DE10356198A1

DE10356198A1 - Gangwechseleinrichtung

Info

Publication number: DE10356198A1
Application number: DE2003156198
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl.-Ing. Sich
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-12-02
Filing date: 2003-12-02
Publication date: 2005-07-21
Also published as: JP2005164043A

Abstract

Gangwechseleinrichtung, insbesondere für stufenlose Getriebe, wie Umschlingungsgetriebe, Reibradgetriebe oder Kegelringgetriebe, mit der eine Drehrichtungsumkehr bewirkt wird und die als Klauenkupplung oder Synchronisierung ausgebildet ist, wobei die Gangwechseleinrichtung in eine im stufenlosen Getriebe vorhandene kraftschlüssige Kupplung integriert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gangwechseleinrichtung, insbesondere für stufenlose Getriebe wie Umschlingungsgetriebe, Reibradgetriebe oder Kegelradgetriebe, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein stufenloses Umschlingungsgetriebe besteht üblicherweise aus einer Anfahreinheit, einer Gangwechseleinrichtung, einer Zwischenwelle, einem Differential, hydraulischen und elektronischen Steuereinrichtungen sowie aus einem Variator.
Der Variator umfasst nach dem Stand der Technik eine Primär- und eine Sekundärscheibe, wobei beiden Scheiben aus paarweise angeordneten Kegelscheiben gebildet sind. Des weiteren ist der Variator mit einem momentenübertragenden Umschlingungselement versehen, das zwischen den beiden Kegelscheibenpaaren umläuft.
In einem derartigen Getriebe wird die derartige Übersetzung durch den Laufradius des Umschlingungsmittels definiert, der wiederum eine Funktion der axialen Position der Kegelscheiben ist.

Aus der DE 199 50 053 ist ein stufenlos verstellbares Fahrzeuggetriebe mit einem Variator zur stufenlosen Übersetzungsverstellung und mit einem mehrstufigen Schaltgetriebe mit mindestens einer Eingangs- und einer Ausgangswelle und mit mindestens zwei Vorwärtsgängen und mindestens einem Rückwärtsgang bekannt.

Dabei erfolgt in dem mehrstufigen Schaltgetriebe, durch die mindestens zwei Vorwärtsgänge zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle eine Drehrichtungsumkehr, wobei der Rückwärtsgang ohne Drehrichtungsumkehr zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle ausgebildet ist.

Die Vorrichtung zur Drehrichtungsumkehr kann eine Stirnradstufe sein, der eine Drehzahlübersetzung nachgeschaltet ist. Insbesondere ist das mehrstufige Schaltgetriebe ein Planetengetriebe, das über eine Stirnradstufe mit einem nachgeordneten Achsdifferential zum Antrieb der Radachsen eines Kraftfahrzeuges verbunden ist.

Es sind auch stufenlose Getriebe bekannt, deren Gangwechseleinrichtung, die als Synchronisierung oder Klauenkupplung ausgebildet ist, doppelwirkend auf zwei Zahnradpaare einwirken, um so verschiedene Übersetzungen einzustellen, wobei die Gangwechseleinrichtung zwischen den Verzahnungen angeordnet ist. Durch diese Bauweise ist ein nicht unerheblicher Bauraum in Axialrichtung zwischen den Verzahnungen erforderlich, um die Gangwechseleinrichtung samt der von außen einwirkenden Betätigungseinrichtung anzuordnen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Gangwechseleinrichtung in einem stufenlosen Getriebe derart anzuordnen, dass der axial benötigte Bauraum für das Getriebe in optimaler Weise derart verringert wird, dass sich das Getriebe für den Front-Quer-Einbau in ein Kraftfahrzeug eignet.

Ausgehend von einer Gangwechseleinrichtung der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung geht also aus von einer Gangwechseleinrichtung, die als Klauenkupplung oder Synchronisierung ausgebildet ist, wobei die Gangwechseleinrichtung in eine im stufenlosen Getriebe vorhandene Kupplung integriert ist.

Diese Kupplung kann als Anfahrkupplung ausgeführt sein und ist vorzugsweise als Zweischeibenkupplung ausgebildet.

Eine Kupplung, die das Drehmoment durch Reibung überträgt, baut den Durchmesser relativ groß wegen der geringen Übertragungsfähigkeit. Eine formschlüssige Klauenkupplung oder Synchronisierung hingegen ist wesentlich leistungsfähiger und benötigt damit weniger radialen Bauraum. Bei einer derartigen Kupplung ist es möglich, die formschlüssige Gangwechseleinrichtung radial unterhalb der Lamellen der reibschlüssigen Kupplung unterzubringen. Dadurch wird der Vorteil erzielt, dass der axiale Bauraum, der bei den herkömmlich angeordneten Gangwechseleinrichtungen notwendig war, fast völlig eingespart werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellt ist; darin zeigen

1 einen Teil eines herkömmlichen Getriebeschemas für ein stufenloses Getriebe;

2 einen Längsschnitt durch eine formschlüssige Kupplung mit integrierter Gangwechseleinrichtung;

3 eine vergrößerte Darstellung eines Teils der kraftschlüssigen Kupplung mit integrierter Gangwechseleinrichtung; und

4 Einzelheiten der integrierten Gangwechseleinrichtung.

Bei dem in 1 dargestellten teilweisen Getriebeschema ist mit K eine Anfahrkupplung bezeichnet, die beispielsweise dem zweiten Kegelscheibenpaar eines Variators ein stufenloses Umschlingungsgetriebe nachgeordnet ist. Die Ausgangswelle der Anfahrkupplung K ist mit einer Gangwechseleinrichtung G verbunden, die für die Umschaltung zwischen der Vorwärtsfahrt und der Rückwärtsfahrt und umgekehrt sorgt. Die Gangwechseleinrichtung G ist über eine Stirnradstufe S mit einem Differential D eines Kraftfahrzeuges verbunden.
Wie eingangs erwähnt, benötigt die Gangwechseleinrichtung G einen nicht unerheblichen Bauraum in Axialrichtung, der auch für die nicht dargestellte Betätigungseinrichtung für die Gangwechseleinrichtung zur Verfügung stehen muss.
2 zeigt einen Längsschnitt durch eine kraftschlüssige Kupplung, welche die Anfahrkupplung für das stufenlose Getriebe sein kann und in der die formschlüssige Gangwechseleinrichtung radial unter den Lamellen integriert ist. Durch diese Integration wird der axiale Bauraum, der bisher für das Vorsehen der Gangwechseleinrichtung samt Betätigungseinrichtung erforderlich war, fast völlig eingespart.
Die kraftschlüssige Kupplung weist einen Kupplungskörper 1, Stahllamellen 2, Belaglamellen 3, einen Lamellenträger 4, eine Feder 5, sowie eine Betätigungseinrichtung 6 auf und ist mit einer Antriebswelle 11 verbunden.
3 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Teils der kraftschlüssigen Anfahrkupplung mit der integrierten Gangwechseleinrichtung. Die als Klau enkupplung ausgeführte Gangwechseleinrichtung weist hierbei zwei Scheiben 14, 15 mit je einer Klauenverzahnung auf und die jeweils über ein Welle 7 bzw. 16 mit einem Zahnrad 8 bzw. 9 verbunden sind. Ferner ist eine Schiebemuffe vorgesehen, die in dem Lamellenträger 4 der formschlüssigen Anfahrkupplung integriert ist. Mit 18 ist ein Schaltring zur Betätigung der Schiebemuffe 4 bezeichnet, der wiederum durch eine Feder 19 beaufschlagt wird und durch ein Zugseil 20 in Axialrichtung verschiebbar ist. Mit 21 ist eine Hülse bezeichnet, die mit dem Kupplungsgehäuse 23 verbunden ist und die zur Verdrehsicherung des Schaltringes 18, sowie zur Führung der Feder 19 und des Seiles 20 dient.
Eine Welle 7 eines Zahnrades 8, welches sich länger in Betrieb befindet als ein Zahnrad 9 auf einer Welle 16, ist über Lager 10 in der Antriebswelle 11 gelagert, sodass keine Lagerverluste bei geschlossener Kupplung auftreten. Die Welle 16 für das Zahnrad 9 ist hingegen über Lager 12 auf der Welle 7 für das Zahnrad 8 gelagert.
4a zeigt als Einzelheit eine Seitenansicht der Hülse 21, der Feder 19 und des als Doppelseil ausgeführten Seiles 20 zur axialen Verschiebung des Schaltringes 19 bei Betätigung der Schiebemuffe 4.
4b zeigt eine Vorderansicht der Hülse 21 mit dem Doppelseil 20.
4c zeigt eine vergrößerte Darstellung einer der Umlenkstellen für das Seil 20 beim Einführen in die Kupplung mit der integrierten Gangwechseleinrichtung. Mit 22 ist dabei eine Hülse bezeichnet und mit 23 eine Aussparung, die als Abstützung für die Feder 19 dient.
Durch die im Bauraum einer vorhandenen kraftschlüssigen Kupplung, insbesondere der Anfahrkupplung, integrierte Gangwechseleinrichtung sowie der Anordnung der Betätigung für die Gangwechseleinrichtung zwischen der Welle und der Betätigungseinrichtung der formschlüssigen Kupplung wird eine bauraumoptimale Konstruktion erzielt, d. h. dass die Getriebelänge in Axialrichtung besonders kurz ist, sodass ein stufenloses Getriebe mit der Anfahrkupplung, in die die Gangwechseleinrichtung integriert ist, sich besonders gut für den Front-Quer-Einbau in ein Kraftfahrzeug eignet.

1: Kupplungskörper
2: Stahllamellen
3: Belaglamellen
4: Lamellenträger
5: Feder
6: Betätigungseinrichtung
7: Welle
8: Zahnrad
9: Zahnrad
10: Lager
11: Antriebswelle
12: Lager
13: Abtriebwelle
14: Scheibe
15: Scheibe
16: Welle
17: Lager
18: Schaltring
19: Feder
20: Seil
21: Hülse
22: Öse
23: Gehäuse
24: Aussparung
D: Differential
E: Gangwechseleinrichtung
K: Kupplung
S: Stirnradstufe

Claims

Gangwechseleinrichtung, insbesondere für stufenlose Getriebe, wie Umschlingungsgetriebe, Reibradgetriebe oder Kegelringgetriebe, mit der eine Drehrichtungsumkehr bewirkt wird und die als Klauenkupplung oder Synchronisierung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet , dass die Gangwechseleinrichtung in eine im stufenlosen Getriebe vorhandene kraftschlüssige Kupplung integriert ist.
Gangwechseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie in eine dem Variator eines Umschlingungsgetriebes nachgeordnete kraftschlüssige Anfahrkupplung integriert ist.
Gangwechseleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gangwechseleinrichtung als Klauenkupplung ausgestaltet ist und zwei Scheiben (14, 15) aufweist, auf denen je eine Klauenverzahnung angeordnet ist und die über je eine Welle (7, 16) mit jeweils einem Zahnrad (8, 9) verbunden sind, eine Schiebemuffe aufweist, die in den Lamellenträger (4) der Anfahrkupplung integriert ist und einen Schaltring (18) zur Bestätigung der Schiebemuffe (4) aufweist, der durch eine Feder (19) beaufschlagt ist und durch ein Zugseil (20) axial verschiebbar ist.
Gangwechseleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die als Klauenkupplung ausgebildete formschlüssige Gangwechseleinrichtung radial unterhalb der Lamellen (2, 3) der formschlüssigen Anfahrkupplung angeordnet ist.
Gangwechseleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (7) für das Zahnrad (8) in der Antriebswelle (11) für die Kupplung über Lager (10) gelagert ist.
Gangwechseleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (16) für das Zahnrad (9) auf der Welle (7) für das Zahnrad (8) über Lager (12) gelagert ist.
Gangwechseleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (19) von einer Hülse (21) umgeben ist, in der eine Federabstützung (24) ausgebildet ist und dass die Hülse (21) zwei Umlenkstellen für das als Doppelseil ausgebildete Zugseil (20) aufweist.