DE10221481A1

DE10221481A1 - Changeable transmission has gear wheels generating axial force dependent upon torque to be transmitted, to switch gear, with few components for simple automatization

Info

Publication number: DE10221481A1
Application number: DE2002121481
Authority: DE
Inventors: Michael Herlitzek
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2002-05-15
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2003-11-27

Abstract

The transmission has two or more gears, with first and second gear wheels (1,2) having helical teeth for torque transmission. The gear wheels generate an axial force dependent upon the torque, and the axial force is used to switch one of the gears. One toothed gear wheel (2) and further components (4,9) are connected via a positive clutch or a multiplate clutch. This gear wheel is moved against a spring force (5) by the axial force.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. The invention relates to a transmission according to the Preamble of claim 1 defined in more detail.

Schaltbare Getriebe weisen mindestens zwei Übersetzungen auf, welche durch Verbinden der kraftübertragenden Teile mit anderen Bauteilen geschaltet werden können. Die häufigste Art, unterschiedliche Übersetzungen in einem schaltbaren Getriebe zu schalten ist es, durch manuelles Betätigen einer Betätigungseinrichtung Bauteile so zu verschieben, dass unterschiedliche Zahnräder miteinander verbunden werden, wodurch verschiedene Übersetzungen geschaltet werden. Aus Geräuschgründen werden bei Zahnradgetrieben häufig Schrägverzahnungen eingesetzt. Switchable transmissions have at least two Translations on which by connecting the power transmitting Parts with other components can be switched. The most common way, different translations in one switchable transmission is to switch by manual Actuate an actuating device components move that different gears connected together are switched, which means different translations become. For noise reasons, gearboxes are common Helical gears used.

Die DE 44 39 976 A1 offenbart ein schrägverzahntes Planetengetriebe, bei welchem durch Betätigen einer Betätigungseinrichtung zwei unterschiedliche Übersetzungen schaltbar sind. Durch die Schrägverzahnung des Planetengetriebes entsteht in Abhängigkeit des zu übertragenden Drehmoments eine Axialkraft, welche über Lager aufgenommen wird. DE 44 39 976 A1 discloses a helical tooth Planetary gear, in which by pressing one Actuator two different translations are switchable. Due to the helical teeth of the Planetary gear is created depending on the one to be transmitted Torque is an axial force that is absorbed by bearings becomes.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein schaltbares Getriebe auf einfache Art und Weise automatisiert schalten zu können. The object of the present invention is a switchable transmission automated in a simple manner to be able to switch.

Die Aufgabe wird mit einem, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden, gattungsgemäßen schaltbaren Getriebe gelöst. The task comes with one, including the distinctive Features of the main claim, generic switchable transmission solved.

Erfindungsgemäß weist das schaltbare Getriebe ein erstes und ein zweites Zahnrad auf, welche miteinander in Wirkverbindung stehen und Drehmoment übertragen. Diese Zahnräder sind schrägverzahnt ausgeführt, wodurch in Abhängigkeit des zu übertragenden Drehmoments eine Axialkraft wirkt. Durch Verbinden eines der Zahnräder mit weiteren Bauteilen werden verschiedene Übersetzungen geschaltet. Das Verbinden dieses Zahnrads mit den weiteren Bauteilen erfolgt mittels der Axialkraft, welche auf dieses Zahnrad wirkt. Vorzugsweise wird dieses Zahnrad mittels einer Federkraft und/oder einer Federkugelraste unterhalb einer definierten Axialkraft in einer ersten Schaltposition gehalten, wobei dieses Zahnrad in dieser ersten Schaltposition mit weiteren Bauteilen verbunden und somit eine erste Übersetzung geschaltet ist, und oberhalb einer definierten Axialkraft wird das Zahnrad gegen die Federkraft in eine zweite Position verschoben, in welcher das Zahnrad mit weiteren Bauteilen verbunden wird, wodurch eine zweite Übersetzung geschaltet wird. Es besteht die Möglichkeit, das schaltbare Getriebe als Planetengetriebe auszubilden, wodurch das in radialer Richtung ausgeglichene Kräfteverhältnis der Verzahnungen genutzt werden kann, es besteht jedoch auch die Möglichkeit, das schaltbare Getriebe als Stirnradgetriebe auszubilden, wobei die Zahnräder geeignet gelagert werden müssen. Die Verbindung des Zahnrads mit den weiteren Bauteilen zum Schalten einer ersten und einer zweiten Übersetzung kann mittels formschlüssiger Kupplungen, z. B. Klauenkupplungen, ausgeführt sein, es besteht jedoch auch die Möglichkeit, diese Verbindung mittels einer Lamellenkupplung auszuführen. Wird die Verbindung mit Lamellenkupplungen ausgeführt, so besteht die Möglichkeit, in Abhängigkeit der Axialkraft beim gleichzeitigen Betreiben der Kupplung der ersten Schaltstellung und der Kupplung der zweiten Schaltstellung mit Relativdrehzahl das schaltbare Getriebe mit Zwischenübersetzungen zu betreiben. Um ein permanentes Hoch- und Rückschalten zu verhindern, kann das schaltbare Getriebe so ausgeführt sein, dass das verschiebbare Zahnrad erst oberhalb einer definierten Axialkraft, welche jedoch oberhalb der rückschaltenden Federkraft liegt, welche das Zahnrad in seinen Ausgangszustand zurückschiebt, verschoben wird. Indem diese Axialkraft, bei welcher das Zahnrad sich zu bewegen beginnt, um den Betrag, welcher sich nach vollendeter Schaltung durch die Veränderung der Übersetzung ergibt, höher ist als die Federkraft, welche das Zahnrad in seinen Ausgangszustand zurückschiebt, verbleibt das Zahnrad nach erfolgter Schaltung in seiner zweiten Position. According to the invention, the switchable transmission has first and a second gear, which in each other in Operational connection and torque transmission. This Gears are designed with helical teeth, which in An axial force depending on the torque to be transmitted acts. By connecting one of the gears to others Components have different gear ratios. The Connect this gear to the other components takes place by means of the axial force acting on this gear acts. Preferably, this gear is by means of a Spring force and / or a spring ball catch below one defined axial force in a first switching position held, this gear in this first Switch position connected to other components and thus a first Translation is switched, and above a defined The gear turns into an axial force against the spring force second position, in which the gear with other components is connected, whereby a second Translation is switched. There is a possibility that to design switchable gears as planetary gears, whereby the balanced in the radial direction Force ratio of the gears can be used, but it exists also the possibility of using the switchable gearbox To form spur gears, the gears mounted appropriately Need to become. The connection of the gear with the others Components for switching a first and a second Translation can be done by means of positive couplings, e.g. B. Claw couplings to be executed, but it also exists the possibility of this connection by means of a Perform a multi-plate clutch. Will connect with Multi-plate clutches executed, so there is the possibility in Dependence of the axial force when operating the Coupling of the first switching position and the coupling of the second Shift position with relative speed the switchable transmission to operate with intermediate translations. To be permanent The switchable can prevent upshifts and downshifts Gearbox be designed so that the sliding gear only above a defined axial force, which however is above the resetting spring force, which the Pushes gear back to its original state, shifted becomes. By this axial force at which the gear is begins to move by the amount which is after completed circuit by changing the translation is higher than the spring force that the gear in the gear remains after switching in its second position.

Somit wird ein schaltbares Getriebe geschaffen, durch welches automatisiert, in Abhängigkeit des zu übertragenden Drehmoments, Schaltungen ausgeführt werden. A switchable transmission is thus created by which automates depending on what is to be transferred Torque, circuits are executed.

Weitere Merkmale sind der Figuren-Beschreibung zu entnehmen. Further features are to be found in the description of the figures remove.

Die einzige Figur zeigt einen Ausschnitt aus dem schaltbaren Getriebe, bei welchem ein erstes angetriebenes Zahnrad 1 mit einem zweiten Zahnrad 2 in Wirkverbindung steht, um Drehmoment zu übertragen. Das zweite Zahnrad 2 ist in einer ersten Position über eine erste Kupplung 3 mit einem ersten Bauteil 4 verbunden. In dieser Schaltstellung ist eine erste Übersetzung geschaltet. Das erste Zahnrad 1 und das zweite Zahnrad 2 sind schrägverzahnt ausgeführt, wodurch bei Übertragen eines Drehmoments eine Axialkraft erzeugt wird, welche bei dem zweiten Zahnrad 2 gegen die Feder 5 wirkt. Es besteht die Möglichkeit, das zweite Zahnrad 2 durch die Axialkraft gesamt zu bewegen oder das zweite Zahnrad 2 aus einem verschiebbaren Teil 6 und einem axial ortsfesten Teil 7 auszubilden. Oberhalb einer definierten Axialkraft befindet sich das zweite Zahnrad 2 in einer zweiten Position und ist über eine zweite Kupplung 8 mit einem zweiten Bauteil 9 verbunden, wobei die erste Kupplung 3 geöffnet ist. In dieser Schaltstellung ist eine zweite Übersetzung geschaltet. Vorzugsweise ist die erste Übersetzung geringer als die zweite Übersetzung ausgeführt. Um nach erfolgter Schaltung von einer ersten Übersetzung in eine zweite Übersetzung ein sofortiges Rückschalten zu verhindern, ist vom verschiebbaren Teil 6 des zweiten Zahnrads 2 ein Widerstand zu überwinden, welcher größer ist als die Federkraft der Feder 5. Dieser Widerstand kann durch eine Federkugelraste 10 definiert sein. Die Federkugelraste 10 ist so ausgelegt, dass die Axialkraft, bei welcher sich das Zahnrad 2 aus der Position "geschlossene erste Kupplung 3" beginnt zu bewegen, mindestens um den Betrag höher als die Federkraft der Feder 5 ist, um das zweite Zahnrad 2 nach vollendeter Schaltung und somit geschlossener zweiter Kupplung 8 in dieser zweiten Schaltposition entgegen der Federkraft 5 zu halten und somit ein sofortiges Rückschalten zu verhindern. Erst bei weiterem Abfall der Axialkraft infolge abnehmendem, zu übertragenden Drehmoment wird das zweite Zahnrad 2 durch die Federkraft 5 in seine erste Position zurückgeschoben, wobei die Federkugelraste 10 erneut einrastet. The single figure shows a section of the switchable transmission, in which a first driven gear 1 is operatively connected to a second gear 2 in order to transmit torque. In a first position, the second gear 2 is connected to a first component 4 via a first clutch 3 . In this switch position, a first gear ratio is switched. The first gear 1 and the second gear 2 are designed with helical teeth, whereby an axial force is generated when a torque is transmitted, which acts against the spring 5 in the second gear 2 . There is a possibility, the second gear 2 total by the axial force to move or to form the second gear 2 from a movable portion 6 and an axially stationary member. 7 Above a defined axial force, the second gear 2 is in a second position and is connected to a second component 9 via a second clutch 8 , the first clutch 3 being disengaged. In this switch position, a second gear ratio is switched. The first translation is preferably less than the second translation. In order to prevent an immediate downshift after switching from a first gear ratio to a second gear ratio, the displaceable part 6 of the second gear 2 must overcome a resistance which is greater than the spring force of the spring 5 . This resistance can be defined by a spring ball catch 10 . The spring ball catch 10 is designed so that the axial force at which the gear 2 begins to move from the "closed first clutch 3 " position is at least higher by the amount than the spring force of the spring 5 by the second gear 2 after completion To keep switching and thus closed second clutch 8 in this second switching position against the spring force 5 and thus to prevent an immediate downshift. Only when the axial force drops further as a result of the decreasing torque to be transmitted is the second gear wheel 2 pushed back into its first position by the spring force 5 , the spring ball catch 10 engaging again.

Somit wird ein schaltbares Getriebe geschaffen, bei welchem durch Verwendung nur weniger Bauteile eine automatisierte Schaltung in Abhängigkeit des zu übertragenden Drehmoments durchgeführt werden kann. Bezugszeichen 1 erstes Zahnrad
2 zweites Zahnrad
3 erste Kupplung
4 erstes Bauteil
5 Feder
6 verschiebbares Teil
7 ortsfestes Teil
8 zweite Kupplung
9 zweites Bauteil
10 Federkugelraste
Thus, a switchable transmission is created, in which an automated shift depending on the torque to be transmitted can be carried out by using only a few components. Reference number 1 first gear
2 second gear
3 first clutch
4 first component
5 spring
6 sliding part
7 stationary part
8 second clutch
9 second component
10 spring catch

Claims

1. Schaltbares Getriebe mit mindestens zwei schaltbaren Übersetzungen mit einem ersten Zahnrad (1) und einem zweiten Zahnrad (2), welche schrägverzahnt ausgeführt sind und in Wirkverbindung stehen, um Drehmoment zu übertragen, wobei durch Verbinden eines der Zahnräder (1, 2) mit weiteren Bauteilen (4, 9) die Übersetzungen schaltbar sind und die Zahnräder (1, 2) in Abhängigkeit des Drehmoments eine Axialkraft erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Axialkraft eine der Übersetzungen geschaltet wird. 1. Switchable transmission with at least two switchable ratios with a first gear ( 1 ) and a second gear ( 2 ), which are designed with helical teeth and are operatively connected to transmit torque, by connecting one of the gears ( 1 , 2 ) with further components ( 4 , 9 ) the gear ratios are switchable and the gearwheels ( 1 , 2 ) generate an axial force as a function of the torque, characterized in that one of the gear ratios is switched by the axial force.

2. Schaltbares Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb einer definierten Axialkraft die erste Übersetzung und oberhalb einer definierten Axialkraft die zweite Übersetzung geschaltet ist. 2. Switchable transmission according to claim 1, characterized characterized that below one defined axial force the first translation and above one defined axial force switched the second gear ratio is.

3. Schaltbares Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des Zahnrads (2) mit den weiteren Bauteilen (4, 9) als formschlüssige Kupplung ausgeführt ist. 3. Switchable transmission according to claim 1, characterized in that the connection of the gear ( 2 ) with the other components ( 4 , 9 ) is designed as a positive coupling.

4. Schaltbares Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Zahnrad (2) und den weiteren Bauteilen (4, 9) als Lamellenkupplung ausgeführt ist. 4. Switchable transmission according to claim 1, characterized in that the connection between the gear ( 2 ) and the other components ( 4 , 9 ) is designed as a multi-plate clutch.

5. Schaltbares Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mit den weiteren Bauteilen (4, 9) verbindbare Zahnrad (2) durch die Axialkraft gegen eine Federkraft (5) verschiebbar angeordnet ist. 5. Switchable transmission according to claim 1, characterized in that the with the other components ( 4 , 9 ) connectable gear ( 2 ) by the axial force against a spring force ( 5 ) is arranged displaceably.

6. Schaltbares Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das verschiebbare Zahnrad (2) erst oberhalb einer definierten Axialkraft, welche oberhalb der Federkraft (5) liegt, verschiebbar ist. 6. Switchable transmission according to claim 5, characterized in that the displaceable gear ( 2 ) is displaceable only above a defined axial force, which lies above the spring force ( 5 ).

7. Schaltbares Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Axialkraft, welche oberhalb der Federkraft (5) liegt, mindestens um den Betrag höher als die Federkraft (5) liegt, um welchen die Axialkraft durch die Veränderung der Übersetzung reduziert wird. 7. Switchable transmission according to claim 6, characterized in that the defined axial force, which is above the spring force ( 5 ), is at least higher by the amount than the spring force ( 5 ) by which the axial force is reduced by changing the translation.