DE19704455A1 - Schaltgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug, das als Planetengetriebe mit dem Freiheitsgrad 2 ausgebildet ist und dessen Sonnenräder, Hohlräder und Planetenradträger koaxial zu der Getriebeeingangswelle in einem Getriebegehäuse verlaufen.

Schaltgetriebe für Kraftfahrzeuge sind in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt. Häufig kommen Stirnrädergetriebe zur Anwendung, deren Gänge durch eine sogenannte H-Schaltung geschaltet werden können. Diese Getriebe sind in der Regel als Synchrongetriebe mit 4 oder mehr Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang ausgebildet. Die Stirnrädergetriebe weisen mehrere parallel nebeneinander liegende Wellen mit den entsprechenden Zahnrädern auf und sind somit relativ schwer und umfangreich. Die H-Schaltung ist stets ein Problem bei derartigen Getrieben, da diese häufig relativ schwer zu handhaben ist und hakelig arbeitet.

Für automatische Schaltgetriebe werden in der Regel Planetengetriebe eingesetzt, deren Sonnenräder, Hohlräder und/oder Planetenradträger durch Lamellenkupplungen oder Bremsbänder festgelegt oder freigegeben werden, um die gewünschte Übersetzung zu erhalten. Die Getriebe sind über einen hydraulischen Drehmomentwandler mit dem Motor verbunden und mit elektrischen und/oder hydraulischen Steuersystemen versehen. Obwohl Planetengetriebe relativ kompakt ausgebildet werden können, erfordern automatische Getriebe wegen der erforderlichen Steuersysteme, Bremsbänder und Lamellenkupplungen in der Regel einen größeren Platzbedarf als herkömmliche Schaltgetriebe. Die automatischen Getriebe sind zwar komfortabel, weisen jedoch ein hohes Gewicht auf und sind technisch relativ aufwendig.

Zudem verursachen automatische Schaltgetriebe wegen des Schlupfes in der Regel einen höheren Treibstoffverbrauch als handgeschaltete Getriebe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgetriebe der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß ein einfacher kompakter Aufbau erzielt wird. Ferner soll die Schaltung der einzelnen Gänge erleichtert werden.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Sonnenräder, Hohlräder und Planetenradträger drehfest mit wenigstens einer koaxial auf der Getriebeeingangswelle angeordneten Verbindungsbuchse verbunden sind, daß eine Eingangswahlbuchse vorgesehen ist, die drehfest und axial verschiebbar auf der Getriebeeingangswelle gelagert ist und die in drehfesten Eingriff mit einer Verbindungsbuchse bringbar ist, wobei die Eingangswahlbuchse mit einer Befestigungswahlbuchse axial fest und relativ zueinander drehbar verbunden ist, die axial verschiebbar und in Drehrichtung festlegbar an dem Getriebegehäuse gelagert und in drehfesten Eingriff mit einer anderen Verbindungsbuchse bringbar ist, so daß durch axiales Verschieben der Eingangswahlbuchse und somit der Befestigungswahlbuchse ein Sonnenrad, ein Hohlrad oder ein Planetenradträger des Planetengetriebes am Getriebegehäuse festlegbar, ein Sonnenrad, Hohlrad oder Planetenradträger des Planetengetriebes mit der Getriebeeingangswelle drehfest verbindbar und ein Sonnerad, Hohlrad oder Planetenradträger frei drehbar ist. Durch das wahlweise Festlegen, Antreiben und Freigeben der einzelnen drehbaren Elemente des Planetengetriebes kann eine vorbestimmbare Kraftübertragung mit einem vorbestimmbaren Übersetzungsverhältnis erfolgen. Durch diese Ausbildung eines Getriebes werden die Vorteile eines handgeschalteten Getriebes mit denen eines Planetengetriebes verbunden. Der Aufbau kann sehr kompakt sein.

Durch die koaxiale Anordnung aller sich drehenden Elemente des Planetengetriebes, nämlich Sonnenrad, Hohlrad und Planetenradträger, kann ferner die Ausbildung der Schaltung sehr einfach sein. Die Eingangswahlbuchse, die in axialer Richtung fest mit der Befestigungswahlbuchse verbunden ist, muß lediglich axial verschoben werden, um die einzelnen Gänge zu schalten. Dementsprechend braucht der Schalthebel ebenfalls nur eine einfache lineare Bewegung oder eine einfache Verschwenkbewegung durchzuführen. Dadurch wird der Schaltvorgang wesentlich erleichtert.

Grundsätzlich ist der Aufbau des Planetengetriebes beliebig. Das Planetengetriebe weist in vorteilhafter Weise zwei gekoppelte Planetensätze auf. Es können auch andere Umlaufgetriebe zum Einsatz kommen. Zweckmäßig ist es jedoch, wenn das Planetengetriebe ein Hohlrad und zwei Sonnenräder aufweist, die über einen gemeinsamen Planetenradträger und einen Satz doppeltwirkender Planetenräder in Form eines Ravigneaux-Getriebes miteinander gekoppelt sind. Diese Form des Getriebes ist äußerst kompakt und bietet die Möglichkeit, vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang zu schalten. Es kann vorgesehen werden, daß das Planetengetriebe ein Hohlrad aufweist, das stets mit der Getriebeausgangswelle verbunden ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß wenigstens zwei Verbindungsbuchsen nebeneinander angeordnet sind und jeweils eine Außenkeilverzahnung und gleiche äußere Durchmesser aufweisen, wobei die Eingangswahlbuchse als Hülse mit einer Innenkeilverzahnung ausgebildet ist, die jeweils in Eingriff mit einer Außenkeilverzahnung bringbar ist. Dies hat den Vorteil, daß die Eingangswahlbuchse konstruktiv sehr einfach als zylindrische Hülse ausgebildet sein kann. Es kann hierbei zweckmäßig sein, wenn mehrere Verbindungsbuchsen koaxial zur Getriebeeingangswelle nebeneinander angeordnet sind, die gleiche Außendurchmesser und gleiche Breiten der Außenkeilverzahnungs aufweisen.

Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn die Eingangswahlbuchse über eine Antriebsbuchse drehfest mit der Getriebeeingangswelle verbunden ist. Die Antriebsbuchse weist ebenfalls eine Außenkeilverzahnung auf, die mit einer Innenkeilverzahnung der Eingangswahlbuchse zusammenwirkt. Dadurch kann mit einfachen Mitteln die axiale und drehfeste Verschiebbarkeit erreicht werden.

Grundsätzlich ist es zweckmäßig, wenn wenigstens zwischen einem Paar benachbarter Verbindungsbuchsen wenigstens ein Synchronring vorgesehen ist. Dadurch sind die Schaltvorgänge mit den Vorteilen eines Synchrongetriebes durchführbar.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Verbindungsbuchsen so koaxial zu der Getriebeeingangswelle nebeneinander angeordnet und die Verzahnung der zusammenwirkenden Zahnräder so gewählt sind, daß bei einer axialen Bewegung der Eingangswahlbuchse in eine Richtung aufeinanderfolgend aufsteigende und bei einer Bewegung in die andere Richtung aufeinanderfolgend absteigende Gänge geschaltet werden. Dadurch wird der Schaltvorgang weiter erleichtert. Der Fahrer muß den Schalthebel lediglich in die gewünschte Richtung bewegen, um ein Hochschalten oder Herunterschalten zu bewirken. Dabei ist es nicht zwingend erforderlich, daß der Fahrer den aktuellen Gang kennt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß zwischen jedem Paar benachbarter Verbindungsbuchsen ein Synchronring angeordnet ist, so daß zwischen jedem Gang eine Leerlaufstellung des Getriebes vorhanden ist. Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn der Rückwärtsgang durch Bewegung der Eingangswahlbuchse in eine axiale Endstellung geschaltet wird. Vorteilhaft ist hier die axiale Endstellung vor der dem 1. Gang entsprechenden Lage der Eingangswahlbuchse. Durch diese Maßnahmen werden die Schaltvorgänge weiter erleichtert.

Ferner kann gemäß der Erfindung vorgesehen werden, daß die Verbindungsbuchsen und/oder die Synchronringe und/oder die Eingangswahlbuchse und/oder die Befestigungswahlbuchse mit in radialer Richtung gefederten Kugelelementen versehen sind, die mit korrespondierenden umlaufenden Nuten in den Verbindungsbuchsen und/oder Synchronringen und/oder der Eingangswahlbuchse und/oder der Befestigungswahlbuchse zusammenwirken, so daß die Eingangswahlbuchse und die Befestigungswahlbuchse rastend und axial in der gewählten Stellung gehalten sind. Dies hat den Vorteil, daß die einzelnen Gänge und auch die Leerlaufstellungen exakt und spürbar einlegbar sind. Dadurch werden Fehlschaltungen vermieden.

Grundsätzlich kann vorgesehen werden, daß der jeweils eingelegte Gang durch eine entsprechende optische Anzeige angezeigt wird. Es kann aber auch ausreichend sein, wenn lediglich die einzelnen Leerlaufstellungen durch eine optische Anzeige in der Armaturentafel signalisiert wird. Dadurch können Fehlschaltungen ebenfalls vermieden werden.

Das Schaltgetriebe kann in herkömmlicher Weise mit einem Motor über eine lösbare Kupplung zwischen Getriebe und Motor verbunden werden. Hierbei ist es lediglich erforderlich, die Befestigungswahlbuchse drehfest mit dem Getriebegehäuse zu verbinden.

Es ist aber auch möglich, die Befestigungswahlbuchse über eine Reibkupplung drehfest mit dem Getriebegehäuse zu verbinden. Dies hat den Vorteil, daß auf die herkömmliche Kupplung zwischen Motor und Getriebe verzichtet werden kann. Die Reibkupplung kann beispielsweise als Membranfederkupplung ausgebildet sein.

Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn die Teile der Reibkupplung koaxial zu der Befestigungswahlbuchse verlaufen, so daß die Kupplungsscheibe von einer Seite nicht von dem Getriebe verdeckt ist. Dies ist bei der koaxialen Ausbildung des gesamten Getriebes ohne weiteres möglich. Die Kupplungsteile, insbesondere die Kupplungsscheibe als Verschleißteil, ist somit leicht zugänglich und kann einfach ersetzt werden.

Ein anderer Vorteil ist darin zu sehen, daß sich die Kupplungsscheibe und auch die erforderliche Ausrückeinrichtung während der Kraftübertragung nicht drehen. Dadurch kann der Verschleiß reduziert werden. Ferner besteht nicht die Notwendigkeit, die vollständige Kupplung, sondern lediglich die Kupplungsscheibe auszuwuchten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 im Schnitt ein Viergang-Getriebe gemäß der Erfindung im Rückwärtsgang,

Fig. 2 im Schnitt das Viergang-Getriebe im Leerlauf,

Fig. 3 im Schnitt das Viergang-Getriebe im ersten Gang,

Fig. 4 im Schnitt das Viergang-Getriebe im vierten Gang, und

Fig. 5 im Schnitt und in vergrößerter Darstellungsform die Eingangswahlbuchse mit den Verbindungsbuchsen des Viergang-Getriebes im Leerlauf.

Das in der Zeichnung dargestellte Schaltgetriebe weist eine Getriebeeingangswelle 11 auf, die drehfest mit einem nicht dargestellten Motor verbindbar ist. Koaxial zu der Getriebeeingangswelle 11 ist ein Planetengetriebe 12 angeordnet. Das Planetengetriebe ist als sogenanntes Ravigneaux-Getriebe ausgebildet.

Im einzelnen weist das Planetengetriebe 12 zwei axial hintereinander angeordnete Sonnenräder 13, 14 auf. Das vordere, der Motorseite 19 zugewandte Sonnenrad 13 steht über zwei koaxial zueinander auf einem gemeinsamen Planetenradträger 15 angeordnete Sätze von Planetenräder 16, 17 in Verbindung mit einem Hohlrad 18 des Getriebes.

Es wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß sich relative axiale Anordnungen stets auf die Motorseite 19 des Getriebes beziehen. So befindet sich das vordere oder erste Sonnenrad 13 näher an dem Motor als das hintere oder zweite Sonnenrad 14. Es ist selbstverständlich, daß alle drehbaren Elemente durch entsprechende Lagerungen 54, 56 zentriert im Getriebegehäuse 51 gehalten werden. Auch sind an den erforderlichen Stellen Wellendichtringe 55 vorgesehen. Diese Lagerungen und Dichtungen sind dem Fachmann bekannt und brauchen daher nicht näher erläutert zu werden.

Die äußeren Planetenräder 17 sind als Doppelplanetenräder ausgebildet, deren zweite Verzahnungen 20 mit dem hinteren Sonnenrad 14 zusammenwirken. Alle drehbaren Elemente verlaufen koaxial zur Getriebeeingangswelle 11.

Das Sonnenrad 13 ist über eine Hohlwelle 21, das Sonnenrad 14 über eine Hohlwelle 22 und der Planetenradträger 15 über eine Hohlwelle 23 mit einer Anordnung 57 von Verbindungsbuchsen verbunden. Die Verbindungsbuchsen befinden sich in einem axialen Abstand zu dem Planetengetriebe 12. Im einzelnen ist die Anordnung so getroffen, daß die Hohlwellen 21, 22, 23 relativ zueinander drehbar und koaxial auf und relativ drehbar zu der Getriebeeingangswelle 11 angeordnet sind.

Der Planetenträger 15 ist über die innere Hohlwelle 23 mit einer Verbindungsbuchse 24 verbunden. Die Verbindungsbuchse 24 ist mit einer weiter vorne liegenden Verbindungsbuchse 25 drehfest verbunden. Die Verbindungsbuchsen 24, 25 weisen Außenkeilverzahnungen auf, die mit axialem Abstand zueinander angeordnet sind. Zwischen den Verbindungsbuchsen 24, 25 befindet sich ein frei drehbarer Synchronring 26, der ebenfalls eine Außenkeilverzahnung aufweist.

Das erste oder vordere Sonnenrad 13 ist über die mittlere Hohlwelle 21 mit einer Verbindungsbuchse 27 verbunden, die vor der Verbindungsbuchse 25 liegt. Auch diese Verbindungsbuchse 27 ist drehfest mit einer weiter vorne angeordneten Verbindungsbuchse 28 verbunden. Die Verbindungsbuchsen 27, 28 weisen Außenkeilverzahnungen auf, die mit axialem Abstand zueinander angeordnet sind. Zwischen den einzelnen Verbindungsbuchsen 27, 28 befindet sich ebenfalls ein frei drehbarer Synchronring 29, der eine Außenkeilverzahnung aufweist.

Das hintere Sonnenrad 14 ist über die äußere Hohlwelle 22 mit einer vor der Verbindungsbuchse 28 angeordneten Verbindungsbuchse 30 verbunden, die ebenfalls eine Außenkeilverzahnung aufweist. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, weisen alle Verbindungsbuchsen 24, 25, 27, 28, 30 einen gleichen Außendurchmesser mit gleichen Außenkeilverzahnungen auf. Entsprechendes gilt für die Synchronringe 26, 29 sowie die weiterhin vorgesehenen Synchronringe 31, 32 und 33, die jeweils zwischen den nebeneinanderliegenden Verbindungsbuchsen 25, 27 und 28, 30 sowie vor der Verbindungsbuchse 30 angeordnet sind.

Das Planetengetriebe weist ferner eine axial verschiebbare Eingangswahlbuchse 34 auf, die über eine Keilverzahnung drehfest mit einer Antriebsbuchse 35 verbunden ist. Die Antriebsbuchse 35 ist über eine Keilscheibe 53 drehfest mit der Getriebeeingangswelle 11 verspannt. Die Eingangswahlbuchse 34 ist als zylindrische Hülse ausgebildet und weist auf der Innenseite zwei mit axialem Abstand zueinander angeordnete Innenkeilverzahnungen 36, 37 auf. Im einzelnen ist die Anordnung so getroffen, daß die hintere Innenkeilverzahnung 37 stets im Eingriff mit der Außenkeilverzahnung der Antriebsbuchse 35 steht. Die vordere Innenkeilverzahnung 36 ist hinsichtlich der axialen Erstreckung so bemessen, daß sie in Eingriff nur mit einer der Außenkeilverzahnungen der Verbindungsbuchsen oder der Synchronringe bringbar ist. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß durch eine axiale Verschiebung der Eingangswahlbuchse eine Außenkeilverzahnung von einer der Verbindungsbuchsen oder einem der Synchronringe in Drehverbindung mit der Getriebeeingangswelle 11 gebracht werden kann.

Die Eingangswahlbuchse 34 ist über eine Lageranordnung 38 mit einer Befestigungswahlbuchse 39 relativ zueinander drehbar und in axialer Richtung fest verbunden. Die Befestigungswahlbuchse 39 ist axial verschiebbar im Getriebegehäuse 51 gelagert. Die axiale Verschiebung der Eingangswahlbuchse 34 wird somit unmittelbar in eine identische axiale Bewegung der Befestigungswahlbuchse 39 umgesetzt.

Die Befestigungswahlbuchse 39 weist eine vordere und hintere Innenkeilverzahnung 40, 41 auf, die in Abhängigkeit von der axialen Lage jeweils in Eingriff mit einer Außenkeilverzahnung der Verbindungsbuchsen oder der Synchronringe bringbar ist. Die Innenkeilverzahnungen 40, 41 sind ebenfalls hinsichtlich der axialen Breite so bemessen, daß sie in Eingriff mit nur einer der Außenkeilverzahnungen der Verbindungsbuchsen oder der Synchronringe bringbar sind.

Weiterhin weist die Befestigungswahlbuchse eine Außenkeilverzahnung 42 auf, die durch eine entsprechende axiale Verschiebung in Richtung auf den Motor in Eingriff mit einer Innenkeilverzahnung einer weiteren Verbindungsbuchse 43 gebracht werden kann, die drehfest mit dem Planetenradträger 15 verbunden ist. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Planetenradträger 15 und die Verbindungsbuchse 43 einstückig ausgebildet.

Die Außenkeilverzahnung 42 der Befestigungswahlbuchse 39 steht ferner über eine Befestigungshülse 52 in Verbindung mit einer Kupplungsscheibe 44 einer Reibkupplung, um die Befestigungswahlbuchse 39 in Drehrichtung festlegbar am Getriebegehäuse 51 zu lagern. Die Kupplungsscheibe 44 ist Bestandteil einer Membranfederkupplung 45, deren Membranfeder 46 die Kupplungsscheibe zwischen einer Druckplatte 47 und dem Gehäuse 51 festhält. Die Befestigungungshülse 52 dient auch zur Abdichtung der Kupplung gegen das Getriebeöl.

Wie aus der Beschreibung und der Zeichnung ersichtlich, wird durch eine axiale Verschiebung der Eingangswahlbuchse 34 die Getriebeeingangswelle 11 mit einer Verbindungsbuchse und somit einem Getrieberad verbunden. Durch die gleichzeitige axiale Verschiebung der Befestigungswahlbuchse 39 wird eine Verbindungsbuchse und somit ein Getrieberad festgelegt. Dies hat zur Folge, daß das Getriebe nicht mehr den Freiheitsgrad 2 hat, und es ist eine Kraftübertragung auf die in der Zeichnung nicht dargestellte Getriebeausgangswelle möglich. Die Getriebeausgangswelle kann mit einem Stirnrad in Verbindung stehen, das in Eingriff mit einer Außenverzahnung 48 des Hohlrades 18 ist.

Die Wirkungsweise des Getriebes wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Gangstellungen beschrieben. In der in Fig. 1 gezeigten Stellung befindet sich das Getriebe im Rückwärtsgang. In diesem Gang ist die Eingangswahlbuchse 34 in ihrer vorderen axialen Endstellung. Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, befindet sich die vordere Innenkeilverzahnung 36 in Eingriff mit der Verbindungsbuchse 30 der Hohlwelle 22. Das Sonnenrad 14 wird somit angetrieben. Die Innenkeilverzahnungen 40, 41 der Befestigungswahlbuchse 39 befinden sich nicht in einem Eingriff. Der vordere Abschnitt der Außenkeilverzahnung 42 der Befestigungswahlbuchse 39 ist im Eingriff mit der Innenkeilverzahnung der Verbindungsbuchse 43 des Planetenradträgers 15. Der Planetenradträger 15 steht somit still.

Die Drehbewegung erfolgt somit von der Getriebeeingangswelle 11 über das Sonnenrad 14 und die Doppelplanetenräder 17 auf das Hohlrad 18, das über ein nicht dargestelltes Zahnrad mit der Getreibeausgangswelle in Verbindung steht. Das Sonnenrad 13 dreht sich frei, da keine ihrer Verbindungsbuchsen 27, 28 angetrieben oder festgelegt ist.

Zum Schalten des Ganges wird die Kupplung betätigt, wodurch die Kupplungsscheibe 44 freigegeben wird. Die Kupplungsscheibe ist drehbar im Getriebegehäuse gelagert, so daß die Befestigungswahlbuchse bei betätigter Kupplung ebenfalls relativ zum Getriebegehäuse drehbar ist. Dadurch wird der Freiheitsgrad des Getriebes 2, und die Drehbewegungen werden nicht mehr bestimmt übertragen, so daß Schaltvorgänge möglich sind.

Bei betätigter Kupplung kann die Eingangswahlbuchse 34 axial verschoben werden. Die Keilverzahnungen der Wahlbuchsen, also der Eingangswahlbuchse 34 und der Befestigungswahlbuchse 39, gelangen außer Eingriff mit den Keilverzahnungen der Verbindungsbuchsen und kommen in Eingriff mit den Keilverzahnungen der Synchronringe.

Eine mögliche Leerlaufstellung des Getriebes ist in Fig. 2 dargestellt. In dieser Leerlaufstellung zwischen dem Rückwärtsgang und dem 1. Gang befindet sich die vordere Innenkeilverzahnung 36 in Eingriff mit dem Synchronring 32 zwischen den Verbindungsbuchsen 30 der Hohlwelle 22 und 28 der Hohlwelle 21. Der Synchronring kann kein Drehmoment übertragen, so daß der Motor von den angetriebenen Fahrzeugrädern getrennt ist.

Zum Schalten des Getriebes in den 1. Gang wird die Kupplung betätigt und die Eingangswahlbuchse 34 zusammen mit der Befestigungswahlbuchse 39 weiter nach hinten geschoben. Wie bereits erläutert sind die axialen Breiten der Verbindungsbuchsen und der Innenkeilverzahnungen sowie der Abstand der Keilverzahnungen der Wahlbuchsen 34, 39 so bemessen, daß jeweils nur eine wirksame drehfeste Verbindung der Wahlbuchsen mit einer Verbindungsbuchse erfolgen kann. Die Außenkeilverzahnungen der Verbindungsbuchsen der Anordnung 57 und auch der Synchronringe, bis auf die des Synchronringes 29, sind somit im wesentlichen gleich breit.

In Fig. 3 ist das Getriebe im 1. Gang dargestellt. Hier befindet sich die vordere Innenkeilverzahnung 36 der Eingangswahlbuchse 34 im Eingriff mit der Verbindungsbuchse 28 der Hohlwelle 21. Die Außenkeilverzahnung 42 der Befestigungswahlbuchse steht weiterhin in Verbindung mit der Verbindungsbuchse 43, so daß der Planetenträger 15 festgelegt ist. Das Sonnenrad 13 wird angetrieben, und die Drehbewegung wird über die inneren Planetenräder 16 und die äußeren Planetenräder 17 auf das Hohlrad 18 übertragen. Das Sonnenrad 14 dreht sich frei mit.

Durch weiteres axiales Verschieben der Eingangswahlbuchse 34 nach hinten gelangt das Getriebe in die Leerlaufstellung zwischen dem 1. und dem 2. Gang. Im 2. Gang ist die Eingangswahlbuchse drehfest über die Verbindungsbuchse 27 der Hohlwelle 21 verbunden. Die hintere Innenkeilverzahnung 41 der Befestigungswahlbuchse steht nunmehr im Eingriff mit der Verbindungsbuchse 30 der Hohlwelle 22, während die Außenkeilverzahnung 42 außer Eingriff mit der Innenkeilverzahnung der Verbindungsbuchse 43 gelangt. Das Sonnenrad 13 wird angetrieben, und das Sonnenrad 14 steht still. Die Drehbewegung wird von dem Sonnenrad 13 über die Drehung der Planetenräder 16 und 17 auf das Hohlrad 18 übertragen. Der Planetenradträger 15 läuft definiert frei mit. Aufgrund der unterschiedlichen Verzahnungen der einzelnen Zahnräder wird eine andere Übersetzung als beim 1. Gang erzielt.

Zum Weiterschalten des Getriebes in den 3. Gang wird die Eingangswahlbuchse 34 bei betätigter Kupplung über die Leerlaufstellung zwischen dem 2. und dem 3. Gang weiter nach hinten bewegt. In dieser Stellung ist die Eingangswahlbuchse drehfest mit der Verbindungsbuchse 25 der Hohlwelle 23 verbunden. Die hintere Innenkeilverzahnung 41 der Befestigungswahlbuchse 39 greift in die Außenkeilverzahnung der Verbindungsbuchse 28 ein, während die vordere Innenkeilverzahnung noch frei liegt. Im 3. Gang steht somit das Sonnenrad 13 still, während der Planetenträger 15 angetrieben wird. Das Sonnenrad 14 dreht sich frei mit.

In Fig. 4 ist das Getriebe im 4. Gang dargestellt. Hier befindet sich die vordere Innenkeilverzahnung 36 in Eingriff mit der Verbindungsbuchse 25 der Hohlwelle 23. Die vordere Innenkeilverzahnung 40 der Befestigungswahlbuchse 39 greift in die Außenkeilverzahnung der Verbindungsbuchse 30 der Hohlwelle 22 ein, so daß das Sonnenrad 14 stillsteht. Die hintere Innenkeilverzahnung 41 der Befestigungswahlbuchse 39 steht über dem breiteren Synchronring 29. Die Drehbewegung der Getriebeeingangswelle 11 wird über den Planetenträger 15 und die äußeren Planetenräder 17 auf das Hohlrad übertragen. Hier steht das Sonnenrad 14 still, so daß sich eine andere Übersetzung als im 3. Gang ergibt.

In der Fig. 5 sind die zusammenwirkenden Teile der Eingangswahlbuchse 34 und der Befestigungswahlbuchse 39 sowie der einzelnen Verbindungsbuchsen näher dargestellt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind die Innenkeilverzahnungen und die Außenkeilverzahnungen der Wahlbuchsen 34, 39 und teilweise die Synchronringe mit einer Vielzahl von am Umfang verteilter Kugelelemente 49 versehen. Die Kugelelemente 49 sind in radialer Richtung federnd gelagert und wirken mit Umfangsnuten 50 in den Keilverzahnungen der Verbindungsbuchsen und der Synchronringe zusammen. Hierdurch wird eine rastende Schaltung ermöglicht. Ferner wird erreicht, daß durch die Federkraft die Drehbewegung der Eingangswahlbuchse 34 auf einen Synchronring übertragen wird. Beim Verschieben der Innenkeilverzahnung der Eingangswahlbuchse in Richtung auf eine Verbindungsbuchse wird das Kugelelement gegen die Flanke der umlaufenden Nut gedrückt, so daß der Synchronring gegen die benachbarte Verbindungsbuchse geschoben wird. Dadurch werden die Drehgeschwindigkeiten angeglichen, und es ist ein leichter Gangwechsel möglich.

Es ist insbesondere aus der Zeichnung ersichtlich, daß die Kupplung 45 von der dem Motor abgekehrten Seite frei zugänglich ist. Die Kupplungselemente sind im wesentlichen kreisringförmig ausgebildet und erstrecken sich koaxial um die Befestigungswahlbuchse. Ein Austausch eventuell verschlissener Kupplungsteile in daher leicht möglich. Ferner steht die Kupplung während der Drehmomentübertragung still, so daß auf das ansonsten sehr aufwendige Ausrücklager verzichtet werden kann. Ferner wird somit ein vorzeitiger Verschleiß der Kupplung vermieden.

Bezugszeichenliste

11

Getriebeeingangswelle

12

Planetengetriebe

13

Sonnenrad

14

Sonnenrad

15

Planetenradträger

16

Planetenrad

17

Doppelplanetenrad

18

Hohlrad

19

Motorseite

20

Verzahnung

21

Hohlwelle

22

Hohlwelle

23

Hohlwelle

24

Verbindungsbuchse

25

Verbindungsbuchse

26

Synchronring

27

Verbindungsbuchse

28

Verbindungsbuchse

29

Synchronring

30

Verbindungsbuchse

31

Synchronring

32

Synchronring

33

Synchronring

34

Eingangswahlbuchse

35

Antriebsbuchse

36

Innenkeilverzahnung

37

Innenkeilverzahnung

38

Lageranordnung

39

Befestigungswahlbuchse

40

Innenkeilverzahnung

41

Innenkeilverzahnung

42

Außenkeilverzahnung

43

Verbindungsbuchse

44

Kupplungsscheibe

45

Membranfederkupplung

46

Membranfeder

47

Druckplatte

48

Außenverzahnung

49

Kugelelement

50

Umfangsnut

51

Gehäuse

52

Befestigungshülse

53

Keilscheibe

54

Lager

55

Wellendichtring

56

Lager

57

Buchsenanordnung

Claims (13)

1. Schaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug, das als Planetengetriebe (12) mit dem Freiheitsgrad 2 ausgebildet ist und dessen Sonnenräder (13, 14), Hohlräder (18) und Planetenradträger (15) koaxial zu der Getriebeeingangswelle (11) in einem Getriebegehäuse verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonnenräder, Hohlräder und Planetenradträger jeweils drehfest mit wenigstens einer koaxial auf der Getriebeeingangswelle angeordneten Verbindungsbuchse (30; 27, 28; 24, 25) verbunden sind, daß eine Eingangswahlbuchse (34) vorgesehen ist, die drehfest und axial verschiebbar auf der Getriebeeingangswelle gelagert ist und die in drehfesten Eingriff mit einer Verbindungsbuchse bringbar ist, wobei die Eingangswahlbuchse mit einer Befestigungswahlbuchse (39) axial fest und relativ zueinander drehbar verbunden ist, die axial verschiebbar und in Drehrichtung festlegbar an dem Getriebegehäuse gelagert und in drehfesten Eingriff mit einer anderen Verbindungsbuchse bringbar ist, so daß durch axiales Verschieben der Eingangswahlbuchse und somit der Befestigungswahlbuchse ein Sonnenrad, ein Hohlrad oder ein Planetenradträger des Planetengetriebes am Getriebegehäuse festlegbar, ein Sonnenrad, Hohlrad oder Planetenradträger des Planetengetriebes mit der Getriebeeingangswelle drehfest verbindbar und ein Sonnenrad, Hohlrad oder Planetenradträger frei drehbar ist.

2. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetengetriebe wenigstens zwei gekoppelte Planetensätze aufweist.

3. Schaltgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetengetriebe ein Hohlrad (18) und zwei Sonnenräder (13, 14) aufweist, die über einen gemeinsamen Planetenradträger (15) und einem Satz doppeltwirkender Planetenräder (17) in Form eines Ravigneaux-Getriebes miteinander gekoppelt sind.

4. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetengetriebe ein Hohlrad (18) aufweist, das mit der Getriebeausgangswelle verbunden ist.

5. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Verbindungsbuchsen (24, 25, 27, 28, 30) nebeneinander angeordnet sind und jeweils eine Außenkeilverzahnung und gleiche äußere Durchmesser aufweisen, wobei die Eingangswahlbuchse (34) als Hülse mit einer Innenkeilverzahnung (36) ausgebildet ist, die jeweils in Eingriff mit einer Außenkeilverzahnung bringbar ist.

6. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwischen einem Paar benachbarter Verbindungsbuchsen (24, 25, 27, 28, 30) wenigstens ein Synchronring (26, 29, 31, 32, 33) vorgesehen ist.

7. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsbuchsen so koaxial zu der Getriebeeingangswelle nebeneinander angeordnet und die Verzahnung der zusammenwirkenden Zahnräder so gewählt sind, daß bei einer axialen Bewegung der Eingangswahlbuchse in eine Richtung aufeinanderfolgend aufsteigende und bei einer Bewegung in die andere Richtung aufeinanderfolgend absteigende Gänge geschaltet werden.

8. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Paar benachbarter Verbindungsbuchsen ein Synchronring angeordnet ist, so daß zwischen jedem Gang eine Leerlaufstellung des Getriebes vorhanden ist.

9. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückwärtsgang durch Bewegung der Eingangswahlbuchse in eine axiale Endstellung geschaltet wird.

10. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsbuchsen und/oder die Synchronringe und/oder die Eingangswahlbuchse und/oder die Befestigungswahlbuchse mit in radialer Richtung gefederten Kugelelementen (49) versehen sind, die mit korrespondierenden umlaufenden Nuten (50) in den Verbindungsbuchsen und/oder Synchronringen und/oder der Eingangswahlbuchse und/oder der Befestigungswahlbuchse zusammenwirken, so daß die Eingangswahlbuchse und die Befestigungswahlbuchse rastend und axial in der gewählten Stellung gehalten sind.

11. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungswahlbuchse (39) über eine Reibkupplung (45) drehfest mit dem Getriebegehäuse verbindbar ist.

12. Schaltgetriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibkupplung als Membranfederkupplung (45) ausgebildet ist.

13. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile der Reibkupplung koaxial zu der Befestigungswahlbuchse verlaufen, so daß die Kupplungsscheibe von einer Seite nicht von dem Getriebe verdeckt ist.