DE69425909T2

DE69425909T2 - Verbundgetriebe

Info

Publication number: DE69425909T2
Application number: DE69425909T
Authority: DE
Inventors: Alan Charles Stine
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1993-05-20
Filing date: 1994-05-16
Publication date: 2001-04-26
Anticipated expiration: 2014-05-17
Also published as: AU668300B2; ATE229138T1; RU2104171C1; ZA943391B; ES2120570T3; CN1055752C; KR100300293B1; CZ122794A3; DE69412001D1; EP1233212A3; CA2123839C; EP1233212B1; EP0841501B1; BR9401706A; US5390561A; CA2123839A1; DE69433931T2; JP3533580B2; ES2151301T3; JPH0754936A

Description

Hintergrund zu der Erfindung

Verwandte Anmeldungen

Diese Anmeldung ist mit dem US-Patent 5 370 013 mit dem Titel "Schrägverzahntes Verbundgetriebe" verwandt, das der Eaton Corporation gehört, der auch diese Anmeldung gehört.

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Konstruktion eines mechanischen Geschwindigkeitswechsel- Verbundgetriebes, insbesondere eines Verbundgetriebes mit mehreren im Wesentlichen gleichen Vorgelegewellen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Konstruktion für ein mechanisches Verbundgetriebe, das es gestattet, bei gegebener Übertragungskapazität und Lebensdauer ein leichteres, in axialer Richtung kürzeres und/oder weniger teures Getriebe zu schaffen, verglichen mit vergleichbaren Getriebekonstruktionen nach dem Stand der Technik.

Beschreibung des Standes der Technik

Geschwindigkeitswechsel-Verbundgetriebe, üblicherweise Fahrzeuggetriebe für Schwerlastfahrzeuge, in der Bauart mit einer oder mehreren Hilfsgruppen, die mit einer Hauptgetriebegruppe in Serie liegen, sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Kurz gesagt, ist durch Verwendung einer Haupt- und einer damit in Serie liegenden Hilfsgetriebegruppe, unter der Voraussetzung der richtigen Bemessung der Gangsprünge, die Gesamtanzahl der verfügbaren Getriebegänge gleich dem Produkt der Ganganzahl der Haupt- und der Hilfsgruppe. Beispielsweise weist zumindest entsprechend der Theorie ein Geschwindigkeitswechsel-Verbundgetriebe mit einer viergängigen Hauptgruppe, zu der eine dreigängige Hilfsgruppe in Serie angeordnet ist, zwölf (4 · 3 = 12) verfügbare Vorwärtsgänge auf.
Bei den Hilfsgetriebegruppen gibt es drei allgemeine Typen: den Range-Typ, den Split-Typ und den kombinierten Range-/Split-Typ. ·
Bei Verbundgetrieben mit einer Hilfsgruppe vom Range- Typ sind der Sprung oder die Sprünge in der Hilfsgruppe größer als der Gesamtbereich der Übersetzungsverhältnisse der Gänge der Hauptgetriebegruppe, die in beiden Bereichen verwendet werden, und es wird in jedem Bereich die Hauptgruppe fortschreitend durch alle Gänge geschaltet. Beispiele für Verbundgetriebe mit einer Hilfsgruppe vom Range-Typ sind aus den US-Patenten 3 105 395, 2 637 222 und 2 637 221 zu ersehen.
Bei Verbundgetrieben mit einer Hilfsgruppe vom Split- Typ sind die Gangsprünge der Split-Hilfsgruppe kleiner als die Gangsprünge der Hauptgetriebegruppe und jeder Hauptgetriebegang wird durch die Split-Gruppe aufgeteilt oder unterteilt. Beispiele für Geschwindigkeitswechsel-Verbundgetriebe mit Hilfsgruppen vom Split-Typ sind aus den US- Patenten Nr. 4 290 515, 3 799 002, 4 440 037 und 4 527 447 zu ersehen.
Bei einer Hilfsgruppe, die Range- und Split-Typ-Gruppe bzw. Gruppen kombiniert, sind sowohl Gangsprünge entsprechend dem Range-Typ als auch Gangsprünge entsprechend dem Split-Typ vorgesehen und sie gestatten es, dass die Hauptgruppe fortschreitend durch seine Gänge in wenigstens zwei Bereichen durchgeschaltet wird, und sie gestatten ferner, dass in wenigstens einem Bereich eine oder mehrere der Hauptgruppengänge aufgeteilt werden.
Ein Beispiel für ein Verbundgetriebe, das eine Hilfsgruppe vom kombinierten Range-/Split-Typ aufweist, ist aus den US-Patenten Nr. 3 283 613 und 3 648 546 zu ersehen. Ein weiteres Beispiel ist das "Ecosplit"-Getriebe, das durch die Zahnradfabrik Friedrichshafen AG, Friedrichshafen, Bundesrepublik Deutschland, verkauft wird und das vor der Hauptgetriebegruppe eine Split-Hilfsgruppe und hinter der Hauptgetriebegruppe eine getrennte Range-Hilfsgruppe enthält.
Ein weiteres Beispiel für ein Fahrzeugverbundgetriebe mit einem einzelnen kombinierten Split-/Range-Getriebe mit drei Gangebenen und vier kombinierten Gängen ist aus den US-Patenten Nr. 4 754 665 und 4 944 197 ersichtlich. Das US-Patent 4 226 135 beschreibt ein Lastverteilerverbundgetriebe, in dem die rohrförmige Hilfsvorgelegewelle in der vorderen Wand gelagert ist und nur ein Zahnrad an dieser befestigt ist.
Es ist zu bemerken, dass die Begriffe "Haupt-" und "Hilfsgruppe" relativ sind und dass, wenn die Bezeichnungen der Haupt- und der Hilfsgruppen umgekehrt werden, sich auch der Typ der Hilfsgruppe (entweder Range- oder Split-Typ) ebenfalls umkehrt. Mit anderen Worten, es sei eine viergängige Hauptgruppe mit einer zweigängigen Hilfsgruppe vom Range-Typ in der konventionellen Bezeichnung gegeben; wenn nun die üblicherweise als Hilfsgruppe angesehene Gruppe als Hauptgruppe bezeichnet wird, wird die normal als Hauptgruppe angesehene Gruppe zu einer viergängigen Split-Hilfsgruppe. Unter Verwendung der in der Getriebeindustrie gebräuchlichen Terminologie und wie dies bei der Beschreibung der Erfindung verwendet wird, sei die Hauptgetriebegruppe eines Verbundgetriebes jene Gruppe, die die größte (oder zumindest keine geringere) Anzahl von Vorwärtsgängen enthält, die die Auswahl einer Leerlaufstellung gestattet, die den Rückwärtsgang bzw. die Rückwärtsgänge enthält und/oder die (in von Hand oder halbautomatisch geschalteten Getrieben) Manipulation einer Schaltstange oder Schaltschiene oder einer Schaltwelle/Schaltfingeranordnung geschaltet wird, im Gegensatz zu Master/-Slave/Ventilzylinderanordnungen od. dgl.
Geschwindigkeitswechsel-Verbundgetriebe nach dem Stand der Technik, insbesondere Verbundgetriebe nach dem Stand der Technik mit sowohl Range- als auch Split-Hilfsgruppengetrieben, wie der "Roadranger"-Typ und der "Super 10"-Typ der Eaton Corporation oder der "Ecosplit"-Typ der Zahnradfabrik Friedrichshafen AG sind bei manuell geschalteten Schwerlastfahrzeugen güt eingeführt und weit verbreitet. Jedoch sind diese und andere Arten der bekannten Geschwindigkeitswechsel-Verbundgetriebe nicht vollständig befriedigend, insofern als es ein ständiges Bemühen ist, insbesondere bei Fahrzeuggetrieben, Getriebe mit einer gleichen oder verbesserten Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit zu schaffen, die weniger Teile verwenden und/oder axial kürzer bauen und/oder leichter sind, verglichen mit bekannten Getrieben mit vergleichbarer Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit.

Kurzfassung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine verbesserte Konstruktion für Verbundgetriebe geschaffen, die weniger Teile verwendet und/oder axial kürzer baut und/oder ein geringeres Gewicht hat, verglichen mit vergleichbaren bekannten Verbundgetrieben mit vergleichbarer Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit.
Dies wird erreicht, indem ein Verbundgetriebe geschaffen wird, bei dem (i) die Vorgelegewellen der Haupt- und der Hilfsgruppe eine koaxiale Anordnung von Vorgelegewellen bilden, die lediglich mittels Lagern in der vorderen und der rückwärtigen Stirnwand des Getriebegehäuses gelagert sind, wobei sich vorzugsweise entweder die Vorgelegewelle der Hauptgruppe oder die Vorgelegewelle der Hilfsgruppe von der vorderen Stirnwand des Gehäuses bis zu dessen hinterer Stirnwand erstreckt und die andere der Vorgelegewellen ein rohrförmiges Teil ist, das die eine Vorgelegewelle umgibt und auf dieser drehbar gelagert ist; und/oder (ii) die Hauptwelle lediglich mittels der Eingangswelle und/oder der Ausgangswelle ohne Zwischenlager in einer Zwischenwand gelagert ist, beispielsweise indem die innen liegenden Enden der Eingangswellenanordnung und der Ausgangswellenanordnung axial einander überlappen und sich gegenseitig stützen und die Hauptwelle ein rohrförmiges Teil ist, das die Eingangswelle und/oder die Ausgangswelle vorzugsweise in radial schwimmender Weise umgibt und gegenüber diesen unabhängig drehbar ist. Die oben erläuterte Konstruktion vermeidet die Notwendigkeit von Gehäusezwischenwänden vollständig oder zu einem großen Teil sowie die verschiedenen zugehörigen Wellenlager, die bei vergleichbaren bekannten Verbundgetriebekonstruktionen erforderlich sind. Die Eliminierung der Gehäusezwischenwand und aller sowie der meisten zugehörigen Lager, Lagersitze u. dgl. gestattet es, ein Geschwindigkeitswechselverbundgetriebe mit relativ geringerem Gewicht, einer kürzeren axialen Länge und/oder weniger Teilen zu schaffen, verglichen mit vergleichbaren Getrieben nach dem Stand der Technik.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein neues und verbessertes Geschwindigkeitswechsel-Verbundgetriebe zu schaffen.
Diese und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich beim Lesen der detaillierten Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beigefügten Figuren.

Beschreibung der Figuren

Fig. 1 und 1A zeigen ein Verbundgetriebe nach dem Stand der Technik in einem Längsschnitt.
Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Verbundgetriebe, vergleichbar dem Getriebe nach den Fig. 1 und 1A in einer schematischen Darstellung.
Fig. 3 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Getriebes nach Fig. 2, in einem Längsschnitt.
Fig. 4 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel des Getriebes nach Fig. 2, in einem Längsschnitt.
Fig. 5 zeigt ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel des Getriebes nach Fig. 2, in einem Längsschnitt.
Fig. 5A zeigt in einer Teildarstellung eine konstruktive Modifikation des Getriebes nach Fig. 5.
Fig. 6 veranschaulicht ein typisches Schaltmuster und typische Gangstufen des Getriebes nach Fig. 1 oder 2.
Fig. 7 zeigt ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 8 zeigt einen Ausschnitt eines alternativen Ausführungsbeispiels der Erfindung im Längsschnitt.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

In der nachstehenden Beschreibung wird eine bestimmte Terminologie lediglich zum Zweck der Vereinfachung verwendet; sie ist nicht beschränkend. Die Worte "nach oben", "nach unten", "nach rechts" und "nach links" bezeichnen Richtungen in den Figuren, auf die Bezug genommen ist. Die Worte "vorwärts" und "rückwärts" beziehen sich entsprechend auf das vordere und das hintere Ende des Getriebes, wie es üblicherweise in dem Fahrzeug eingebaut ist, und es handelt sich um die linke bzw. die rechte Seite des Getriebes, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Die Worte "nach innen" und "nach außen" bezeichnen Richtungen auf den geometrischen Mittelpunkt des Gerätes oder dessen bezeichneten Teils zu bzw. von diesem geometrischen Mittelpunkt weg. Zu der besagten Terminologie gehören die oben speziell erwähnten Worte, Ableitungen hiervon und Worte mit ähnlicher Bedeutung.
Der Ausdruck "Verbundgetriebe" wird verwendet, um ein Geschwindigkeitswechselgetriebe mit einer Hauptgetriebegruppe und einer Hilfsgetriebegruppeneinheit zu bezeichnen, beispielsweise eine Hilfsgetriebegruppe, die in Serie liegt, wodurch die ausgewählte Ganguntersetzung in der Hauptgruppe durch eine weitere ausgewählte Ganguntersetzung in der Hilfsgetriebegruppe ergänzt wird. Der Ausdruck "nach oben schalten" soll in dem hier verwendeten Sinne das Schalten aus einem niedrigeren Gang in einen höheren Gang bezeichnen und der Ausdruck "herunterschalten" soll in dem hier bezeichneten Sinne das Schalten aus einem höheren Gang in einen niedrigeren Gang bezeichnen. Die Ausdrücke "niedriger Gang" oder "unterer Gang", wie sie hier verwendet werden, sollen einen Gang bezeichnen, der in einem Getriebe für einen Betrieb mit einer verhältnismäßig niedrigen Vorwärtsgeschwindigkeit verwendet wird, d. h. einen Satz von Zahnrädern, die ein höheres Untersetzungsverhältnis zwischen der Ausgangswellendrehzahl und der Eingangswellendrehzahl liefern. "Synchronisierte Kupplungsanordnung" und Worte ähnlicher Bedeutung sollen eine Kupplungsanordnung bezeichnen, die dazu verwendet wird, drehfest ein ausgewähltes Zahnrad an eine Welle mittels einer formschlüssigen Kupplung anzukuppeln, wobei der Versuch des Einrückens der Kupplung gesperrt wird solange, bis die Teile der Kupplung mit im Wesentlichen synchroner Drehzahl laufen, und bei der Reibglieder mit verhältnismäßig großer Kapazität zu den Kupplungsteilen gehören, wobei die Reibglieder ausreichen, um bei der Initialisierung des Einrückens der Kupplung die Kupplungsteile und alle damit umlaufenden Teile in eine im Wesentlichen synchronen Drehzahl zu bringen.
In den Fig. 1 und 1A ist ein Verbundgetriebe 10 nach dem Stand der Technik gezeigt. Das Getriebe 10 enthält eine Hauptgetriebegruppe 12, die in Serie mit einer Hilfsgetriebegruppe 14 liegt, die sowohl einen Range- als auch einen Split-Zahnradsatz enthält. Typischerweise ist das Getriebe 10 in einem einzigen mehrteiligen Gehäuse 16 untergebracht, und zu ihm gehört eine Eingangswelle 18, die durch einen Primärantrieb, beispielsweise einen Dieselmotor (nicht dargestellt) über eine wahlweise auszurückende, normalerweise eingerückte Reibungshauptkupplung (nicht dargestellt) angetrieben wird.
Die Eingangswelle 18 in der Hauptgetriebegruppe 12 trägt ein Eingangszahnrad, um wenigstens eine Vorgelegewellenanordnung 22 anzutreiben. Wie aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt und in den US-Patenten Nr. 3 105 395 und 3 335 616 dargestellt, treibt das Eingangszahnrad 20 vorzugsweise gleichzeitig mehrere, im Wesentlichen identische Vorgelegewellenanordnungen der Hauptgruppe mit im Wesentlichen identischen Drehzahlen an. Jede der Vorgelegewellengruppen der Hauptgruppe weist eine Hauptgruppen-Vorgelegewelle 24 auf, die durch Lager 26 und 28 in dem Gehäuse 16 gelagert ist und die mit drehfest angeordneten Hauptgruppen-Vorgelegewellenzahnrädern 30, 32, 34, 36 und 38 versehen ist. Mehrere Hauptgruppenantriebs- oder Hauptwellenzahnräder 40, 42 und 44 umgeben die Getriebehauptwelle 46 und sind einzeln sowie zeitlich einander ausschließend mit der Hauptwelle 46 mittels verschiebbarer Kupplungsmuffen 48 und 50 drehfest zu kuppeln, wie dies aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt ist. Die Kupplungsmuffe 48 kann auch dazu verwendet werden, das Eingangswellenzahnrad 20 an die Hauptwelle 46 anzukuppeln, um einen Direktantrieb zwischen der Eingangswelle 18 und der Hauptwelle 46 zu erbringen. Vorzugsweise umgibt jedes der Hauptgruppen-Hauptwellenzahnräder die Hauptwelle 46, steht ständig kämmend mit den zugehörigen Vorgelegezahnradgruppen in Eingriff und ist durch diese schwimmend gelagert, wobei die Lagerungsmittel und die besonderen Vorteile, die sich daraus ergeben, im Einzelnen in den oben erwähnten US-Patenten Nr. 3 105 395 und 3 335 616 erläutert sind. Typischerweise werden die Kupplungsmuffen 48 und 50 mittels Schaltgabeln oder -joche 52 bzw. 54 axial positioniert, die zu einer Schaltstangengehäuseanordnung 56 gehören. Die Kupplungsmuffen 48 und 50 sind bei dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel in der bekannten unsynchronisierten, zweiseitig wirkenden Bauart mit Klauenkupplung ausgeführt, können jedoch auch synchronisiert sein, wie dies in den US-Patenten 4 989 706 und 5 141 087 dargestellt ist.
Das Hauptgruppen-Hauptwellenzahnrad 44 ist das Rückwärtsgangzahnrad und es steht mit den Vorgelegewellenzahnrädern 38 mittels konventioneller, lose laufender Zwischenzahnräder 57 (siehe Fig. 1A) ständig kämmend in Eingriff. Das Hauptgruppen-Vorgelegewellenzahnrad 32 dient dazu, Fremdgeräte u. dgl. anzutreiben. Die Klauenkupplungen 48 und 50 sind Dreistellungs-Kupplungen insofern, als sie in eine mittlere, axial nicht verschobene Nichteingriffsstellung (Leerlaufstellung) gebracht werden können, wie dies gezeigt ist, oder indem sie in eine ganz nach rechts verschobene oder eine ganz nach links verschobene Eingriffsstellung gebracht werden können.
Die Hilfsgetriebegruppe 14 liegt in Serie mit der Hauptgetriebegruppe 12 und sie ist von der kombinierten Split-/Range-Bauart mit drei Schaltebenen und vier Gängen, wie dies in dem oben erwähnten US-Patent 4 754 665 beschrieben ist. Die Hauptwelle 46 läuft in die Hilfsgruppe 14 und ist in dem innenliegenden Ende der Ausgangswelle 58 gelagert, die aus dem hinteren Ende des Getriebes vorsteht.
Zu der Hilfsgetriebegruppe 14 gehören mehrere, im Wesentlichen identische Hilfsgruppen-Vorgelegewellenanordnungen 60 (siehe Fig. 1A), von denen jede eine Hilfsgruppen- Vorgelegewelle 62 aufweist, die durch Lager 64 und 66 in dem Gehäuse 16 gelagert ist und die drehfest drei Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnräder 68, 70 und 72 tragen. Die Vorgelegewellenzahnräder 68 kämmen ständig mit dem Hilfsgruppen-Split-Zahnrad 74 und lagern dieses. Die Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnräder 70 kämmen ständig mit dem Split-/Range-Zahnrad 76 der Hilfsgruppe und lagern dieses; das Split-/Range-Zahnrad 76 umgibt die Ausgangswelle 58 an demjenigen Ende, das sich neben dem koaxial angeordneten inneren Ende der Hauptwelle 46 befindet. Die Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnräder 72 kämmen ständig mit dem Range-Zahnrad 74 und lagern dieses, wobei das Hilfsgruppen-Range-Zahnrad 78 die Ausgangswelle 58 umgibt. Demgemäß definieren die Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnräder 68 sowie das Split-Zahnrad 74 eine erste Gangebene, die Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnräder 70 und das Split- /Range-Zahnrad 76 eine zweite Gangebene und die Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnräder 72 mit dem Range-Zahnrad 78 eine dritte Gangebene oder Ganggruppe bei der kombinierten Hilfsgetriebegruppe 14, die in der kombinierten Split- und Range-Bauart ausgeführt ist.
Eine verschiebbare, zwei Stellungen aufweisende Klauenkupplungsmuffe 80 wird dazu verwendet, wahlweise entweder das Split-Zahnrad 74 oder das Split-/Range-Zahnrad 76 mit der Hauptwelle 46 zu kuppeln, während eine synchronisierte Zweistellungskupplungsanordnung 82 dazu verwendet wird, wahlweise das Split-/Range-Zahnrad 76 oder das Range-Zahnrad 78 mit der Ausgangswelle 58 zu kuppeln. Die Konstruktion und die Funktion der zweiseitig wirkenden Klauenkupplungsmuffe 80 ist im Wesentlichen identisch mit der Konstruktion und der Funktion der verschiebbaren Kupplungsmuffen 48 und 50, die in der Hauptgetriebegruppe 12 verwendet werden, und die Funktion der zweiseitig wirkenden synchronisierten Kupplungsanordnung 82 ist im Wesentlichen die gleiche wie die Konstruktion und die Funktion von bekannten, zweiseitig wirkenden synchronisierten Klauenkupplungsanordnungen, von denen Beispiele in den US-Patenten Nr. 4 462 489, 4 125 179 und 2 667 955 beschrieben sind, auf die hier Bezug genommen ist. Die dargestellte synchronisierte Kupplungsanordnung 82 ist in der Bauart mit Zapfen ausgeführt, wie dies in dem oben genannten US-Patent Nr. 4 462 489 beschrieben ist.
Die Split-Klauenkupplung 80 ist eine Zweistellungskupplungsanordnung, die wahlweise in die ganz linke oder ganz rechte Stellung gebracht werden kann, um entweder das Zahnrad 76 oder das Zahnrad 74 an die Hauptwelle 46 anzukuppeln. Die Split-Klauenkupplung 80 wird axial mittels einer Schaltgabel 84 positioniert, die durch einen Kolbenaktuator 86 mit zwei Stellungen kontrolliert wird, der durch einen Fahrerauswahlknopf, beispielsweise einen an dem Schaltknauf vorgesehen Druckknopf od. dgl. (nicht dargestellt), zu betätigen ist, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die synchronisierte Zweistellungskupplunganordnung 82 ist ebenfalls eine Zweistellungskupplung, die entweder in die ganz rechte oder die ganz linke Stellung gebracht werden kann, um wahlweise entweder das Zahnrad 78 oder das Zahnrad 76 mit der Ausgangswelle 58 zu kuppeln. Die Positionierung der Kupplungsanordnung 82 geschieht mittels einer Schaltgabel 88, die durch eine Zweistellungskolbenanordnung 90 betätigt wird.
Wie dies anhand der Fig. 1, lA und 6 zu ersehen ist, können durch wahlweises axiales Verschieben der Split-Kupplung 80 und/oder der Range-Kupplung 82 in die vordere und/oder die rückwärtige Axialstellung vier unterschiedliche Übersetzungen zwischen der Hauptwelle und der Ausgangswelle erzeugt werden. Dementsprechend ist die Hilfsgetriebegruppe 14 eine Hilfsgruppe in der kombinierten Range- /Split-Bauart mit drei Ebenen, die vier auswählbare Gänge oder Antriebsübersetzungsverhältnisse zwischen der Eingangswelle (Hauptwelle 46) und der Ausgangswelle (Ausgangswelle 58) bereithält. Die Hauptgruppe 12 enthält einen Rückwärts- und drei möglicherweise auszuwählende Vorwärtsgänge. Jedoch wird einer der auswählbaren Vorwärtsgänge der Hauptgruppe, nämlich der niedrigste Vorwärtsgang entsprechend dem Hauptwellenzahnrad 42 nicht in dem hohen Bereich verwendet. Demgemäß wird das Getriebe 10 zutreffend als ein "(2 + 1) · (2 · 2)"-Getriebe bezeichnet, das neun oder zehn auswählbare Vorwärtsgänge bereithält, abhängig davon, ob es wünschenswert oder praktisch ist, den niedrigsten Gang zu splitten.
Das Schaltmuster zum Schalten des Getriebes 10 ist schematisch in Fig. 6 gezeigt. Die Unterteilungen in vertikaler Richtung bei jeder Schalthebelstellung bezeichnen Split-Schaltvorgänge, während Bewegungen in horizontaler Richtung aus dem Drei/Vier- oder dem Fünf/Sechs-Bein des H- Schaltmusters zu dem Sieben/Acht- und dem Neun/Zehn-Bein des H-Schaltmusters Schaltvorgänge aus dem unteren Bereich in den hohen Bereich des Getriebes bezeichnen. Wie oben erläutert, wird ein Split-Schaltvorgang in der üblichen Weise mittels eines fahrerbetätigten Split-Schaltknopfes od. dgl. bewirkt, üblicherweise ein Knopf, der auf dem Schalthebelknauf sitzt, während die Betätigung der Rangekupplungsschaltanordnung eine automatische Reaktion auf die Bewegung des Gangschalthebels zwischen dem mittleren und dem ganz rechten Bein des Schaltmusters ist, wie dies in Fig. 2 dargestellt und nachstehend im Einzelnen beschrieben ist. Range-Schalteinrichtungen dieser allgemeinen Art sind aus dem Stand der Technik bekannt und aus den oben erwähnten US-Patenten Nr. 3 429 202, 4 455 883, 4 561 325 und 4 663 725 ersichtlich.
Es wird wiederum auf Fig. 6 Bezug genommen und angenommen, dass es zweckmäßig ist, wenn das Getriebe im Wesentlichen gleiche Übersetzungssprünge enthält, wobei die Gangsprünge der Hauptgruppe im Wesentlichen gleich sein sollten und der Split-Sprung im Wesentlichen gleich der Quadratwurzel der Gangsprünge in der Hauptgruppe und der Range-Sprung gleich der N-ten Potenz der Gangsprünge in der Hauptgruppe ist, wobei N gleich der Anzahl der Gänge der Hauptgruppe ist, die in beiden Bereichen verwendet werden (d. h. N = 2 bei dem (2 + 1) x (2 · 2) Getriebe 10). Wenn die gewünschten idealen Übersetzungen vorgegeben sind, werden die Zahnräder im Sinne eines Annäherns dieser Übersetzungen ausgewählt. Bei dem obigen Beispiel betragen die Split- Sprünge etwa 33,3%, während der Range-Sprung etwa 316% beträgt, was im Allgemeinen für ein "2 + 1"-Hauptgetriebe geeignet ist mit etwa 78% Sprüngen als Quadratwurzel von 1,78 gleich etwa 1,33 und 1,78 erhoben zur zweiten Potenz gleich etwa 3,16 (d. h. N ist gleich 2).
Das Gehäuse 16, das, wie dargestellt, eine mehrteilige Anordnung sein kann, weist eine vordere Stirnwand 16A, eine hintere Stirnwand 16B und eine Zwischenwand 16C auf. Es ist zu beachten, dass das Lager 28, das das hintere Ende der Hauptgruppenvorgelegewelle 24 trägt, das Lager 64, das das vordere Ende der Hilfsgruppenvorgelegewelle 62 trägt und das Lager 74A, das das Zahnrad 74· und mittelbar die Hauptwelle 46 lagert, in der Zwischenwand 16C des Gehäuses 16 gehaltert sind.
Bei dem oben beschriebenen Getriebe 10 und in anderen unten beschriebenen und beanspruchten Getrieben sind die Zahnräder als an den Vorgelegewellen befestigt dargestellt, während einige der Hauptwellen- und/oder Ausgangswellenzahnräder so dargestellt sind, als dass sie wahlweise an die zugehörigen Wellen angekuppelt werden können. Obwohl dies der bevorzugte Aufbau ist, ist die vorliegende Erfindung in gleicher Weise bei funktional äquivalenten Konstruktionen anwendbar, bei denen bestimmte Zahnräder der Hauptwelle und/oder der Ausgangswelle an ihrer zugehörigen Welle befestigt und die Vorgelegewellenzahnräder wahlweise an die Vorgelegewellen ankuppelbar sind.
In den Fig. 2, 3, 4 und 5 sind 10-gängige Getriebe 110, 210 bzw. 310 dargestellt. Die Getriebe 110, 210 und 310 verwenden alle die erfindungsgemäße Konstruktion. Die Funktion und die Betriebsweise der Bauelementen der Getriebe 110, 210 und 310 sind mit der Funktion und der Betriebsweise der Bauelementen des Getriebes 10 aus den Fig. 1 und 1A identisch, jedoch nicht die Konstruktionen der Bauelemente der Getriebe 110, 210 und 310. Die Bauelemente der Getriebe 110, 210 und 310, die funktions- und betriebsmäßig denjenigen Bauelementen des Getriebes 10 entsprechen, werden mit den entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet, denen jeweils die Ziffer 1, 2 oder 3 vorangestellt ist.
In den Fig. 2 und 3 ist das erfindungsgemäße Getriebe 110 veranschaulicht. Obwohl hinsichtlich Konstruktion unterschiedlich, ist die Funktion und die Betriebsweise des Getriebes 110 im Wesentlichen mit der Funktion und der Betriebsweise des oben beschriebenen Getriebes 10 identisch. Wie bei dem Getriebe 10 enthält das Getriebe 110 eine Hauptgruppe 112 sowie eine Hilfsgruppe 114, die beide in einem Gehäuse 116 enthalten sind. Zu dem Gehäuse 116 gehört eine vordere Stirnwand 116A sowie eine hintere Stirnwand 116B, jedoch fehlt eine Zwischenwand, die der Zwischenwand 16C des Getriebes 10 entspräche.
Die Eingangswelle 188 trägt drehfest ein Eingangszahnrad 120 und sie bildet eine nach hinten sich öffnende Tasche 118A, in der ein Fortsatz 158A mit vermindertem Durchmesser der Ausgangswelle 158 geführt ist. Eine Lagerbüchse 118B od. dgl. kann in der Tasche oder der Sackbohrung 118A enthalten sein. Das vordere Ende der Eingangswelle 118 ist mittels eines Lagers 118C in der vorderen Stirnwand 116A gelagert, während das hintere Ende 158C der Ausgangswelle 158 mittels einer Lageranordnung 158D in der hinteren Stirnwand 116B gelagert ist. Die Lageranordnung 158D kann aus einem Paar von Kegelrollenlagern oder einem einzelnen Rollen- oder Kugellager bestehen, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist.
Die die Hauptwellenkupplungen 148 und 150 tragende Hauptwelle 146 sowie die Hauptwellen-Split-Kupplung 180 haben die Form eines im Wesentlichen rohrförmigen Körpers 146A mit einer Außenverzahnung auf der äußeren Umfangsfläche 146B und einer axial sich erstreckenden Durchgangsbohrung 146C zum Durchlass der Ausgangswelle 158. Zum Schalten der Kupplungen 148 bzw. 150 sind Schaltgabeln 152 und 154 vorgesehen. Die Hauptwelle 146 kann sich unabhängig gegenüber der Eingangswelle 118 und der Ausgangswelle 158 drehen und außerdem kann sie sich gegenüber diesen begrenzt radial bewegen.
Die Hauptgruppe 112 enthält zwei im Wesentlichen identische Hauptgruppen-Vorgelegewellenanordnungen 122, von denen jede eine Hauptgruppen-Vorgelegewelle 124 aufweist, die drehfest Vorgelegewellen-Zahnräder 130, 132, 134, 136 und 138 trägt. Die Zahnradpaare 130, 134, 136 und 138 kämmen ständig mit dem Eingangszahnrad 118, den Hauptwellenzahnrädern 140 und 142 bzw. dem Losrad 157, das mit dem Rückwärtsgangzahnrad 144 kämmt.
Die Hauptgruppen-Vorgelegewelle 124 läuft nach hinten in die Hilfsgruppe, wo ihr hinteres Ende 124 mittelbar oder unmittelbar in der hinteren Gehäusestirnwand 216B gelagert ist.
Die Hilfsgruppe 114 enthält zwei im Wesentlichen identische Hilfsgruppen-Vorgelegewellenanordnungen 160, wobei zu jeder eine Hilfsgruppen-Vorgelegewelle 162 gehört, die drehtest Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnräder 168, 170 und 172 trägt. Die Paare von Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnrädern 168, 170 und 172 kämmen ständig mit dem Split-Zahnrad 174, dem Split-/Range-Zahnrad 176 bzw. dem Range-Zahnrad 178. Die Split-Kupplung 180 sitzt drehfest auf der Hauptwelle 146, um wahlweise entweder das Zahnrad 174 oder 176 anzukuppeln, während die synchronisierte Rangekupplung 182 mit der Ausgangswelle 158 drehfest ist, um wahlweise entweder das Zahnrad 176 oder das Zahnrad 178 anzukuppeln.
Die Hilfsgruppen-Vorgelegewellen 162 weisen eine im Wesentlichen rohrförmige Gestalt auf und bilden eine Durchgangsbohrung 182 zur Aufnahme der hinteren Verlängerungen der Hauptgruppen-Vorgelegewellen 124. Lager oder Büchsen 162B und 162C dienen dazu, die Hilfsgruppen-Vorgelegewelle 162 auf der Hauptgruppen-Vorgelegewelle 124 drehbar zu lagern. Das Lager 162D lagert mittelbar oder unmittelbar das hintere Ende der Vorgelegewellen 124 und 162 in der hinteren Stirnwand 116B.
Das Getriebe 110 ist hinsichtlich der Funktion und des Betriebs identisch mit dem oben beschriebenen Getriebe 10 nach dem Stand der Technik. Das Getriebe 110 unterscheidet sich konstruktiv von dem Getriebe 10 insofern, als die Hauptwelle 146 lediglich durch die Eingangswelle und/oder die Ausgangswelle gelagert ist, eine der Vorgelegewellen, nämlich die Hauptgruppen-Vorgelegewelle 124, reicht von der vorderen Stirnwand 116A bis zu der hinteren Stirnwand 116B und die anderen Vorgelegewellen, nämlich die Hilfsgruppen- Vorgelegewellen 162, sind rohrförmige Teile, die die jeweils andere Vorgelegewelle teleskopartig umgeben. Diese verbesserte Konstruktion gestattet es, die Zwischenwand 16C sowie die Lager 28, 64 und 74A, die bei dem Getriebe 10 notwendig waren, wegzulassen. Bei vergleichbarer Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit ist das Getriebe 110, verglichen mit dem Getriebe 10, deutlich kürzer und leichter. Beispielsweise hat ein gerade verzahntes Stirnzahnradgetriebe für ein Eingangsdrehmoment von 1970 Nm (1450 lbs. ft) bei einer Konstruktion entsprechend dem Getriebe 10 eine Länge von etwa 65 cm (25.8 Zoll) und eine Masse von etwa 288 kg (634 lbs4, verglichen mit einer geschätzten Länge von etwa 47,5 cm (18.7 Zoll) und einer Masse von etwa 207 kg (455 lbs.) bei dem erfindungsgemäßen Zahnradgetriebe 110 mit gerade verzahnten Zahnrädern und etwa 52 cm (20.5 Zoll) und 211 kg (465 lbs.) bei dem unten beschriebenen erfindungsgemäßen Getriebe 310 mit schräg verzahnten Zahnrädern.
Alternativ zu der Konstruktion des Getriebes 110 könnte sich auch die Eingangswelle 118 weiter nach hinten bis in die Nähe der hinteren Stirnwand 116B erstrecken oder die Eingangs- und die Ausgangswellen könnten innenliegende aneinanderstoßende Enden aufweisen, um sich an dieser Stelle zwischen den Stirnwänden des Getriebes wechselweise zu stützten.
Wie bei dem Getriebe 10 können eine oder mehrere Klauenkupplungen 148, 150 und/oder 180 sperrsynchronisiert und/oder einfach synchronisiert sein. Während die erfindungsgemäße Konstruktion besonders vorteilhaft bei Getrieben mit mehreren, im Wesentlichen identischen Vorgelegewellen ist, ist sie auch bei Getrieben mit einer einzigen Vorgelegewelle oder Austauschwelle geeignet.
Fig. 4 veranschaulicht einen Teil des Getriebes 210 als alternatives Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Getriebe 210 unterscheidet sich von dem Getriebe 110 insofern, als die Hilfsgruppen-Vorgelegewelle 262 von der hinteren Stirnwand 216B bis zu der vorderen Stirnwand 216A reicht und in diesen mittels Lagern 2628 bzw. 262A drehbar gelagert ist. Zu der Hauptgruppen-Vorgelegewellenanordnung 222 gehört eine im Wesentlichen rohrförmige Hauptgruppen-Vorgelegewelle 224, die drehfest die Hauptgruppen-Vorgelegewellenzahnräder 230, 234, 236 und 238 trägt. Nadellager 224A und 224B lagern drehbar die Welle 224 auf der vorderen Verlängerung der Hilfsgruppen-Vorgelegewelle 262.
Mit Ausnahme der oben erwähnten Konstruktion sind die Betriebsweise und die Funktion sowie die Vorteile des Getriebes 210 im Wesentlichen mit denen des Getriebes 110 identisch.
In Gestalt des Getriebes 310 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Fig. 5 dargestellt. Das Getriebe 310 ist hauptsächlich für schräg verzahnte Zahnräder bemessen, während die Getriebe 10, 110 und 210 hauptsächlich für gerade verzahnte Stirnräder vorgesehen sind.
Wie bei den oben beschriebenen Getrieben 10, 110 und 210 ist das Getriebe 310 ein "(2 + 1)·(2 · 2)"-Verbundgetriebe mit einer Hauptgruppe 312 und einer Hilfsgruppe 314, die mit der ersteren in Serie liegt, wobei beide innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses 316 mit einer vorderen Stirnwand 316A und einer hinteren Stirnwand 316B enthalten sind, das jedoch keine Zwischenwand entsprechend der Zwischenwand 16C des Getriebes 10 nach dem Stand der Technik enthält.
Obwohl die verschiedenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als "(2 + 1) x (2 · 2)"-Verbundgetriebe dargestellt sind, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt und auf einen weiten Bereich von Typen von Verbundgetrieben anwendbar.
Die Eingangswelle 318 trägt drehfest das Eingangszahnrad 320 und bildet einen nach innen ragenden Abschnitt 318A mit vermindertem Durchmesser, der mittelbar oder unmittelbar das vordere Ende 346A der Hauptwelle 346 haltert. Die Ausgangswelle 358 ragt aus dem hinteren Ende des Getriebes 310 heraus und trägt eine Außenverzahnung 358A zur Aufnahme eines Mitnehmerflansches 358B. Das innenliegende Ende 358C der Ausgangswelle 358 ist mit einer nach innen und hinten abgeschrägten Fläche 358D versehen, um das hintere Ende 346 der Hauptwelle 346 mittelbar oder unmittelbar zu lagern.
Die Eingangswelle 318 ist mittels eines Kegelrollenlagers 318B in der vorderen Stirnwand 316A gelagert, während die Ausgangswelle 358 mittels einer Anordnung 358E aus zwei Kegelrollenlagern in der hinteren Stirnwand 316B gelagert ist.
Die Hauptwelle 346 trägt die Hauptwellenkupplungen 348 und 350 sowie die Split-Kupplung 380, sie erstreckt sich im Wesentlichen koaxial zwischen den inneren Enden der Eingangs- und der Ausgangswelle und sie ist durch diese gelagert. Die Hauptwellenzahnräder 340, 342 und 344, das Split-Zahnrad 374 sowie das Split-/Range-Zahnrad 376 umgeben vorzugsweise mit einem begrenzten Radialspiel die Hauptwelle 346 und sie sind mittels Kupplungen 348, 350 und 380 wahlweise an diese ankuppelbar. Die Rangekupplung 382 wird von der Ausgangswelle 358 getragen, die von dem Split/Range-Zahnrad 376 und dem Range-Zahnrad 378 umgeben ist. Die Kupplung 382 dient dazu, entweder das Zahnrad 376 oder das Zahnrad 378 an der Ausgangswelle 358 anzukuppeln. Die Funktion und die Betriebsweise des Getriebes 310 ist dieselbe wie bei den Getrieben 10, 110 und 210, die oben erläutert sind.
Die Vorgelegewellenanordnungen 322 bzw. 360 sind im Wesentlichen mit den Hauptgruppen-Vorgelegewellenanordnungen und Hilfsgruppen-Vorgelegewellenanordnungen 122 und 160 des obenstehend erläuterten Getriebes 110 identisch. Kurz gesagt, trägt bzw. tragen die Hauptgruppen-Vorgelegewellen bzw. die Hauptgruppe 324 drehfest die Vorgelegewellenzahnräder 330, 334, 336 und 338, die ständig mit den Zahnrädern 318, 340, 342 und dem Losrad 357 kämmen und/oder diese lagern, während die Hilfsgruppen-Vorgelegewelle 362 bzw. die Hilfsgruppen-Vorgelegewellen die Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnräder 368, 370, 372 tragen, die ständig mit den Zahnrädern 374, 376 und 378 kämmen. Die Hilfsgruppen-Vorgelegewelle ist im Wesentlichen rohrförmig und umgibt teleskopartig das hintere Ende 324A der Hauptgruppen-Vorgelegewelle 24 und sie ist mittelbar oder unmittelbar mittels Lagern 362A, 362B und 362C darauf drehbar gelagert. Ein Lager 326 trägt das vordere Ende der Vorgelegewelle 324 in der vorderen Stirnwand 316A, während ein Lager 362C mittelbar oder unmittelbar das hintere Ende der Vorgelegewelle 324 in der hinteren Stirnwand 316B lagert.
Der Fortsatz 318A mit vermindertem Durchmesser der Eingangswelle 318 trägt ein Axialrollenlager 318C sowie eine im Wesentlichen sphärische Beilag- oder Anlaufscheibe 318D aus Lagerstahl, die an einer im Wesentlichen komplementäre, radial nach innen und axial nach hinten abgeschrägte Fläche 346C anliegt, die an dem vorderen Ende 346A der Hauptwelle 346 ausgebildet ist. Der Nabenteil 376A des Range-/Split-Zahnrades 376 umgibt den hinteren Abschnitt 346B mit vermindertem Durchmesser der Hauptwelle 346, der außerdem zwei sphärische Beilag- oder Anlaufscheiben 346D und 346E trägt, die konstruktiv mit der Beilagscheibe 318D identisch sind und die mit im Wesentlichen komplementär geneigten Flächen 346F der Hauptwelle bzw. 358D der Ausgangswelle zusammenwirken. Axialrollenlager 346 G und 346H trennen die sphärischen Beilagscheiben von dem Nabenteil 376A.
Axiallager sind Lager, die dazu vorgesehen sind, eine Axialkraft zwischen zwei gegeneinander drehbaren Teilen zu übertragen. Ein typisches Axiallager enthält Rollen mit einer Drehachse, die gegenüber der Drehachse 318E/358F der gegeneinander drehbaren Teile radial verläuft.
Die Hauptwelle 346 ist auf diese Weise an ihrem vorderen Ende mittelbar oder unmittelbar durch die Eingangswelle 318 gelagert, während die sphärische Beilagscheibe 318D und die Fläche 346 eine begrenzte Radialbewegung der Hauptwelle gegenüber der Drehachse 318E der Eingangswelle gestatten. An ihrem hinteren Ende ist die Hauptwelle mittels der Ausgangswelle 358 gelagert, während die sphärischen Anlaufscheiben 346D und 346E mit den abgeschrägten Flächen 346F und 358D zusammenwirken, um eine begrenzte Radialbewegung der Hauptwelle gegenüber der Drehachse 358F der Ausgangswelle 358 zu gestatten, die im Wesentlichen zu der Achse 318E koaxial ist.
Wie zuvor erwähnt, sind im Wesentlichen alle Zahnräder des Getriebes 310 schräg verzahnt, was dazu führt, dass Axialkräfte an den unterschiedlichen Getriebekomponenten auftreten. Vorwärts gerichtete Axialkräfte an der Hauptwelle 346 und/oder dem Split-/Range-Zahnrad 376 werden über die Lager 346 G, 318C und/oder 318B in das Gehäuse eingeleitet, während nach hinten gerichtete Axialkräfte an der Hauptwelle und dem Split-/Range-Zahnrad über die Lager 346G, 346H und/oder 358E in das Gehäuse eingeleitet werden.
Demgemäß ist die Hauptwelle 346 lediglich durch die Eingangs- und die Ausgangswelle gelagert, und zwar vorzugsweise mit einem begrenzten Radialspiel bzw. schwimmend, was keine dazwischenliegende Unterstützung durch das Gehäuse erfordert und die Einleitungen der bei den schräg verzahnten Zahnrädern auftretenden Kräfte in das Gehäuse durch geeignete Lager ermöglicht.
Die Fig. 5A zeigt eine konstruktive Modifikation des Getriebes 310. Kurz gesagt, ersetzen die sphärischen Anlaufscheiben 346DD und 346EE die in Fig. 5 gezeigten Anlaufscheiben 346D und 346E. Die Anlaufscheiben 346DD und 346EE weisen axial verlaufende Naben 346DDA und 346EEA auf, die eine Führungsfläche für die Lagerung 346 G bzw. 346H darstellen, um die Lagerkäfige und -Rollen parallel zu den Flächen 346DDB bzw. 346EEB zu halten.
Ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel 402 der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 7 gezeigt. Im Gegensatz zu den oben beschriebenen Getrieben 10, 110, 210 und 310 ist das Getriebe 402 ein 16-gängiges Getriebe vom Typ "(2) · (4) · (2)", das eine zweigängige Split-Gruppe 404, eine Hauptgetriebegruppe 406 mit vier Vorwärtsgängen und eine zweigängige Range-Gruppe 408 aufweist, die allesamt in Serie verbunden sind.
Kurz gesagt, ist eine Eingangswelle 410 mittels eines Lagers 411 in der (nicht gezeigten) vorderen Stirnwand des Getriebegehäses gelagert und von zwei Eingangszahnrädern 412 und 414 umgeben, von denen eines wahlweise mittels einer synchronisierten Kupplung 416 mit der Eingangswelle gekuppelt ist, um eine zweigängige Split-Eingangsgruppe zu bilden. Vordere Vorgelegewellenanordnungen 418 weisen je eine Vorgelegewelle 420 auf, die jeweils Vorgelegewellen- Zahnräder 422, 424, 426, 428, 430 und 432 tragen. Die Zahnräder 422 und 424 kämmen ständig mit den Eingangszahnrädern 412 und 414. In der Hauptgruppe 406 kämmen die Zahnräder 426, 428, 430 und 432 ständig mit den Hauptwellenzahnrädern 434, 436, 438 und einem (nicht gezeigten) Losrad für den Rückwärtsgang, das mit dem Rückwärstgangzahnrad 440 kämmt. Zweiseitig wirkende synchronisierte Kupplungen 442 und 444 sind auf der Hauptwelle 446 vorgesehen, um die Hauptwelle 446 wahlweise mit dem Eingangswellenzahnrad 410 oder einem der Hauptwellenzahnräder 434, 436 oder 438 zu kuppeln. Eine unsynchronisierte Kupplung 448 dient dazu, um das Rückwärtsgangzahnrad 440 an die Hauptwelle 446 zu kuppeln.
Das hintere Ende der Hauptwelle 446 ragt in die zweigängige Range-Gruppe 408 hinein und trägt drehfest ein Zahnrad 450. Ein Paar von Hilfsgruppen-Vorgelegewellenanordnungen 452 enthält je eine Hilfsgruppen-Vorgelegewelle 454, die wiederum zwei Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnräder 456 und 458 tragen. Das Zahnrad 456 kämmt ständig mit dem Hilfs-Eingangszahnrad 450, während das Zahnrad 458 ständig mit einem Ausgangszahnrad 460 kämmt, das eine Ausgangswelle 462 umgibt. Die Ausgangswelle 462 ist in der (nicht gezeigten) rückwärtigen Stirnwand des Gehäuses mittels eines Lagers bzw. Lagern 463 gelagert. Eine synchronisierte Zweistellungs-Rangekupplung 464 wird von der Ausgangswelle 462 getragen und dient dazu, um entweder das Ausgangszahnrad 460 oder die Hauptwelle 446 mit der Ausgangswelle 462 zu kuppeln.
Lager 466 und 468 lagern drehbar die vorderen Vorgelegewellen 420 in den (nicht gezeigten) vorderen und rückwärtigen Stirnwänden eines Getriebegehäuses. Hilfsvorgelegewellen 254 sind allgemein rohrförmige Elemente, die das hintere Ende der vorderen Vorgelegewellen teleskopartig umgeben und mittels Nadellagern 470 und 472 od. dgl. darauf gelagert sind. Die Hauptwelle wird von der Eingangswelle und/oder Ausgangswelle in ähnlicher Weise getragen, wie jeweils bei den oben beschriebenen Getrieben 110, 210 oder 310 dargestellt.
Ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel 510 der vorliegenden Erfindung ist in Abb. 8 dargestellt. Das Getriebe 510 gleicht dem Getriebe 310 abgesehen davon, dass das hintere Ende einer Hauptwelle 546 und das vordere Ende einer Ausgangswelle 558 jeweils ein Split/Range-Zahnrad 576 tragen bzw. durch dieses über sphärische Anlaufscheiben 546D und 546E und Kegelrollenlager 546 G und 546H getragen werden, und dass die axialen Lager 318C, 346 G und 346H durch Kegelrollenlager 518C, 546 G bzw. 546H ersetzt sind.

Claims

1. Geschwindigkeitswechselgetriebe (110) in Verbundbauart mit einer Hauptgetriebegruppe (112), die in Serie mit einer mehrgängigen Hilfsgetriebegruppe (114) liegt,

wobei die Haupt- und die Hilfsgetriebegruppe in einem gemeinsamen Gehäuse (116) enthalten sind, das eine vordere Stirnwand (116a) und eine rückwärtige Stirnwand (116b) bildet,

die Hauptgetriebegruppe wenigstens eine Hauptgruppen- Vorgelegewelle (124) aufweist, die wenigstens zwei daran befestigte Hauptgruppenvorgelegewellenzahnräder (130, 134, 136) enthält und mittels wenigstens eines Lagers an dem vorderen Ende und wenigstens eines Lagers an dem hinteren Ende drehbar gelagert ist, wobei das Lager an dem vorderen Ende in der vorderen Stirnwand des Gehäuses sitzt;

die Hilfegetriebegruppe wenigstens eine Hilfsgruppenvorgelegewelle (162) mit einer rohrförmigen Gestalt aufweist und wenigstens zwei (186, 170,172) Hilfsgruppenvorgelegezahnräder drehfest trägt, die Hilfsgruppenvorgelegewelle sich koaxial über einen Längsabschnitt der Hauptgruppenvorgelegewelle erstreckt und mittels wenigstens eines Lagers an seinem vorderen Ende sowie mittels wenigstens eines Lagers an seinem hinteren Ende drehbar gelagert ist, wobei das Lager an dem hinteren Ende in der hinteren Stirnwand des Gehäuses sitzt und

wobei das Ende der Hauptgruppenvorgelegewelle, das dem Längsabschnitt der Hauptgruppenvorgelegewelle benachbart ist, ausschließlich innerhalb der rohrförmigen Hilfsgruppenvorgelegewelle gelagert ist.

2. Verbundgetriebe nach Anspruch 1, bei dem die Hauptgruppenvorgelegewelle an ihrem Ende, das dem Längsabschnitt der Hauptgruppenvorgelegewelle benachbart ist, mittels eines Lagers gelagert ist, das in der Hilfsgruppenvorgelegewelle sitzt und axial im Wesentlichen innerhalb des Lagers angeordnet ist, der das entsprechende Ende der Hilfsgruppenvorgelegewelle in der hinteren Stirnwand trägt.

3. Verbundgetriebe nach Anspruch 1, bei dem das vordere Ende der Hilfsgruppenvorgelegewelle mittels wenigstens eines Lagers gelagert ist, das auf der Hauptgruppenvorgelegewelle sitzt und innerhalb des Längsabschnittes zusammen mit der Hilfsgruppenvorgelegewelle die Hauptgruppenvorgelegewelle teleskopartig umgibt.

4. Verbundgetriebe nach Anspruch 1, bei dem zu der Hauptgetriebegruppe (112) gehören:

eine an einem Primärantrieb anschließbare Eingangswelle (118), wenigstens ein an der Eingangswelle (118) an zu kuppelendes Eingangszahnrad (120), eine zu der Eingangswelle (118) im Wesentlichen koaxiale Hauptwelle (146), die sich in die zweite Gruppe (114) hinein erstreckt, wenigstens eine zu der ersten Gruppe gehörende Vorgelegewelle (124), die in dem Gehäuse (116) drehbar gelagert ist und ein erstes daran befestigtes Hauptgruppenvorgelegezahnrad (130) und ein zweites Hauptgruppenvorgelegezahnrad (134, 136) trägt, wobei das erste Hauptgruppenvorgelegezahnrad (130) ständig mit dem Eingangszahnrad (120) kämmt, wenigstens ein Hauptwellenzahnrad (140,142), das die Hauptwelle (146) umgibt und ständig mit dem zweiten Hauptgruppenvorgelegewellenzahnrad (134, 136) kämmt sowie Hauptgruppenkupplungsmittel (148, 150), die von der Hauptwelle (146) getragen werden, um wahlweise das Hauptwellenzahnrad (140,142) drehfest mit der Hauptwelle (146) zu kuppeln; und

bei dem die Hilfsgetriebegruppe (114) umfasst: wenigstens eine zu der zweiten Gruppe gehörende Vorgelegewelle (162), die zu der Vorgelegewelle (124) der ersten Gruppe koaxial und in dem Gehäuse (116) drehbar gelagert ist, eine Ausgangswelle (158), die mit der Hauptwelle (146) im Wesentlichen koaxial und in dem Gehäuse (116) gelagert ist, ein erstes zu der zweiten Gruppe gehörendes Vorgelegewellenzahnrad (168, 170) sowie ein zweites zu der zweiten Gruppe gehörendes Vorgelegewellenzahnrad (170,172), das an der zu der zweiten Gruppe gehörenden Vorgelegewelle (162) befestigt ist, wobei das erste zu der zweiten Gruppe gehörende Vorgelegewellenzahnrad (168, 170) ständig mit einem ersten zentralen Zahnrad (174, 176) kämmt, das mit der Hauptwelle (146) zu kuppeln ist, wenigstens ein zweites zentrales Zahnrad (176, 178), das ständig mit dem zweiten zu der zweiten Gruppe gehörenden Vorgelegewellenzahnrad (170, 172) kämmt, sowie zu der zweiten Gruppe gehörende Kupplungsmittel (180,182), um wahlweise entweder (i) das erste zentrale Zahnrad (174, 176) mit der Hauptwelle (146) zu kuppeln oder (ii) das zweite zentrale Zahnrad (176, 178) mit der Ausgangswelle (158) zu kuppeln oder (iii) die Hauptwelle (146) mit der Ausgangswelle (158) zu kuppeln.

5. Verbundgetriebe nach Anspruch 1, bei dem die Hauptgetriebegruppe (112) eine Reihe von im Wesentlichen identischen Vorgelegewellen (124) aufweist, die in Umfangsrichtung gleich beabstandet um die Hauptwelle herum angeordnet sind, wobei die Hilfsgetriebegruppe (114) eine Reihe von im Wesentlichen identischen zu der Hilfsgetriebegruppe gehörenden Vorgelegewellen (162) aufweist, die im Umfangsrichtung im Wesentlichen gleich beabstandet um die Ausgangswelle (158) herum angeordnet sind, und bei dem jede Vorgelegewelle (124) der Hauptgruppe zusammen mit einer der Vorgelegewellen (162) der Hilfsgruppe eine Vorgelegewellenanordnung bildet.

6. Verbundgetriebe nach Anspruch 1, bei dem die Eingangswelle (118) und die Ausgangswelle (158) zu einer gemeinsamen Drehachse koaxial sind und die Hauptwelle (156) und das Hauptwellenzahnrad (14, 136) bezüglich der Drehachse der Eingangswelle (118) und der Ausgangswelle (158) radial schwimmen können.

7. Verbundgetriebe nach Anspruch 1, bei dem ein einziges Eingangszahnrad (120) ständig mit der Eingangswelle (158) drehfest verbunden ist.

8. Verbundgetriebe nach Anspruch 1, bei dem eine Reihe von Eingangszahnrädern (120) die Eingangswelle (118) relativ zu dieser drehbar umgibt und bei dem eine Eingangskupplung vorhanden ist, um wahlweise eines der Eingangszahnräder (120) drehfest mit der Eingangswelle (118) zu kuppeln.

9. Verbundgetriebe nach Anspruch 1, bei dem die Kupplungsmittel (148) der Hauptgruppe zusätzlich dazu dienen, wahlweise die Eingangswelle (118) mit der Hauptwelle (146) drehfest zu kuppeln.

10. Verbundgetriebe nach Anspruch 1, bei dem die Eingangswelle (118) in dem Gehäuse (116) mittels Lagern (118c) gelagert ist, die in der vorderen Stirnwand (116a) gelagert sind, bei dem die Ausgangswelle (158) in dem Gehäuse (116) mittels Lagern (158d) gelagert ist, die in der hinteren Stirnwand (116b) sitzen, und bei dem die Hauptwelle (146) in dem Gehäuse (116) ausschließlich zumindest durch die Eingangswelle (118) oder die Ausgangswelle (158) gelagert ist.

11. Verbundgetriebe nach Anspruch 1, bei dem das hintere Ende der Eingangswelle und das vordere Ende der Ausgangswelle einander gegenseitig lagernd, axial überlappen.

12. Verbundgetriebe nach Anspruch 1, bei dem die Hauptwelle (146) eine im Wesentlichen rohrförmige Gestalt aufweist und wenigstens die Eingangswelle (118) oder die Ausgangswelle (158) teleskopartig umgibt.

13. Verbundgetriebe nach Anspruch 1, bei dem die Hauptwelle (118) in dem Gehäuse (116) ausschließlich zumindest durch die Eingangswelle (118) oder die Ausgangswelle (158) gelagert ist.

14. Verbundgetriebe nach Anspruch 1, bei dem die Hauptwelle (146) eine im Wesentlichen rohrförmige Gestalt aufweist und eine Innenumfangsfläche (146c) bildet, die wenigstens die Eingangswelle (118) oder die Ausgangswelle (158) teleskopartig umgibt.