DE19755432A1

DE19755432A1 - Automatisiertes Vielganggetriebe

Info

Publication number: DE19755432A1
Application number: DE1997155432
Authority: DE
Inventors: Gerold Bieber
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1997-12-13
Filing date: 1997-12-13
Publication date: 1999-06-17

Description

Die Erfindung betrifft ein Vielganggetriebe und insbe sondere ein automatisiertes Vielganggetriebe für Nutzkraft wagen (Nkw).

Das heutige Standardgetriebe im schweren Nkw hat 16 Gänge und einen Übersetzungsbereich von 14 bis 17 und be steht aus drei Gruppengetrieben (2-Gang-Vorschaltgruppe, 4-Gang-Hauptgetriebe und 2-Gang-Nachschaltgruppe -2 × 4 × 2). Dabei ist die Zahl der erforderlichen Zahnräder groß. Dies führt, in Verbindung mit den Anforderungen einer mechani schen Schaltung, zu hohen Kosten sowie zu Einschränkungen hinsichtlich der Anordnung der Zahnräder und der entspre chenden Schaltelemente. Zusätzlich wird ein großer Bauraum benötigt. Dies resultiert wiederum in einem erhöhten Ge wicht der Getriebeanordnung.

Aus der DE 44 22 901 A1 sind Getriebeanordnungen mit zwei Vorgelegewellen bekannt, die achsparallel und einander gegenüberliegend angeordnet sind. Die Übersetzungen des Getriebes werden zwischen den Vorgelegewellen und der Hauptwelle definiert.

Die elektronische Ansteuerung der Schaltungen von Vielganggetrieben erlaubt neue Radanordnungen, da eine räumliche Zuordnung der Schaltelemente zu einer mechani schen Schaltung entfallen kann. Folglich kann der zeitliche Ablauf auch freier gestaltet werden. Dies erlaubt eine freiere Anordnung der Zahnräder und der Schaltelemente, sowie eine optimierte Gestaltung der Radanordnung.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Radanordnung für ein Vielganggetriebe zu schaffen mit möglichst wenigen Zahnrädern zum Erreichen einer hohen Gangzahl.

Darüber hinaus soll ein Getriebe entwickelt werden, das mit geringstem Bauaufwand und für alle Verwendungszwec ke genügend Gänge und Gesamtübersetzung bietet und das über eine intelligente Elektronik die Schaltungen nach speziel len Ablaufprogrammen steuert. Zusätzlich soll das Gewicht des Getriebes gering sein.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die Merk male des Hauptanspruchs gelöst.

Dementsprechend wird vorgeschlagen, das erfindungsge mäße Getriebe als ein Mehrwellengetriebe auszubilden. Dazu sind wenigstens drei parallele Wellen vorgesehen, von denen eine die Abtriebswelle ist.

Die parallelen Wellen haben erfindungsgemäß einen un terschiedlichen Achsabstand zueinander. Dadurch entstehen für jedes Radpaar unterschiedliche Übersetzungen. Jedes Rad ist mittels einer Schaltungsmuffe mit seiner Welle verbind bar.

In einer Ausführungsform entstehen durch verschiedene Kombinationen neunzehn (geometrisch) gestufte Vorwärtsgän ge. Die Gänge eins bis vier und elf und zwölf sind über eine weitere Welle als Rückwärtsgänge verwendbar.

In drei weiteren Ausführungsformen entstehen acht Vor wärts- und vier Rückwärtsgänge.

An der Getriebeabtriebsseite der nicht als Abtriebs welle vorgesehenen Welle steht jeweils ein Nebenabtrieb zur Verfügung.

In der Ausführungsform mit neunzehn Vorwärtsgängen ist erfindungsgemäß die Nebenabtriebsstelle der Vorgelegewel le 3 als Sekundärretarder verwendbar, wobei die möglichen Übersetzungen wahlweise schaltbar sind.

Hier eignet sich die Vorgelegewelle 5 besonders für den Antrieb konventioneller N-Triebe. Auch hier sind die möglichen Übersetzungen wahlweise schaltbar.

Für den Betrieb der erfindungsgemäßen Getriebe ist während der Schaltungen ein beeinflußbarer Motor erforder lich.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erste vorteilhafte Ausgestaltung;

Fig. 2 die Anordnung der Rückwärtswelle nach Fig. 1;

Fig. 3A bis 3D Übersetzungsverhältnisse und Stufensprünge nach Fig. 1;

Fig. 4A eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung;

Fig. 4B und 4C das Zusammenwirken der Schalteinrichtungen nach Fig. 4A;

Fig. 5A eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung und

Fig. 5B das Zusammenwirken der Schalteinrichtungen nach Fig. 5A.

Die Fig. 1 zeigt ein Getriebe 2 mit im wesentlichen drei parallelen Wellen 3, 5, 7, von denen die Welle 7 als Abtriebswelle auf einer Seite in der Eingangswelle 1 gela gert ist. Die Wellen 1 und 7 liegen koaxial zueinander.

Auf der Welle 1 ist ein Zahnrad 4 angeordnet, das mit einer Schalteinrichtung 6 mit einem Doppelzahnrad 8 auf der Welle 7 verbindbar ist. Zwei weitere Zahnräder 10 und 12 sind mit der Welle 7 über eine Schalteinrichtung 14 ver bindbar. Das Doppelzahnrad 8 und das Zahnrad 10 sind mit einer Schalteinrichtung 11 verbindbar. Auf der Welle 3 sind zwei Zahnräder 16 und 18 über die Schalteinrichtung 20 mit der Welle 3 verbindbar. Ein weiteres Zahnrad 22 ist über die Schalteinrichtung 24 mit der Welle 3 und über die Schalteinrichtung 26 mit dem Zahnrad 28 verbindbar.

Auf der Welle 5 sind zwei Zahnräder 30 und 32 gela gert, die mit der Schalteinrichtung 34 mit der Welle 5 ver bindbar sind. Ein Zahnrad 36 ist mit einer Schalteinrich tung 38 mit Welle verbindbar. Das Zahnrad 32 ist über eine Schalteinrichtung 40 mit einem weiteren Zahnrad 42 verbind bar. Die Wellen 1, 3, 5, 7 sind in einem Gehäuse 44 gela gert.

Die Fig. 2 zeigt eine Rückwärtswelle 9, auf der ein Zahnrad 46 fest angeordnet ist, das mit dem losen Zahnrad 8 auf der Welle 7 in Eingriff steht. Auf der Welle 9 ist ein weiteres Zahnrad 48 angeordnet, das mit der Schalteinrich tung 50 mit der Welle 9 verbindbar ist. Zahnrad 48 greift in das Zahnrad 16 auf Welle 3 ein.

Die Fig. 3A und 3B zeigen zwei beispielhafte Überset zungsreihen für ein Getriebe mit neunzehn Vorwärtsgängen. In Fig. 3C sind die Stufensprünge j zwischen jeweils auf einanderfolgenden Gangstufen aufgezeigt.

Die Fig. 4A zeigt ein Getriebe 52 mit einer Eingangs welle 54, einer Vorgelegewelle 56, einer Rückwärtswelle 58 und einer Ausgangswelle 60. Die Eingangswelle 54 trägt ein loses Zahnrad 64, das über eine Schalteinrichtung F mit einem Zahnrad 66 verbunden, das als Hohlwelle ausgebildet ist und seinerseits ein weiteres Zahnrad 68 trägt, das über eine Schalteinrichtung E mit dem Zahnrad 66 verbindbar ist. Zahnrad 66 ist weiter über eine Schalteinrichtung D mit der Welle 54 verbindbar. Mit der Welle 54 ist auch ein Zahn rad 70 über die Schalteinrichtung C verbindbar. Welle 56 trägt ein Doppelzahnrad 72, das über eine Schalteinrich tung B mit der Welle 56 verbindbar ist. Mit der Welle 56 ist auch ein Zahnrad 74 über die Schalteinrichtung A ver bindbar. Zwei Zahnräder 76 und 78 sind fest mit der Wel le 56 verbunden. Auf der Rückwärtswelle 58 ist ein Zahn rad 80 lose angeordnet. Die Welle 60 trägt ein Doppelzahn rad 62, das mit einer Schalteinrichtung V mit der Welle 60 verbindbar ist. Ein Zahnrad 64 ist über eine Schalteinrich tung R mit der Welle 60 verbindbar und steht mit dem Zahn rad 80 in Eingriff. Die drei Wellen 54, 56 und 60 sind im Gehäuse 82 gelagert.

Die Fig. 4B und 4C zeigen zwei unterschiedliche Aus führungsformen der Verwendung der Schaltelemente nach Fig. 4A zur Schaltung unterschiedlicher Vorwärts- und Rück wärtsgangstufen. Die Übersetzungsreihen sind dabei unter schiedlich, wie den rechten Spalten zu entnehmen ist. Beide Anordnung dienen zur Schaltung eines Getriebes mit acht Vorwärtsgängen und vier Rückwärtsgängen.

Die Fig. 5A zeigt in einer anderen vorteilhaften An ordnung ein Getriebe 152 mit einer Eingangswelle 154, einer Vorgelegewelle 156, einer Rückwärtswelle 158 und einer Aus gangswelle 160. Die Eingangswelle 154 trägt ein loses Zahn rad 164, das über eine Schalteinrichtung F mit einem Zahn rad 166 verbunden, das als Hohlrad ausgebildet ist und sei nerseits ein weiteres Zahnrad 168 trägt, das über eine Schalteinrichtung E mit dem Zahnrad 166 verbindbar ist. Zahnrad 166 ist weiter über eine Schalteinrichtung D mit der Welle 154 verbindbar. Mit der Welle 154 ist auch ein Zahnrad 170 über die Schalteinrichtung C verbindbar. Wel le 156 trägt ein Doppelzahnrad 172, das über eine Schalt einrichtung B mit der Welle 156 verbindbar ist. Mit der Welle 156 ist auch ein Zahnrad 174 über die Schalteinrich tung A verbindbar. Zwei Zahnräder 176 und 178 sind fest mit der Welle 156 verbunden. Auf der Rückwärtswelle 158 ist ein Zahnrad 180 lose angeordnet. Die Welle 160 trägt ein Dop pelzahnrad 162, das mit einer Schalteinrichtung V mit der Welle 160 verbindbar ist. Ein Zahnrad 164 ist über eine Schalteinrichtung R mit der Welle 160 verbindbar und steht mit dem Zahnrad 180 in Eingriff. Die drei Wellen 154, 156 und 160 sind im Gehäuse 182 gelagert.

Die Fig. 5B zeigt die Verwendung der Schaltelemente nach Fig. 5A zur Schaltung unterschiedlicher Vorwärts- und Rückwärtsgangstufen. Die Übersetzungsreihe ist der rechten Spalten zu entnehmen. Die Anordnung dient zur Schaltung eines Getriebes mit acht Vorwärtsgängen und vier Rückwärts gängen.

Bezugszeichenliste

1

,

3

,

5

,

7

,

9

Welle

2

Getriebe

6

Schalteinrichtung

8

Doppelzahnrad

10

,

12

Zahnrad

11

,

14

,

20

,

24

,

26

Schalteinrichtung

16

,

18

,

22

Zahnrad

28

,

30

,

32

,

36

,

42

Zahnrad

34

,

38

,

40

Schalteinrichtung

44

Gehäuse

46

,

48

Zahnrad

50

Schalteinrichtung

52

Getriebe

54

,

56

,

58

,

60

Welle

62

,

72

Doppelzahnrad

64

,

66

,

68

,

70

,

74

Zahnrad

76

,

78

,

80

Zahnrad

82

Gehäuse

152

Getriebe

154

,

156

,

158

,

160

Welle

162

,

172

Doppelzahnrad

164

,

166

,

168

,

170

Zahnrad
A, B, C, D, E, FSchalteinrichtung
V, RSchalteinrichtung

Claims

1. Automatisiertes Vielganggetriebe, insbesondere für Nkw, mit drei parallelen Wellen (3, 5, 7), von denen eine die Abtriebswelle (7) ist sowie eine Rückwärtswelle (9), dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wellen (3, 5), die nicht Abtriebswellen sind, einen unter schiedlichen Achsabstand zur Abtriebswelle (7) haben.

2. Automatisiertes Vielganggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rad mit einer Schaltungsmuffe mit seiner Welle verbindbar ist.

3. Automatisiertes Vielganggetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß neunzehn geometrisch gestufte Vorwärtsgänge wählbar sind.

4. Automatisiertes Vielganggetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Gänge eins bis vier und elf und zwölf über eine weitere Welle (9) als Rückwärtsgänge verwendbar sind.

5. Automatisiertes Vielganggetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß an der Getriebeabtriebsseite der Wellen (3 und 5) jeweils ein Nebenabtrieb verfügbar ist.

6. Automatisiertes Vielganggetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenab triebsstelle der Welle (3) als Sekundärretarder verwendbar ist, wobei die möglichen Übersetzungen wahlweise schaltbar sind.