DE3932264C2 - Zahnradgetriebe - Google Patents
ZahnradgetriebeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnradgetriebe
nach dem Oberbegriff des Patentan
spruchs 1.
Ein herkömmliches Zahnradgetriebe, bei dem die Antriebs
welle koaxial der Ausgangswelle gegenübergesetzt ist, ist
in dem Reparaturhandbuch für Toyota R 50-Getriebe gezeigt.
Dieses Zahnradgetriebe gemäß dem Stand der Technik wird in
Fig. 2 gezeigt. Eine Antriebswelle 22 ist einer Ausgangs
welle 23 koaxial gegenübergesetzt und ist in einem
Getriebegehäuse 21 gelagert, wobei ein Ende der Antriebs
welle 22 in ein Ende der Ausgangswelle 23 drehbar eingepaßt
ist. Eine Vorgelegewelle 24 ist im Getriebegehäuse 21 dreh
bar gelagert und parallel unterhalb der Antriebswelle 22
und der Ausgangswelle 23 angeordnet. Ein Antriebszahnrad
INg ist am Ende der Antriebswelle 22 angeordnet und steht
im Eingriff mit einem Vorgelegezahnrad CINg, das auf einem
Ende der Vorgelegewelle 24 angeordnet ist. Ein drittes
Ausgangszahnrad 3g′ ist drehbar auf der Ausgangswelle 23
angeordnet und steht im Eingriff mit einem dritten
Vorgelegezahnrad C3g′, das auf der Vorgelegewelle 24 ange
ordnet ist. Ein zweites Ausgangszahnrad 2g′ ist auf der
Ausgangswelle 23 drehbar angeordnet und steht im Eingriff
mit einem zweiten Vorgelegezahnrad C2g′, das auf der Vorge
legewelle 24 angeordnet ist. Ein erstes Ausgangszahnrad 1g′
ist drehbar auf der Ausgangswelle 23 angeordnet und steht
im Eingriff mit einem ersten Vorgelegezahnrad C1g′, das auf
der Vorgelegewelle 24 angeordnet ist. Ein fünftes Ausgangs
zahnrad 5g′ ist auf der Ausgangswelle 23 angeordnet und
steht im Eingriff mit einem fünften Vorgelegezahnrad C5g′,
das auf der Vorgelegewelle 24 drehbar angeordnet ist.
Ein Rücklaufzahnrad Rg′ ist auf einer Schiebemuffe derart
ausgebildet, daß es mit der Schiebemuffe in drehfester Ver
bindung steht. Ein Rücklaufvorgelegezahnrad CRg′ ist dreh
fest auf der Vorgelegewelle 24 angeordnet. Ein Rücklaufmit
telzahnrad (nicht sichtbar) ist zwischen dem Rücklaufzahn
rad Rg′ und dem Rücklaufvorgelegezahnrad CRg′ angeordnet
und steht mit beiden Zahnrädern im Eingriff.
Eine Synchronisationseinrichtung 25 für den dritten und den
vierten Gang ist zwischen der Antriebswelle 22 und der Aus
gangswelle 23 angeordnet. Wenn die Schiebemuffe der Syn
chronisationseinrichtung 25 in Rechtsrichtung gemäß Fig. 2
bewegt wird, tritt das dritte Ausgangszahnrad 3g′ über die
Schiebemuffe mit der Ausgangswelle 23 derart in Eingriff,
daß die Ausgangswelle 23 mit dem dritten Ausgangszahnrad
3g′ in drehfeste Verbindung gebracht wird, wodurch der
dritte Gang eingelegt ist. Wenn die Schiebemuffe der Syn
chronisationseinrichtung 25 in Linksrichtung gemäß Fig. 2
bewegt wird, tritt die Ausgangswelle 23 mit der Antriebs
welle 22 über die Schiebemuffe derart in Eingriff, daß die
Ausgangswelle mit der Antriebswelle in drehfeste Verbindung
gebracht wird, wodurch der vierte Gang eingelegt ist. Eine
Synchronisationseinrichtung 26 für den ersten, den zweiten
und den Rückwärtsgang ist auf der Ausgangswelle 23 zwischen
dem ersten Ausgangszahnrad 1g′ und dem zweiten Ausgangs
zahnrad 2g′ angeordnet. Wenn die Schiebemuffe der Synchro
nisationseinrichtung 26 in Rechtsrichtung gemäß Fig. 2 be
wegt wird, tritt das erste Ausgangszahnrad 1g′ über die
Schiebemuffe derart mit der Ausgangswelle in Eingriff, daß
sich die beiden gleich schnell drehen, wodurch der erste
Gang eingelegt ist. Wenn die Schiebemuffe in Linksrichtung
gemäß Fig. 2 bewegt wird, tritt das zweite Ausgangszahnrad
2g′ mit der Ausgangswelle 23 über die Schiebemuffe derart
in Eingriff, daß sich die Ausgangswelle 23 mit derselben Ge
schwindigkeit wie das Ausgangszahnrad 2g′ dreht, wodurch
der zweite Gang eingelegt ist. Wenn die Schiebemuffe in der
mittleren Lage steht, steht das Rücklaufzahnrad Rg′ mit der
Ausgangswelle derart in Eingriff, daß sich die Ausgangs
welle 23 gleich schnell wie das Rücklaufzahnrad Rg′ dreht,
wodurch der Rückwärtsgang eingelegt ist. Eine Synchronisa
tionseinrichtung 27 für den fünften Gang ist auf der Vorge
legewelle 24 neben dem fünften Vorgelegezahnrad C5g′ ange
ordnet. Wenn die Schiebemuffe der Syn
chronisationseinrichtung 27 in Richtung auf das fünfte Vor
gelegezahnrad C5g′ bewegt wird, tritt das fünfte Vorgelege
zahnrad C5g′ mit der Vorgelegewelle 24 in Eingriff, wobei
der fünfte Gang eingelegt wird.
In diesem Zahnradgetriebe gemäß dem Stand der Technik ist
die Synchronisationseinrichtung 26 für den ersten und den
zweiten Gang auf der Ausgangswelle 23 derart angeordnet,
daß die Vorgelegewelle 24 durch das Drehmoment der An
triebswelle 22 ständig gedreht wird. Deswegen benötigt man
zum Schalten von einem Gang in den anderen Gang viel Kraft.
So muß man, wenn man z. B. in den ersten Gang schalten will,
eine Kraft aufbringen, die dem Drehmoment entspricht, das
benötigt wird, um die Ausgangswelle 23 nicht nur mit dem
ersten Ausgangszahnrad 1g′, sondern auch mit der Vorgelege
welle 24 und der Antriebswelle 22 drehen zu lassen. Dabei
muß man, um in einen niedrigen Gang zu schalten, besonders
viel Kraft aufwenden. Das auf ein Zahnradpaar eines Ganges
einwirkende Drehmoment wird durch die Tex1 ausgedrückt. Te
entspricht dem Antriebsdrehmoment der Antriebswelle 22 und
i entspricht dem Übersetzungsverhältnis zwischen dem An
triebszahnrad INg und dem Vorgelegezahnrad CINg. Für jedes
Zahnradpaar ist eine Festigkeit erforderlich, die dem Dreh
moment standhalten kann. Deswegen ist die erforderliche
Radbreite der Zahnräder jedes Zahnradpaares derart groß,
daß die sich daraus ergebenden Getriebemaße sowie das da
durch bedingte Getriebegewicht ebenfalls groß werden. Des
weiteren stellt jedes Kugellager ein Raum- bzw. Platzpro
blem dar. Darüber hinaus ist das erste, zweite und dritte
Ausgangszahnrad 1g′, 2g′, 3g′, die sich jeweils gegenüber
der Ausgangswelle 23 drehen, an einer obenliegenden Stelle
im Gehäuse 21 angeordnet, wodurch das Schmieröl nicht ohne
weiteres zwischen die sich gegeneinander drehenden Elemente
geführt wird, wobei sich jedes der unteren Ausgangsräder
weiterhin gegenüber der Ausgangswelle dreht, und daher be
sonders bei höheren Drehzahlen eine Beschädigung der Zahn
räder bzw. der Ausgangswelle durch übermäßigen Verschleiß
oder ein Festfressen zwischen der Ausgangswelle und den
Ausgangsrädern entstehen kann.
Aus dem DE-GM 18 24 585 ist ein gattungsgemäßes Zahnradgetriebe bekannt.
Dieses Zahnradgetriebe verfügt
über eine Antriebswelle, deren ausgangsseitiges Ende über ein
Lager in einer axialen Bohrung der Abtriebswelle zu dieser
drehbar gelagert ist. Die Abtriebswelle wird beidseitig des Ein
gangszahnrades gelagert. Das Eingangszahnrad der Abtriebswelle
ist einstückig mit dieser ausgeführt. Zur Montage wird das an
triebsseitige Lager auf die bereits im abtriebsseitigen Lager
montierte Abtriebswelle von der Antriebsseite her aufgeschoben.
Die GB-PS 899 349 zeigt ein Zahnradgetriebe, dessen Ab
triebswelle auf der Abtriebsseite mit einem doppelten Schräg
kugellager gelagert ist. Ein Lager der Abtriebswelle dieses
Zahnradgetriebes befindet sich abtriebsseitig von dem Ab
triebszahnrad und die Abtriebswelle wird zusätzlich auf der An
triebsseite des Abtriebszahnrades gelagert. Die Montage dieses
Getriebes erfolgt daher grundsätzlich wie die Montage des in der
DE-GM 18 24 585 gezeigten Getriebes.
Aus der GB-PS 1 426 718 ist ein Zahnradgetriebe bekannt, bei dem
eine Vorgelegewelle vorgesehen ist, auf der ein Rückwärtsgang
zahnrad gelagert ist, das mittels einer Synchronisierung mit der
Vorgelegewelle verbindbar ist. Die Antriebswelle des Zahnradge
triebes wird über ein Lager im Getriebegehäuse und ein zweites
Lager gelagert, das an der Ausgangswelle vorgesehen ist. Die
Ausgangswelle wiederum wird über zwei Lager im Getriebegehäuse
gelagert.
Dem Anmeldungsgegenstand liegt die Aufgabe zugrunde, ein
leichtes, kompakt zu bauendes Getriebe zu schaffen, das ko
stengünstig zu fertigen ist.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1
gelöst. Durch die Realisierung einer Abtriebswelle, die aus
schließlich abtriebsseitig des Eingangszahnrades der Ab
triebswelle gelagert ist, wird es möglich, die Montage des
Getriebes erheblich zu vereinfachen. Bei einer solchen Konstruk
tion ist es möglich, die Abtriebswelle samt dem Eingangszahnrad
zu montieren und einfach in die Lagerung einzuschieben. Dabei
wird durch die abtriebsseitige Lagerung der Abtriebswelle eine
sichere und vorteilhafte Lagerung geschaffen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei
spiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels ei
nes erfindungsgemäßen Zahnradgetriebes, und
Fig. 2 eine Seitenansicht eines Zahnradgetriebes gemäß
dem Stand der Technik.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist eine Antriebswelle 2 auf einer
Seite eines Getriebegehäuses 1 mittels zweier Kugellager
3, 4 drehbar gelagert. Auf der anderen Seite des Getriebege
häuses wird eine Ausgangswelle 5 mittels Kugellager 6, 7
drehbar gelagert. Die Antriebswelle 2 und die Ausgangswelle
3 werden koaxial gegenübergesetzt, wobei ein Ende der An
triebswelle 2 in ein Ende der Ausgangswelle 3 mittels, eines
Kugellagers 8 drehbar eingepaßt wird. Eine Vorgelegewelle 9
wird im Getriebegehäuse 1 parallel unterhalb der Antriebs
welle 2 und der Ausgangswelle 3 durch Kugellager 10, 11, 12
drehbar gelagert. In Fig. 1 sind auf der Antriebswelle 2
von links nach rechts ein Rücklaufzahnrad Rg, ein fünftes
Antriebszahnrad 5g, ein erstes Antriebszahnrad 1g und ein
zweites Antriebszahnrad 2g angeordnet. Ein drittes An
triebszahnrad 3g wird auf der Antriebswelle 2 drehbar neben
dem zweiten Antriebsrad 2g, angeordnet. Ein Rücklauf
vorgelegezahnrad CRg, ein fünftes Vorgelegezahnrad C5g, ein
erstes Vorgelegezahnrad C1g und ein zweites Vorgelegezahn
rad C2g sind drehbar auf der Vorgelegewelle 9 ange
ordnet. Jedes der Vorgelegezahnräder C5g, C1g, C2g steht
mit dem jeweiligen Antriebszahnrad in Eingriff. Das
Rücklaufvorgelegezahnrad CRg steht über ein mittleres Zahn
rad Ig im Eingriff mit dem Rücklaufrad Rg. Ein drittes Vor
gelegezahnrad C3g wird derart auf der Vorgelegewelle 9 an
geordnet, daß es sich mit der Vorgelegewelle 9 dreht und
mit dem dritten Antriebszahnrad 3g im Eingriff steht.
Ein Ausgangszahnrad Og wird drehfest auf einem Ende der
Ausgangswelle 5 angeordnet und steht mit einem Ausgangsvor
gelegezahnrad C0g im Eingriff, das drehfest auf der Vorge
legewelle 9 angeordnet ist.
Eine Synchronisierkupplung als Synchronisationseinrichtung 13 für den Rückwärtsgang
und den fünften Gang wird auf der Vorgelegewelle 9 zwischen
dem Rücklaufvorgelegezahnrad CRg und dem fünften Vorgelege
zahnrad C5g angeordnet. Dadurch, daß eine Schiebemuffe 13a
der Synchronisationseinrichtung 13 in die eine oder andere
Richtung bewegt wird, wird entweder das Rücklaufvorgelege
zahnrad CRg oder das fünfte Vorgelegezahnrad C5g in drehfe
ste Verbindung mit der Vorgelegewelle 9 gebracht. Eine Syn
chronisationseinrichtung 14 für den ersten und den zweiten
Gang wird auf der Vorgelegewelle zwischen dem ersten Vorge
legezahnrad C1g und dem zweiten Vorgelegezahnrad C2g ange
ordnet. Dadurch, daß eine Schiebemuffe 14a der als Synchronisa
tionseinrichtung arbeitenden Synchronisierkupplung 14 in die eine oder andere Richtung bewegt
wird, läßt sich das erste Zahnrad C1g oder das zweite Zahn
rad C2g in drehfeste Verbindung mit der Vorgelegewelle 9
bringen. Eine weitere Synchronisierkupplung als Synchronisationseinrichtung 15 für den drit
ten und vierten Gang wird auf der Antriebswelle 2 und der
Ausgangswelle 5 zwischen dem dritten Antriebszahnrad 3g und
dem Ausgangszahnrad Og angeordnet. Dadurch, daß eine Schie
bemuffe 15a der Synchronisationseinrichtung 15 in die eine
oder andere Richtung bewegt wird, läßt sich die Antriebs
welle mit dem dritten Antriebszahnrad 3g oder mit der Aus
gangswelle in drehfeste Verbindung bringen.
Im folgenden wird die Wirkungsweise des Zahnradgetriebes
beschrieben. Dadurch, daß der Schalthebel 20 in eine Posi
tion gebracht wird, die dem ersten Gang entspricht, bewegt
sich die Schiebemuffe 14a der Synchronisationseinrichtung
14 für den ersten und zweiten Gang in Richtung des ersten
Vorgelegezahnrads C1g (in Fig. 1 nach links), wobei das er
ste Vorgelegezahnrad C1g in drehfeste Verbindung mit der
Vorgelegewelle 9 gebracht wird. Dadurch wird das Drehmoment
der Antriebswelle 2 über das erste Antriebsrad 1g, das er
ste Vorgelegerad C1g, die Schiebemuffe 14a, die Vorgelege
welle 9, das Vorgelegeausgangszahnrad COg und das Ausgangs
zahnrad Og auf die Ausgangswelle 5 übertragen und dabei
erhöht.
Wird der Schalthebel 20 in eine Position gebracht, die dem
zweiten Gang entspricht, bewegt sich die Schiebemuffe 14a
in Richtung des zweiten Vorgelegezahnrads C2g (in Fig. 1
nach rechts) und das zweite Vorgelegezahnrad C2g wird in
drehfeste Verbindung mit der Vorgelegewelle 9 gebracht. Da
durch wird das Drehmoment der Antriebswelle 2 über das
zweite Antriebszahnrad 2g, das zweite Vorgelegezahnrad C2g,
die Schiebemuffe 14a, die Vorgelegewelle 9′ das Vorgelege
ausgangszahnrad COg und das Aufgangszahnrad Og auf die Aus
gangswelle 5 übertragen und dabei erhöht.
Wird der Schalthebel 20 in eine Position gebracht, die dem
dritten Gang entspricht, wird die Schiebemuffe 15a der Syn
chronisationseinrichtung 15 für den dritten und vierten
Gang in Richtung des dritten Antriebszahnrads 3g bewegt (in
Fig. 1 nach links), wobei das dritte Antriebszahnrad 3g in
drehfeste Verbindung mit der Antriebswelle 2 gebracht wird.
Dadurch wird das Drehmoment der Antriebswelle 2 über die
Schiebemuffe 15a, das dritte Antriebszahnrad 3g, das dritte
Vorgelegezahnrad C3g, die Vorgelegewelle 9, das Vorgelege
ausgangszahnrad COg und das Ausgangszahnrad Og auf die Aus
gangswelle 5 übertragen und dabei erhöht.
Wird der Schalthebel 20 in eine Position gebracht, die dem
vierten Gang entspricht, wird die Schiebemuffe 15a in Rich
tung des Ausgangszahnrads Og (in Fig. 1 nach rechts) be
wegt, wobei die Antriebswelle 2 in drehfeste Verbindung mit
der Ausgangswelle 5 gebracht wird. Dadurch wird das Drehmo
ment der Antriebswelle 2 über die Schiebemuffe 15a direkt
auf die Ausgangswelle 5 übertragen.
Wird der Schalthebel 20 in eine Position gebracht, die dem
fünften Gang entspricht, wird die Schiebemuffe 13a der Syn
chronisationseinrichtung 13 für den Rückwärtsgang und den
fünften Gang in Richtung des fünften Vorgelegezahnrads C5g
(in Fig. 1 nach rechts) bewegt, wobei das fünfte Vorgelege
zahnrad C5g in drehfeste Verbindung mit der Vorgelegewelle
9 gebracht wird. Dadurch wird das Drehmoment der Antriebs
welle 2 über das fünfte Antriebszahnrad 5g, das fünfte Vor
gelegezahnrad C5g, die Schiebemuffe 13a, die Vorgelegewelle
9, das Vorgelegeausgangszahnrad COg und das Ausgangszahnrad
Og auf die Ausgangswelle 5 übertragen und dabei herabgesetzt.
Wird der Schalthebel 20 in eine Position gebracht, die
dem Rückwärtsgang entspricht, wird die Schiebemuffe 13a in
Richtung des Rücklaufvorgelegezahnrads CRg (in Fig. 1 nach
links) bewegt, wobei das Rücklaufvorgelegezahnrad CRg in
drehfeste Verbindung mit der Vorgelegewelle 9 gebracht
wird. Dadurch wird das Drehmoment der Antriebswelle 2 über
das Rücklaufrad Rg, das mittlere Zahnrad Ig, das Rücklauf
vorgelegezahnrad CRg, die Schiebemuffe 13a, die Vorgelege
welle 9, das Vorgelegeausgangszahnrad COg und das Aus
gangszahnrad Og auf die Ausgangswelle 5 übertragen, wobei
die Drehrichtung geändert und das Drehmoment erhöht
wird.
Wie aus obigen Ausführungen hervorgeht, besteht das
erfindungsgemäße Zahnradgetriebe aus einer Vielzahl von
Zahnradpaaren, wobei zumindest die Zahnradpaare für die
niedrigen Gänge jeweils aus einem Antriebszahnrad und einem
drehbar auf der Vorgelegewelle angeordneten Vorgelegezahn
rad bestehen. Die Synchronisationseinrichtungen für die
niedrigen Gänge werden auf der Vorgelegewelle angeordnet.
Es wirkt auf jedes Zahnradpaar nur das Antriebs-Drehmo
ment (TE), so daß die benötigte Zahnradbreite herabgesetzt
werden kann, und nur ein Ausgangszahnräderpaar entsprechend
dem Drehmoment TExI auszulegen ist. Somit kann das Ge
triebe mit verminderter Größe und vermindertem Gewicht aus
geführt werden.
Dadurch, daß die sich zueinander drehenden Elemente zwi
schen den Zahnrädern und der jeweiligen Welle auf der Seite
der Vorgelegewelle angeordnet sind, und die Vorgelegewelle
unterhalb der Antriebswelle angeordnet ist, wird das
Schmieröl einfach und sicher an beide Stellen herangeführt.
Deswegen wird kein Kugellager zwischen der Vorgelegewelle
und den Vorgelegezahnrädern benötigt.
Claims (2)
1. Zahnradgetriebe mit einem Getriebegehäuse (1), einer An
triebswelle (2), die in dem Getriebegehäuse (1) gelagert ist;
einer Abtriebswelle (5), die in dem Getriebegehäuse (1) derart
gelagert ist, daß sie koaxial gegenüber der Antriebswelle (2)
angeordnet ist; einer einzigen Vorgelegewelle (9), die in dem
Getriebegehäuse (1) parallel unterhalb der Antriebswelle (2) und
der Abtriebswelle (5) gelagert ist; einer Vielzahl von Zahnrad
paaren, deren Zahnräder miteinander in Eingriff stehen und von
denen jedes aus einem auf der Antriebswelle (2) angeordneten An
triebszahnrad und einem auf der Vorgelegewelle angeordneten Vor
gelegezahnrad besteht; einem einzigen Abtriebszahnradpaar (Og,
COg), dessen Zahnräder miteinander im Eingriff stehend drehfest
auf der Abtriebswelle (5) und der Vorgelegewelle (9) angeordnet
sind; und mehreren Synchronisierkupplungen, durch die das
Drehmoment der Antriebswelle (2) auf die Vorgelegewelle (9)
übertragen wird, wobei zumindest die Antriebszahnräder für die
niedrigen Gänge drehfest auf der Antriebswelle (2) angeordnet
sind, sowie zumindest die Getriebezahnräder für die niedrigen
Gänge drehbar auf der Vorgelegewelle (9) angeordnet sind, und
zumindest die Synchronisierkupplungen für die niedrigen Gänge
auf der Vorgelegewelle (9) derart angeordnet sind, daß die Vor
gelegezahnräder mit der Vorgelegewelle (9) in drehfeste Ver
bindung bringbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
das ausgangsseitige Ende der Antriebswelle (2) eine Lagerung nur
durch dessen Einpassen mittels eines Kugel- oder Nadellagers (8)
in das antriebsseitige Ende der Abtriebswelle (5) erfährt und
die Abtriebswelle (5) im Getriebegehäuse (1) mittels zweier
separater Kugellager oder Kegelrollenlager (6, 7) ausschließlich
abtriebsseitig des auf der Abtriebswelle (5) angeordneten
Zahnrades (Og) des Abtriebszahnradpaares (Og, COg) gelagert ist.
2. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein erster, ein zweiter und ein Rückwärtsgang die niedrigen Gänge bilden,
daß die Vorgelegezahnräder für den ersten und den zweiten Gang auf der Vorgelegewelle (9) nebeneinander angeordnet sind, und
daß die Synchronisierkupplung (13) für den ersten und den zweiten Gang zwischen den Vorgelegezahnrädern für den ersten und den zweiten Gang angeordnet ist.
daß ein erster, ein zweiter und ein Rückwärtsgang die niedrigen Gänge bilden,
daß die Vorgelegezahnräder für den ersten und den zweiten Gang auf der Vorgelegewelle (9) nebeneinander angeordnet sind, und
daß die Synchronisierkupplung (13) für den ersten und den zweiten Gang zwischen den Vorgelegezahnrädern für den ersten und den zweiten Gang angeordnet ist.
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