DE20202581U1

DE20202581U1 - Zahnradgetriebe in Vorgelegebauweise

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Publication number: DE20202581U1
Application number: DE20202581U
Authority: DE
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2002-02-19
Filing date: 2002-02-19
Publication date: 2002-05-16
Anticipated expiration: 2012-02-20

Description

ZF FRIEDRICHSHAFEN AG Akte 8232 Z

Friedrichshafen · 2002-02-15

Zahnradgetriebe in Vorgelegebauweise

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zahnradgetriebe in Vorgelegebauweise für ein Kraftfahrzeug gemäß dein Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zahnradgetriebe in Vorgelegebauweise, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassen nach dem Stand der Technik eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle sowie mindestens eine im Getriebegehäuse ortsfest gelagerte Vorgelegewelle.

Hierbei weisen die Antriebswelle, die Abtriebswelle und die zumindest eine Vorgelegewelle Zahnräder auf, die miteinander mittels Schaltelementen in Eingriff gebracht werden können und dadurch die Übersetzungsstufen des Getriebes bilden.

Derartige Getriebe sind vielfältig bekannt. So beschreibt die DE A 44 29 546 der Anmelderin ein mehrgängiges Getriebe dieser Art. Einsetzbar sind derartige Getriebe insbesondere bei Nutzkraftfahrzeugen mit neun oder zehn Gängen.

Die DE 199 579 85 Al beschreibt ein Getriebe mit einer Antriebswelle, einer koaxial zu dieser angeordneten Abtriebswelle und einer Vorgelegewelle, wobei ein erstes Konstantradpaar vorgesehen ist, das die Drehung der Vorgelegewelle auf die Abtriebswelle übertragen kann, und wobei den einzelnen Gängen jeweils Zahnradpaare zugeordnet sind, die die Drehung der Antriebswelle wahlweise auf die Vorgelegewelle übertragen. Ein zweites Konstantradpaar kann die Drehung der Vorgelegewelle auf die Abtriebswelle übertragen.

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. Nach dem Stand der Technik wird üblicherweise eine Einzelübersetzung, d. h. ein Zahneingriff zur Erzeugung einer einzigen Getriebeübersetzung verwendet. Dies bedeutet, dass bei Getrieben mit einer hohen Gangzahl das.Gewicht sowie die Abmessungen des Getriebes ebenfalls erhöht werden, was sich auch auf die Herstellungskosten auswirkt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zahnradgetriebe in Vorgelegebauweise anzugeben, welches kompakt ausgebildet und kostengünstig herstellbar ist.

Zudem soll bei geeigneten Werten der Einzelübersetzungen eine hohe Getriebespreizung mit annähernd progressiver Stufung erzielt werden.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Schutzan-. spruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Demnach wird ein Zahnradgetriebe in Vorgelegebauweise vorgeschlagen, welches eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle, eine Vorgelegewelle und eine Zwischenwelle für den Rückwärtsgang aufweist, bei dem die Vorgelegewelle koaxial zur Abtriebswelle und die Antriebswelle achsversetzt zu der Abtriebswelle angeordnet ist. Hierbei bewirkt der Eingriff von jeweils zwei Zahnrädern unterschiedlicher Wellen miteinander eine Einzelübersetzung, die zur Erzeugung der Getriebeübersetzung verwendbar ist, wobei die Einzelübersetzungen mittels Schaltelementen aktivierbar sind. Erfindungsgemäß sind die Einzelübersetzungen bzw. Übersetzungsstufen mehrfach zur Erzeugung mehrerer unterschiedlicher Getriebeübersetzungen verwendbar.

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Das erfindungsgemäße Getriebe weist den Vorteil auf, dass durch die geringere Anzahl an Einzelübersetzungen bzw. Übersetzungsstufen das Gewicht und die Abmessungen bei gleicher Gangzahl, wie bei vergleichbaren Getrieben nach dem Stand der Technik, signifikant reduziert werden. Dies bedeutet auch, dass die Herstellungskosten reduziert werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft erläutert.
In diesen stellen dar:

Fig. 1 ein Schema des erfindungsgemäßen Getriebes

und
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Fig. 2 ein Schaltschema des erfindungsgemäßen Getriebes mit beispielhaften Übersetzungswerten.

Gemäß Fig. 1 umfasst das erfindungsgemäße Getriebe vier Wellen, nämlich eine Antriebswelle 1, eine Abtriebswelle 3, eine Vorgelegewelle 2 und eine Zwischenwelle 4 für den Rückwärtsgang. Hierbei ist die Vorgelegewelle 2 koaxial zur Abtriebswelle 3 abgeordnet; die Antriebswelle 1 ist achsversetzt zu der Abtriebswelle angeordnet.

Auf der Antriebswelle 1 sind sechs Zahnräder angeordnet, welche in der Figur mit den Bezugszeichen 5, 7, 9, 11, 13 und 15 versehen sind, wobei die Zahnräder 11 und 13 verdrehfest miteinander verbunden sind. Die auf der Antriebswelle angeordneten Zahnräder 5, 7, 9 und 13 sind mittels Betätigung¹ von Schaltelementen mit dieser direkt verdrehfest verbindbar, wobei den Zahnrädern 11 und .13 zu diesem

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Zweck ein Schaltelement zugeordnet ist, da diese miteinander, verdrehfest verbunden sind. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist das Zahnrad 5 mittels des Schaltelementes e, das Zahnrad 7 mittels des Schaltelementes a, das Zahnrad 9 mittels des Schaltelementes d und die Zahnräder 11 und 13 mittels des Schaltelementes g mit der Antriebswelle 1 verdrehfest verbindbar. Die Zahnräder 13 und 15 sind über ein Schaltelement i und die Zahnräder 9 und 11 über ein Schaltelement h verdrehfest miteinander verbindbar.

Auf der Vorgelegewelle 2 sind erfindungsgemäß drei Zahnräder 6, 8 und 10 angeordnet, welche verdrehfest mit dieser \rerbunden sind. Die Abtriebswelle 3 weist ebenfalls drei Zahnräder auf: ein erstes Zahnrad 12, welches über das Schaltelement f mit der Abtriebswelle verdrehfest verbindbar ist, ein zweites Zahnrad 14, welches über das Schaltelement c mit der Abtriebswelle verdrehfest verbindbar ist sowie ein drittes, verdrehfest mit der Abtriebswelle 3 verbundenes Zahnrad 16. Auf der Welle 4 ist ein Zahnrad 17 verdrehfest angeordnet.

Die Vorgelegewelle 2 ist mittels des Schaltelementes b mit dem Zahnrad 12 der Abtriebswelle 3 verdrehfest verbindbar.
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Durch die erfindungsgemäße Konzeption entstehen sieben Zahneingriffe bzw. Einzelübersetzungen, welche in Fig. 1 mit den Bezugszeichen I, II, III, IV, V, VI und VII versehen sind.
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Drei Einzelübersetzungen entstehen durch Eingriff der Zahnräder 5 und 6, 7 und 8 bzw. 9 und 10 miteinander, nämlich die Einzelübersetzungen I, II und III. Eine vierte

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Einzelübersetzung IV wird durch den Eingriff der Zahnräder 11 und 12 miteinander gebildet. Die fünfte Einzelübersetzung IV bilden die miteinander im Eingriff stehenden Zahnräder 13 und 14 und die sechste Einzelübersetzung die miteinander im Eingriff stehenden Zahnräder 15 und 17. Die siebte Einzelübersetzung bilden die Zahnräder 16 und 17.

Gemäß der Erfindung sind mit diesen Einzelübersetzungen im Rahmen der hier erläuterten bevorzugten Ausführungsform mindestens neun Vorwärtsgänge und mindestens drei Rückwärtsgänge realisierbar. Dies wird anhand der Fig. 2 verdeutlicht, welche ein Schaltschema des erfindungsgemäßen Getriebe;s zeigt. In der Figur sind auch beispielhafte Werte für die Übersetzung u, den Stufensprung &phgr; und die Einzel-Übersetzungen i angegeben.

Wie aus der Fig. 2 ersichtlich, entsteht bei geeigneter Wahl der Zahnräder eine annähernd progressive Gangabstufung bei einer erheblichen Gesamtspreizung des Getriebes.

Der erste Gang wird durch Aktivierung der Schaltelemente a, b und c realisiert. Hierbei werden die Einzelübersetzungen II, IV und V verwendet. Für den zweiten Gang werden die Schaltelemente b, c und d geschlossen, was eine Verwendung der Einzelübersetzungen III, IV und V bedeutet. Der dritte Gang entsteht erfindungsgemäß durch Verwendung der Einzeiübersetzungen I, IV und V. Zu diesem Zweck müssen die Schaltelemente b, c und e aktiviert werden. Für den vierten Gang werden die Schaltelemente a, b und f bzw. die Einzelübersetzung II aktiviert. Um den fünften Gang zu schalten, werden die Schaltelemente c und g benötigt, was einer Verwendung der Einzelübersetzung V entspricht.

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Wie aus dem Schaltschema ersichtlich, wird der sechste Gang durch Verwendung der Einzelübersetzungen III mittels der Betätigung der Schaltelemente b, d und f, wohingegen für den siebten Gang die Schaltelemente c, e und h die Einzelübersetzung I, III und V aktiviert werden. Der achte Gang benötigt die Schaltelemente b, e und f bzw. die Einzelübersetzung I. Ferner wird der neunte Gang durch die Einzelübersetzungen II, III und IV gebildet, was den Schaltelementen a, f und h entspricht. Erfindungsgemäß ergibt sich der erste Rückwärtsgang durch die Kombination der Einzelübersetzungen II, IV, VI und VII bzw. der Schaltelemente a, b und i. Der zweite Rückwärtsgang ergibt sich durch die Kombination der Einzelübersetzungen III, IV, VI und VII bzw. der Schaltelemente b, d, i und der dritte Rückwärtsgang ergibt sich durch die Kombination der Einzelübersetzungen I, IV, VI und VII bzw. der Schaltelemente b, e und i..

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Bezugszeichen

1 Antriebswelle 2 Vorgelegewelle

3 Abtriebswelle

4 Zwischenwelle

5 - 17 Zahnräder

a - i Schaltelemente

I - VII Einzelübersetzungen

Claims

1. Zahnradgetriebe in Vorgelegebauweise umfassend eine Antriebswelle (1), eine Abtriebswelle (3), eine Vorgelegewelle (2) und eine Zwischenwelle (4) für den Rückwärtsgang, wobei die Vorgelegewelle (2) koaxial zur Abtriebswelle (3) und die Antriebswelle (1) achsversetzt zu der Abtriebswelle (3) angeordnet ist und wobei auf den Wellen (1, 2, 3, 4) Zahnräder (5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17) angeordnet sind, derart, dass der Eingriff von jeweils zwei Zahnrädern unterschiedlicher Wellen (1, 2, 3, 4) miteinander eine Einzelübersetzung (I, II, III, IV, V, VI, VII) liefert, die zur Erzeugung der Getriebeübersetzung verwendbar ist, wobei die Einzelübersetzungen mittels Schaltelementen (a, b, c, d, e, f, g, h, i) aktivierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Einzelübersetzung (I, II, III, IV, V, VI, VII) zur Erzeugung mehrerer unterschiedlicher Getriebeübersetzungen mehrfach verwendbar ist.

2. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (1) sechs Zahnräder (5, 7, 9, 11, 13, 15) umfasst, wobei sie mit vier Zahnrädern (5, 7, 9, 13) jeweils über die Schaltelemente (e, a, d, g) verdrehfest verbindbar ist und wobei die Schaltelemente (11, 13) verdrehfest miteinander verbunden sind, die Zahnräder (13, 15) über ein Schaltelement (i) und die Zahnräder (9, 11) über ein Schaltelement (h) verdrehfest miteinander verbindbar sind und dass die Vorgelegewelle (2) drei Zahnräder (6, 8, 10) umfasst, wobei die Zahnräder (6, 8, 10) der Vorgelegewelle (2) mit dieser verdrehfest verbunden sind und jeweils mit drei Zahnrädern (5, 7, 9) der Antriebswelle (I) im Eingriff stehen, so dass drei Einzelübersetzungen (I, II, III) entstehen, wobei auf der Abtriebswelle (3) zwei mit ihr über die Schaltelemente (f, c) verdrehfest verbindbare Zahnräder (12, 14), die mit den Zahnrädern (11) bzw. (13) der Antriebswelle (I) zwei weitere Einzelübersetzungen (IV, V) bilden sowie ein verdrehfest mit ihr verbundenes Zahnrad (16) angeordnet sind und wobei auf der Zwischenwelle (4) ein Zahnrad (17) angeordnet ist, welches mit dem Zahnrad (16) und dem Zahnrad (15) im Eingriff steht, so dass zwei weitere Einzelübersetzungen (VI, VII) gebildet werden.

3. Zahnradgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgelegewelle (2) über ein Schaltelement (b) mit einem Zahnrad (12) der Abtriebswelle (3) verdrehfest verbindbar ist.

4. Zahnradgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens neun Vorwärtsgänge und mindestens drei Rückwärtsgänge realisierbar sind.

5. Zahnradgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gang aus den Einzelübersetzungen (II), (IV) und (V), der zweite Gang aus den Einzelübersetzungen (III), (IV) und (V), der dritte Gang aus den Einzelübersetzungen (I), (IV) und (V), der vierte Gang aus der Einzelübersetzung (II), der fünfte Gang aus der Einzelübersetzung (V), der sechste Gang aus der Einzelübersetzung (III), der siebte Gang aus den Einzelübersetzungen (I), (III) und (V), der achte Gang aus der Einzelübersetzung (I), der neunte Gang aus den Einzelübersetzungen (II), (III) und (IV), der erste Rückwärtsgang aus den Einzelübersetzungen (II), (IV), (VI) und (VII), der zweite Rückwärtsgang aus den Einzelübersetzungen (III), (IV), (VI) und (VII) und dass der dritte Rückwärtsgang aus den Einzelübersetzungen (I), (IV), (VI) und (VII) realisierbar ist.