwärtsgängen (und
zwischen dem 1. und dem Rückwärtsgang)
sind allerdings keine Lastschaltungen möglich.
-
Der
Aufbau nach Variante 9 hat den Vorteil, dass die beiden Rückwärtsgänge über Zahnrad 3d übertragen
werden. Dafür
fällt aber
Zahnrad 3c (wie bei der Variante 8) recht groß aus. Bei
der Variante 10 wird ein anderer Weg beschritten.
-
Variante 10
-
Die
in 10a) dargestellte Variante 10 ist ein 7(8)-Gang – Lastschaltgetriebe
mit progressiven Gangabstufungen in Vorgelegebauweise mit zwei Vorgelegewellen 21 und 22/22a und
den beiden Eingangswellen 23 und 24. Die Zahnräder 3c und 3d haben
die gleichen Funktionen wie bei den vorangegangenen Varianten. Im
Gegensatz zur Variante 9 wird hier der 6. Gang und nicht der 4.
Gang über
Welle 22 übertragen,
was dazu führt,
dass das Zahnrad 3c kleiner ausfällt als bei den Varianten 8
und 9. Auch hier ergibt sich ohne weitere Bauteile ein progressiv gestufter
8. Gang, der nicht lastschaltbar ist.
-
Das
Grundgetriebe hat 6 Vorwärtsgänge, wobei
das hier die Gänge
2 bis 7 sind. Der 2. Gang arbeitet mit nach links geschlossenem
Schaltelement 37 über
das Zahnradpaar 3.3, 3b3, der 3. Gang mit nach
rechts geschlossenem Schaltelement 35 über das Zahnradpaar 4.3, 4a3,
der 4. Gang mit nach links geschlossenem Schaltelement 34 über das
Zahnradpaar 3.2, 3a2, der 5. Gang mit nach links
geschlossenem Schaltelement 35 über das Zahnradpaar 4.2, 4a2,
der 6. Gang mit nach rechts geschlossenem Schaltelement 37 über das
Zahnradpaar 3.1, 3b1 und der 7. Gang mit nach
rechts geschlossenem Schaltelement 34 über das Zahnradpaar 4.1, 4a1. Dabei
werden der 2. und 6. Gang über
Welle 22 und Zahnrad 3d und der 3., 4., 5. und
7. Gang über
Welle 21 und Zahnrad 3c übertragen. Die Gänge arbeiten abwechselnd über die
Wellen 23 und 24, deshalb sind immer Lastschaltungen
möglich.
-
Mit
nach links geschlossenem Schaltelement 36 und angetriebener
Welle 24 wird über
Welle 22a und die Zahnradpaare 4.2, 4b2 und 3b1, 3.1 die Drehzahl
von Welle 23 um den gewünschten
Gangsprung zwischen 1. und 2. Gang hier Faktor 1,652) reduziert.
(Weil hier (und bei der Variante 11) das Zahnrad 3b1 zum 6. und
nicht zum 4. Gang gehört und über das
Zahnrad 4.2 gleichzeitig der 5. Gang übertragen wird, ergibt sich
hier ein kleinerer Durchmesser für
das Zahnrad 3c als bei den Varianten 8 und 9). Deshalb
wird mit einem gleichzeitig nach links geschlossenem Schaltelement 37 der
2. Gang zu einem 1. Gang reduziert. Zwischen dem 1. und 2. Gang sind
ebenfalls Lastschaltungen möglich,
denn dafür braucht
lediglich der Antrieb der Wellen 23 und 24 getauscht
zu werden.
-
Mit
nach links geschlossenem Schaltelement 36 und angetriebener
Welle 23 wird die Drehzahl von Welle 24 um den
Gangsprung zwischen 1. und 2. Gang ins Schnelle erhöht. Mit
gleichzeitig nach links geschlossenem Schaltelement 35 kann
so der 5. Gang in einen progressiv gestuften 8. Gang erhöht werden,
ohne das zusätzliche
Bauelemente erforderlich sind. Allerdings sind auch hier zum 8.
Gang keine Lastschaltungen möglich
(außer
vom und zum 5. Gang).
-
Bei
dieser Variante kämmen
die Zahnräder 4a3 und 4b3 miteinander,
was zur Folge hat, dass bei angetriebener Welle 24 Zahnrad 4b3 rückwärts dreht.
Mit nach rechts geschlossenem Schaltelement 36 dreht so
auch Welle 22a und über
das Zahnradpaar 3b1, 3.1 auch Welle 23 rückwärts. Mit
nach rechts geschlossenem Schaltelement 36 sind so zwei
Rückwärtsgänge möglich, und
zwar mit nach links geschlossenem Schaltelement 34 ein
schneller Rückwärtsgang über die
Zahnräder
des 4. Ganges und das Zahnrad 3c (liegt in der Übersetzung
zwischen 1. und 2. Gang) und mit nach links geschlossenem Schaltelement 37 ein
langsamer Rückwärtsgang über die
Zahnräder
des 2. Ganges und das Zahnrad 3c (ist gut halb so schnell
wie der 1. Gang). Zwischen diesen Rückwärtsgängen (und zwischen dem 1. und
den Rückwärtsgängen) sind
allerdings keine Lastschaltungen möglich.
-
Bei
der Variante 10 werden der 5. und 6. Gang zur Drehzahlreduktion
von Welle 23 für
den 1. Gang benutzt (bei den Varianten 8 und 9 sind dies der 5.
und der 4. Gang), was zu gleichmäßigeren
Zahnraddurchmessern führt.
Allerdings wäre
jetzt ein direkter Rückwärtsgang
(mit nach rechts geschlossenem Schaltelement 37) zu schnell.
Deshalb muss der schnelle Rückwärtsgang
jetzt über
Welle 21 übertragen
werden mit zugehöriger
hoher Belastung der Zahnräder
des 4. Ganges. (Hier ist eventuell eine Drehmomentbegrenzung notwendig.)
-
10b) schließlich
zeigt die räumliche Lage
der Achsen zueinander und welche Zahnräder miteinander kämmen. Hier
ist auch ein mit den Zahnrädern 3c und 3d kämmendes
Zahnrad 3e mit zugehöriger
Welle 13 eingezeichnet, die zu den (nicht gezeichneten)
Antriebsrädern
führt.
-
Variante 11
-
Die
in 11 dargestellte Variante 11 ist ein 8-Gang – Lastschaltgetriebe
mit progressiven Gangabstufungen in Vorgelegebauweise mit zwei Vorgelegewellen 21 und 22/22a und
den beiden Eingangswellen 23 und 24. Die Zahnräder 3c und 3d haben die
gleichen Funktionen wie bei den vorausgegangenen Varianten. Die
Funktionen sind vergleichbar mit der Variante 10, dieses Getriebe
hat aber eine größere Spreizung
(z.B. für
Geländewagen).
Gegenüber der
Variante 10 ist noch ein zusätzliches
(einseitiges) Schaltelement und ein zusätzliches Zahnrad hinzugefügt, wodurch
auch der 8. Gang lastschaltbar wird.
-
Das
Grundgetriebe hat 7 Vorwärtsgänge, wobei
das hier die Gänge
2 bis 8 sind. Der 2. Gang arbeitet mit nach links geschlossenem
Schaltelement 37 über
das Zahnradpaar 3.3, 3b3, der 3. Gang mit nach
rechts geschlossenem Schaltelement 35 über das Zahnradpaar 4.3, 4a3,
der 4. Gang mit nach links geschlossenem Schaltelement 34 über das
Zahnradpaar 3.2, 3a2, der 5. Gang mit nach links
geschlossenem Schaltelement 35 über das Zahnradpaar 4.2, 4a2,
der 6. Gang mit nach rechts geschlossenem Schaltelement 37 über das
Zahnradpaar 3.1, 3b1, der 7. Gang mit geschlossenem
Schaltelement 38 über
das Zahnradpaar 4.1, 4a1 und der 8. Gang mit nach
rechts geschlossenem Schaltelement 34 über das Zahnradpaar 3.1, 3a1.
(Der 6. und 8. Gang werden vom Zahnrad 3.1 her übertragen,
weshalb nur ein zusätzliches
Zahnrad benötigt
wird.) Auch so ist eine progressive Gangabstufung möglich, wobei
hier die Übersetzung
des 8. Ganges fast identisch mit einem „Hochgesetzten" 5. Gang wie bei
den Varianten 9 und 10. Der 2. und 6. Gang werden über Welle 22 und
Zahnrad 3d und der 3., 4., 5., 7., und 8. Gang über Welle 21 und
Zahnrad 3c übertragen.
Die Gänge
arbeiten abwechselnd über
die Wellen 23 und 24, deshalb sind hier immer
Lastschaltungen möglich, auch
zum 8. Gang.
-
Mit
nach links geschlossenem Schaltelement 36 und angetriebener
Welle 24 wird über
Welle 22a und die Zahnradpaare 4.2, 4b2 und 3b1, 3.1 die Drehzahl
von Welle 23 um den gewünschten
Gangsprung zwischen 1. und 2. Gang (hier der Faktor 1,851) reduziert.
Deshalb wird mit einem gleichzeitig nach links geschlossenem Schaltelement 37 der
2. Gang zu einem 1. Gang reduziert. Zwischen 1. und 2. Gang sind
ebenfalls Lastschaltungen möglich,
denn dafür
braucht lediglich der Antrieb der Wellen 23 und 24 getauscht
zu werden. Dabei ist hier die Gesamtauslegung (einschließlich Achsuntersetzung)
so erfolgt, dass der 2. Gang die Gesamtübersetzung des 1. Ganges der
Varianten 8 bis 10 hat und der 1. Gang damit ein echter Geländegang
ist. Grundsätzlich kann
auch hier auf den 8. Gang verzichtet werden, wobei auch hier ein „Hochgesetzter" 5. Gang als 8. Gang
mit fast identischer Übersetzung
möglich
ist.
-
Bei
dieser Variante kämmen
die Zahnräder 4a3 und 4b3 miteinander,
was zur Folge hat, dass bei angetriebener Welle 24 Zahnrad 4b3 rückwärts dreht.
Mit nach rechts geschlossenem Schaltelement 36 dreht so
auch Welle 22a und über
das Zahnradpaar 3b1, 3.1 auch Welle 23 rückwärts. Mit
nach rechts geschlossenem Schaltelement 36 sind bei der beschriebenen
Auslegung als Geländewagen – Getriebe
3 Rückwärtsgänge möglich. Den
schnellen Rückwärtsgang
erhält
man mit nach rechts geschlossenem Schaltelement 37 als
direkte Verbindung von Welle 22a (über Welle 22) zum
Zahnrad 3d. Er liegt in der Übersetzung zwischen 2. und
3. Gang (was einer Übersetzung
zwischen 1. und 2. Gang der Varianten 8 bis 10 entspricht). Den
mittleren Rückwärtsgang
erhält
man mit nach links geschlossenem Schaltelement 34 über die
Zahnräder
des 4. Ganges und das Zahnrad 3c (mit eventuell notwendiger
Drehmomentbeschränkung).
Er liegt in der Übersetzung zwischen
1. und 2. Gang. Den langsamen Rückwärtsgang
erhält
man mit nach links geschlossenem Schaltelement 37 über die
Zahnräder
des 2. Ganges und das Zahnrad 3d (mit eventuell notwendiger
Drehmomentbeschränkung).
Er ist etwa halb so schnell wie der 1. Gang. Zwischen diesen Rückwärtsgängen sind
keine Lastschaltungen möglich.
Für den
2. Vorwärts- und den langsamen
Rückwärtsgang
muss nur der Antrieb der Wellen 23 und 24 getauscht
werden. Hier wäre
also eine „Lastschaltung" möglich.
-
Das
Schaltelement 38 kann doppelseitig mit einem zugehörigen Zahnradpaar
ausgeführt
werden. So wäre
ein progressiv gestufter lastschaltbarer 9. Gang möglich.
-
Schlussbemerkungen
-
Die
Möglichkeiten,
einen progressiv gestuften und lastschaltbaren 8. Gang mit einem
zusätzlichen
Zahnrad und einem zusätzlichen
Schaltelement zu realisieren, besteht auch bei den Varianten 9 und 10.
Bei der Variante 10 sind die möglichen Übersetzungen
mit einem „Hochgesetztem" 5. Gang und nach
Variante 11 fast identisch, während
bei der Variante 9 die Lösung
nach Variante 11 einen etwas schnelleren 8. Gang ergeben würde.
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Die
Welle 21a (Variante 2) oder Welle 22a (Varianten
3, 4, 5, 6, 8, 9, 10 und 11) kann entweder als Hohlwelle auf die
zugehörige
Welle 21 bzw. 22 aufgesteckt oder als mit der
zugehörigen
Welle fluchtende Welle ausgeführt
werden.