DE2800267C2

DE2800267C2 - Viergängiges Schaltgetriebe

Info

Publication number: DE2800267C2
Application number: DE2800267A
Authority: DE
Inventors: Enno Ing.(grad.) 7920 Heidenheim Stodt
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1978-01-04
Filing date: 1978-01-04
Publication date: 1984-03-29
Also published as: DE2800267A1; US4341127A; IT7967007A0; IT1165603B

Description

a) mit einem Ende jeder Welle (11, 21) ist ein Außenrad (15,25) drehfest verbunden;

b) die Welle (11) der ersten Schalteinheit (10) ,-rotiert mit der Eingangsdrehzahl des Schaltgetriebes, und die Welle (21) der zweiten Schalteinheit (20) ist die Äusgangswelle des Getriebes;

c) die vier unterschiedliche Teilkreisdurchmesser aufweisenden Zahnräder (12 bis 15) der ersten Welle (11) kämmen mit den vier Zahnrädern (22 bis 25) der zweiten Welle derart, daß jedes erste Nebenrad (13, 23) dem Mittelrad (22, 12) der jeweils anderen Welle und jedes zweite Nebenrad (14, 24) dem Außenrad (25, 15) der jeweils anderen Welle zugeordnet ist;

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

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d) von aen Zahnrädern jeder Welle weist das Außßnrad (15, 25) -ien größten und das Mittelrad (12, 22) den zweitgrößten Teilkreisdurchmesser auf; J₅

e) die Wellen (11, 21), die Mittelräder (12, 22), die ersten Nebenräder (13, 23), die zweiten Nebenräder (14, 24), die Außenräder (15, 25) und die als Lamellenkupplungen ausgebildeten Schaltkupplungen (17,18) sind paarweise gleich.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgeschaltetes Wendegetriebe eine dritte, ein Mittelrad (32), zwei Schaltkupplungen (17,18, ein großes und ein kleines Nebenrad (33,34) umfassende Schalteinheit (30) aufweist, deren Mittelrad (32) mit dem Mittelrad (12) der ersten Schalteinheit (10) kämmt.

3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schalteinheit .(30) im wesentlichen gleich den anderen Schalteinheiten (10 und 20) aufgebaut ist.

4. Getriebe nach einem der Ansprüche I bis 3, worin alle Zahnräder den gleichen Modul aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der beiden mit einem Außenrad (15, 25) gebildeten Zahnradpaare (14/25, 15/24) eine kleinere Zähnezahl-Summe aufweist als die mit einem Mittelrad (12, 22) gebildeten Zahnradpaare (12/23,13/22).

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Die Erfindung geht aus von einem im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Getriebe, das bekannt ist aus der US-PS 32 85 088.

Bei einem Getriebe dieser Art findet die Kraftübertragung in jedem der vier Gänge nur über ein einziges Zahnradpaar statt, so daß der Wirkungsgrad der Kraftübertragung verhältnismäßig hoch ist Ein Nachteil des bekannten Getriebes besteht jedoch darin, daß in beiden Schalteinheiten das Mittelrad einen kleineren Teilkreisdurchmesser aufweist als die beiden Nebenräder. Dies hat nämlich zur Folge, daß man die dort als Zahnkupplungen ausgebildeten Schaltkupplungen nicht ohne weiteres duch Lamellenkupplungen ersetzen kann. Mit anderen Worten: Das bekannte Getriebe könnte nur dann mit Lamellenkupplungen ausgerüstet werden (so daß es unter Last schaltbar ist), wenn man das gesamte Getriebe vergrößern würde.

Außerdem ist folgendes zu beachten: Bei dem bekannten Getriebe findet die Kraftübertragung in den beiden unteren Gängen (in denen die Ausgangswelle ein verhältnismäßig hohes Drehmoment übertragen muß) über die der Ausgangswelle zugeordneten Zahnkupplungen statt In den beiden oberen Gängen findet die Kraftübertragung dagegen über die beiden der Eingangswelle zugeordneten Zahnkupplungen statt Dies hat zur Folge, daß die der Ausgangswelle zugeordneten Zahnkupplungen stärker dimensioniert werden müssen als die anderen beiden Zahnkupplungen (siehe Figur 1 der US-PS).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Getriebe dahingehend weiterzuentwickeln, daß ohne nennenswerte Vergrößerung der Außenabmessungen Lamellenkupplungen als Schaltkupplungen verwendet werden können und daß möglichst viele Bauelemente, z.B. Zahnräder und Schaltkupplungen, gleich groß ausgebildet werden können. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Getriebes wird einerseits erreicht, daß ohne Schwierigkeiten zu beiden Seiten der Mittelräder Lamellenkupplungen untergebracht werden können, und andererseits, daß in den beiden unteren Gängen die Kraftübertragung über diejenigen Lamellenkupplungen stattfindet, welche mit der verhältnismäßig hohen Eingangsdrehzahl rotieren, während in den beiden oberen Gängen die Kraftübertragung über die der Ausgangswelle zugeordneten Lamellenkupplungen stattfindet Hierdurch ergibt es sich, daß je zwei Lamellenkupplungen, die unterschiedlichen Wellen zugeordnet sind, ungefähr gleich hoch beansprucht werden und somit gleich dimensioniert werden können. Hierdurch können auch die Mittelräder und schließlich auch die Wellen paarweise gleich ausgebildet werden. Hierdurch wird der Hersteilungsaufwand für das Schaltgetriebe wesentlich reduziert.

Die Verwendung möglichst vieler gleicher Bauelemente ist schon bekannt bei einem Getriebe ähnlicher, jedoch nicht den Oberbegriff des Anspruches 1 deckenden Bauart (DE-AS 25 35 700).

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß dem Getriebe nach Art eines Baukastens bei Bedarf in einfacher Weise ein Wendegetriebe vorgeschaltet werden kann, das im einzelnen die Merkmale des Anspruches 2 aufweist. Dadurch, daß gemäß der Erfindung in jeder Schalteinheit das Mittelrad den größten Teilkreisdurchmesser aufweist, kann dieses Mittelrad unmittelbar mit dem Mittelrad des vorgeschalteten Wendegetriebes kämmen. Das auf diese Weise gebildete Gesamtgetriebe hat vier Vorwärts- und vier Rückwärtsgänge.

Der Gedanke, nach Art eines Baukastens an ein Schaltgetriebe eine zusätzliche Getriebestufe anzufügen, ist zwar schon bekannt (DE-AS 18 06 501). Dort

handelt es sich aber wiederum um ein nicht unter den Oberbegriff des Patentanspruches 1 fallendes Getriebe.

Das im Anspruch 2 angegebene Gesamtgetriebe (das gemäß Anspruch 3 noch vorteilhaft ausgestaltet werden kann, um die Zahl gleicher Bauteile noch zu erhöhen), weist noch einen zusätzlichen Vorteil auf. Dieser besteht darin, daß die verschiedenen, durch je zwei Getriebewellen bestimmten Ebenen zahlreiche unterschiedliche Winkel einschließen können. Mit anderen Worten: Das Getriebe kann beliebig »gefaltet« werden, so daß ₎₀ zahlreiche unterschiedliche Achsabstände zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle hergestellt werden können. Es ergeben sich somit zahlreiche Getriebe mit unterschiedlicher Gehäuseform, jedoch mit gleichen Innenteilen. Das Getriebe ist hierdurch leicht an _!5 unterschiedliche Anforderungen anpaßbar.

In der Regel besteht die. Forderung, die 4 Gänge des Getriebes möglichst gleichmäßig abzustufen. Dabei ist zu bedenken, daß die Achsabstände in allen Zahnradpaaren gleich sein müssen. Zugleich sollen zur Vereinfachung der Fertigung sämtliche Zahnräder den gleichen Modul aufweisen. Das gleichzeitige Erfüllen beider Forderungen gelingt durch die im Anspruch 4 angegebene Maßnahme. Unterschiedliche Zährtesummen in zwei Zahnradpaaren mit gleichem Achsabstand und gleichem Modul gewinnt man durch Anwendung der bekannten Profilverschiebung.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden nachfolgend im einzelnen beschrieben. Die

F i g. 1 zeigt ein Getriebe mit vier Vorwärtsgängen. Die

F i g. 2 zeigt ein Getriebe mit vier Vorwärts- und vier Rückwärtsgängen. Die

Fig.3 zeigt das Getriebe gemäß Fig.2, jedoch in Seitenansicht und in einem gefalteten Zustand.

Das in F i g. 1 dargestellte Getriebe umfaßt eine erste Schalteinheit 10 und eine zweite Schalteinheit 20, die auf zueinander parallelen Achsen nebeneinander angeordnet sind. Die erste Schalteinheit 10 ist vollständig im Längsschnitt dargestellt, damit alle wesentlichen Einzelteile sichtbar sind. Diese Schalteinheit umfaßt eine Welle 11 und ein darauf drehfest angeordnetes Zahnrad 12 (Mittelrad), ferner zwei drehbar auf der Weile 11 gelagerte und zu beiden Seiten des Mittelrades 12 angeordnete Zahnräder 13 und 14 (Nsbenräder). Diese weisen unterschiedliche Teilkreisdurchmesser auf und werden dementsprechend großes Nebenrad bzw. kleines Nebenrad genannt Diese beiden Nebenräder 13 und 14 sind mittels Lamellenkupplungen 17 und 18 an -,n das Mittelrad 12 koppelbar. Die Lamellenkupplungen 17 und 18 sind in einem am Mittelrad 12 befestigten Kupplungsgehäuse 16 angeordnet und mittels Hydraulikkolben 19 betätigbar. Die Lamellenkupplungen der zweiten Schalteinheit 20 sowie die Lamellenkupplungen der in den anderen Figuren gezeigten Getriebe gleichen den Lamellenkupplungen 17 und 18 der ersten Schalteinheit 10; sie sind daher zur Vereinfachung in Ansicht dargestellt, so daß jeweils nur das Kupplungsgehäuse 16 sichtbar ist.

Mit dem einen Ende der Welle 11 ist noch ein weiteres Zahnrad 15 (Außenrad) drehfest verbunden. Die vier Zahnräder 12 bis 15 haben alle unterschiedliche Teilkreisdurchmesser. In einer zweckmäßigen Größenstaffelung ist das Außenrad 15 das größte und das Mittelrad 12 das zweitgrößte Zahnrad; diesem folgen das große Nebenrad 13 und das kleine Nebenrad 14.

Die zweite Schalteinheii 20 mit der Welle 21 kann in vorteilhafter Weise identisch zu der ersten Schalteinheit 10 ausgebildet sein; sie wird nur gegenüber der ersten Schalteinheit seitenverkehrt angeordnet. In F i g. 1 weisen die Zahnräder der zweiten Schalteinheit gegenüber den gleichen Zahnrädern der ersten Schalteinheit ein um zehn höheres Bezugszeichen auf. Die beiden Schalteinheiten 10 und 20 sind derart aneinander gefügt, daß die Zahnräder wie folgt miteinander kämmen: 14 mit 25; 12 mit 23; 13 mit 22; 15 mit 24. Antriebs- und Abtriebsflansche 11 a/21 a werden zweckmäßig an den Außenrädern 15 bzw. 25 angeordnet, damit die gegenüberliegenden Enden der Wellen 11 und 21 für die Druckmittelzuführung zu den Lamellenkupplungen zur Verfügung stehen.

Das in F i g. 1 dargestellte Getriebe hat vier Gänge. Der erste, am höchsten untersetzende Gang kann eingeschaltet werden durch Schließen der Lamellenkupplung 18 und der zweite Gang durch Schließen der Lamellenkupplung 1. Der dritte und der vierte Gang können in entsprechender Weise durch Schließen einer der Lamellenkupplungen der zwer'.rn Schalteinheit eingelegt werden.

In F i g. 2 ist einem Viergang-Getriebe nach F i g. 1 ein Wendegetriebe vorgeschaltet Dieses umfaßt eine Schalteinheit 30 und eine Eingangswelle 35. Die Schalteir-äeit 30 weist in weitgehender Übereinstimmung mit der Schalteinrichtung 10 nach F i g. 1 die folgenden Teile auf: Eine Kupplungswelle 31, ein Mittelrad 32, ein großes Nebenrad 33, ein kleines Nebenrad 34 und zwei Lamellenkupplungen, die in dem Kupplungsgehäuse 16 angeordnet sind. Auf der Eingangswelle 35 sind zwei Zahnräder 36 und 37 befestigt, von denen das eine mit dem großen Nebenrad

33 kämmt und das andere über ein Umkehr-Zwischenrad 39 mit dem kleinen Nebenrad 34 in Verbindung steht.

Das Mittelrad 32 kämmt mit dem Mittelrad einer Schalteinheit 10. Diese entspricht der Schalteinheit 10 der F i g. 1 und ist in gleicher Weise wie dort mit d\.-r auf einer vierten Achse angeordneten Schalteinheit 20 zusammengefügt. Zahlreiche Elemente sind nunmehr dreifach identisch: Die Wellen 11, 21 und 31; die kompletten Lamellenkupplungen 17,18; die Mittelräder 12, 22 und 32; die großen Nebenräder 13, 23 und 33 sowie die kleinen Nebenräder 14, 24 und 34. Allerdings kann es erforderlich sein, eines der Nebenräder 33 oder

34 der Schaiteinheit 30 abweichend auszuführen, um gleiche Fahrgeschwindigkeiten im Vorwärts- und Rückwärtsgang zu erzielen.

Die vier Wellen 35,31,11 und 21 können alle in einer Ebene liegen, wenn sin großer Achsabstand zwischen der Eingangswelle 35 und der Ausgangswelle 21 erwünscht ist. Soll jedoch der Achsabstand zwischen der Eingangs- und der Ausgangsweüe kleiner sein, so wird man z. B. eine Anordnung gemäß F i g. 3 wählen. Diese zeigt das Getriebe nach Fig.2 in Seilenansicht; demgemäß sind die Wellen dieses Getriebes mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig.2. Man erkennt, daß die innenteile (Wellen, Zahnräder und Kupplungen) des gemäß F i g. 3 gefalteten Getriebes identisch sind zu denen des gestreckten Getriebes nach F i g. 2. Es müssen also für diese beiden Getriebe lediglich unterschiedliche Gehäuse vorgesehen werden.

Beispielsweise wird man in dem Getriebe nach F i g. 1 die Summe der Zähnezahlen der Zahnräder 11 und 25 sowie 15 und 24 um 1 oder um 2 kleiner wählen als die Summe der Zähnezahlen der Zahnräder 12 und 23 sowie 13 und 22.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1
Patentansprüche:

L Viergängiges Schaltgetriebe mit einer ersten Schalteinheit (10) und einer achsparallelen zweiten Schalteinheit (2OX jede umfassend ein auf einer Welle (11, 21) drehfest angeordnetes Mittelrad (12, 22) und zwei zu beiden Seiten neben dem Mittelrad lose auf der Welle gelagerte und durch je eine Schaltkupplung (17, 18) an das Mittelrad (12, 22) kappelbare erste und zweite Nebenräder (13,14; 23, 24) mit den weiteren Merkmalen: