DE69503691T2

DE69503691T2 - Mehrgängiges Getriebe mit parallelen Achsen

Info

Publication number: DE69503691T2
Application number: DE69503691T
Authority: DE
Inventors: James Francis Brighton Michigan 48116 Sherman
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1994-04-21
Filing date: 1995-03-16
Publication date: 1998-11-26
Anticipated expiration: 2015-03-17
Also published as: EP0678689A1; EP0678689B1; DE69503691D1; US5471892A

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft Lastschaltgetriebe und insbesondere mehrgangige Lastschaltgetriebe mit einer parallelen Achse mit mehreren Eingangswellen.

Hintergrund der Erfindung

Mehrgängige Lastschaltgetriebe mit zwei oder mehr Achsen verlängern im allgemeinen die Wellenelemente auf mindestens zwei der Achsen in der Längsrichtung des Getriebes, um mehrere Übersetzungsverhältnisse zwischen den Wellen zu erhalten. Um die Gesamtzahl der Übersetzungsverhältnisse zu erhöhen, nimmt die Längsabmessung des Getriebes zu.
Bei Getrieben mit quer liegendem Vorderradantrieb wird die Längsabmessung des Getriebes durch die verfügbare Spurweite und einen maximal zulässigen Winkel der Antriebsachsen begrenzt. Bei Personenfahrzeugen beschränkt dies die Anzahl der verfügbaren Verhältnisse. Ebenso ist bei Vorgelege- oder Parallelwellengetrieben ein eine Einwegeinrichtung verwendendes Verhältnis im allgemeinen auf das erste oder niedrigste Vorwärtsübersetzungsverhältnis beschränkt.
Bei manchen Anwendungen in landwirtschaftlichen Zugfahrzeugen, wo der Abstand vom Boden sehr groß ist, kann das Triebwerk auf mehreren parallelen Wellen angeordnet werden, wobei eine Welle eine Eingangswelle ist und die anderen Wellen durch ein Räderwerk bzw. Zahnräder damit verbunden sind. Bei diesen Getrieben sind die Übersetzungsverhältnisse kaskadenartig, d.h. sie nutzen Zahnräder auf mehr als zwei Wellen, um manche der Übersetzungsverhältnisse im Getriebe einzurichten. Ziemlich oft verwenden diese Getriebe die gleiche Reihe oder einen Teil davon für verschiedene Übersetzungsverhältnisse. Diese Getriebe sind im allgemeinen so ausgelegt, daß sie eine maximale Anzahl von engen Übersetzungszahnradstufen schaffen, so daß das Betriebsverhalten des Zugfahrzeugs genau gesteuert wird. Diese Anzahl und die Enge der Übersetzungsverhältnisse ist für Personenfahrzeuge nicht akzeptabel. Die meisten Automobilgetriebe sind so ausgelegt, daß vier bis sechs Vorwärtsübersetzungsverhältnisse und ein Rückwärtsüber setzungsverhältnis vorgesehen sind.

Zusammenfassung der Erfindung

DE-A-3 926 500 offenbart ein Lastschaltgetriebe gemäß den oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2.
Ein Lastschaltgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung ist über DE-A-3 926 500 durch die Merkmale gekennzeichnet, die in den kennzeichnenden Abschnitten von Anspruch 1 oder Anspruch 2 spezifiziert sind.
Die vorliegende Erfindung schafft -eine kurze Achsenlänge, indem mehrere Eingangswellen verwendet werden, die von der Mittellinie des Motors aus über eine Kette für eine Verhältniselastizität angetrieben werden. Es wird eine einzige Vorgelegewelle verwendet, die darauf einen Zahnradmechanismus aufweist, der mit Zahnrädem auf den mehreren Eingangswellen ineinandergreift bzw. in Eingriff kommt. Eine zusätzliche Verhältniselastizität kann in den Abständen zwischen den Eingangswellen und der Vorgelegewelle vorgesehen werden. Dieses Getriebe wird mit Hilfe von Einwegkupplungen in allen Vorwärtsantriebsverhältnissen einstuf ige Hochschaltungen und Herunterschaltungen liefern. Dieses Getriebe liefert auch einige Einwegverhältniswechsel mit überspringenden bzw. Skip- Shift-Schaltungen, solange sich die Übersetzungsverhältnisse, die gerade gewechselt werden, nicht auf der gleichen Eingangswelle befinden.
In der bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung befinden sich das Eingangszahnrad für das fünfte oder höchste Vorwärtsübersetzungsverhältnis und das Rückwärtsübersetzungsverhältnis auf der Motorachse. Dies schafft eine unabhängige Verhältnisauswahl für den fünften Gang, die Einstellung des Mittenabstands, die das von einem Freilauf- bzw. Zwischenzahnrad angetriebene Rückwärtsantriebsverhältnis nicht beeinflußt. Der fünfte Gang wird direkt von der Motorachse angetrieben und unterliegt keinen Kettenverlusten. Auch enthält die direkt vom Motor angetriebene Welle keine Einwegvorrichtung.
Es ist deshalb eine Aufgabe dieser Erfindung, ein verbessertes mehrgängiges Lastschaltgetriebe mit parallelen Wellen zu schaffen, bei dem jedes Paar von Vorwärtsantriebsverhältnissen von einer gemeinsamen Eingangswelle angetrieben wird, die durch Einwegvorrlchtungen und einen Kettenantrieb mit dem Motor verbunden ist.
Es ist ein bevorzugter Gesichtspunkt, ein verbessertes mehrgängiges Lastschaltgetriebe mit parallelen Wellen zu schaffen, bei dem die Wechsel beim Hoch- und Herunterschalten in einem einzigen Verhältnis über Einwegantriebsübertragungsvorrichtungen beim Wechseln einer Reibungsvorrichtung durchgeführt werden.
Ein anderer Gesichtspunkt dieser Erfindung ist, vorzugsweise ein verbessertes mehrgängiges Lastschaltgetriebe mit parallelen Wellen zu schaffen, bei dem eine Eingangswelle direkt durch den Motor angetrieben wird und mit einem Getriebe in Verbindung steht, das das höchste Vorwärtsübersetzungsverhältnis und ein Rückwärtsübersetzungsverhältnis liefert, und bei dem ferner mindestens zwei weitere Eingangswellen mit einer Kette von der mit dem Motor fluchtenden Eingangswelle über Einwegvorrichtungen angetrieben werden, so daß mindestens vier weitere Vorwärtsübersetzungsverhältnisse bereitgestellt werden.

Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines die vorliegende Erfindung verkörpernden Getriebes, die die Lage der Achsen des Getriebes zeigt.
Figur 2 ist eine längs der Linie 2 - 2 von Figur 1 gelegte Schnittansicht.
Figur 3 ist eine längs der Linie 3 - 3 von Figur 1 gelegte Schnittansicht.
Figur 4 ist eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform des Getriebes, das ein Planetengetriebe für die Getriebeübersetzungen bzw. -verhältnisse verwendet.

Beschreibung von beisdielhaften Ausführungsformen

Ein Getriebe 10, das in den Figuren 1, 2 und 3 gezeigt ist, weist mehrere Achsen auf, die parallel ausgerichtet sind und eine Eingangsachse 12, eine 1/3-Achse 14, eine 2/4-Achse 16, eine Übertragungs- oder Ausgangsachse 18 und eine Differentialausgangsachse 20 einschließen. Das in Figuren 1-3 dargestellte Getriebe enthält auch eine Achse 22 für ein Rückwärtsgang- Zwischenzahnrad.
Das in Figur 4 schematisch dargestellte Getriebe weist die gleiche Achsenanordnung auf, die in Figur 1 dargestellt ist, mit Ausnahme der Achse für ein Rückwärtsgang-Zwischenzahnrad, die bei der Planetengetriebeanordnung nicht erforderlich ist.
Auf der Eingangsachse 12 wird eine Eingangswelle 26 drehbar gehalten, die mit einem herkömmlichen Drehmomentwandler 28 und mit einem Paar herkömmliche fluidbetriebene Reibungskupplungen 30 und 32 antreibend verbunden ist. Die Kupplung ist die Kupplung für das fünfte Antriebsverhältnis, und die Kupplung 32 ist die Kupplung für das Rückwärtsantriebsverhältnis. Die Eingangswelle 26 wird, wie oben erwähnt wurde, in einem Lager 34 gehalten, das in einem Gehäuse oder einer Endabdeckung 36 angeordnet ist.
Mit der Eingangswelle 26 ist auch ein Kettenrad 38 antreibend verbunden, das von herkömmlicher Konstruktion ist. Das Kettenrad 38 ist mit einer Kette 40 antreibend verbunden, die das Kettenrad 38 mit einem 1/3-Eingangskettenrad 42 und einem 2/4-Eingangskettenrad 44 verbindet. Das 1/3-Eingangskettenrad 42 ist durch eine herkömmliche Einwegkupplung 46 mit einer 1/3-Welle 48 antreibend verbunden. Die Welle 48 wird in Lagern 50 und 52 auf der 1/3-Achse 14 drehbar gehalten. Durch die herkömmliche Einwegkupplung 46 kann das Drehmoment von dem Kettenrad 42 immer dann auf die Welle 48 übertragen werden, wenn sich das Kettenrad 42 dreht oder versucht, sich schneller als die Welle 48 zu drehen.
Das 2/4-Kettenrad 44 ist durch eine herkömmliche Einweg kupplung 54 mit einer 2/4-Welle 56 antreibend verbunden, die durch ein Paar Kugellager 58 und 60 auf der Achse 16 drehbar gehalten wird. Die Kugellager 60 und 58 werden in einer Endabdeckung oder einem Gehäuse 62 drehbar gehalten, das einen Teil eines Gehäuses für das Getriebe 10 bildet. Die Einweg kupplung 54 ist wirksam, um Antriebskräfte zwischen dem Kettenrad 44 und der Welle 56 immer dann zu übertragen, wenn das Kettenrad 44 versucht, die Welle 56 zu überlaufen bzw. ausgekuppelt zu laufen oder sich schneller als diese antreiben zu lassen.
Die Eingangswelle 26 hält drehbar ein fünftes Übersetzungszahnrad 64 und ein Rückwärtsgang-Übersetzungszahnrad 66. Das Rückwärtsgang-Übersetzungszahnrad 66 ist mit einem Rückwärtsgang-Zwischenzahnrad 68 antreibend oder in Eingriff kommend verbunden, das auf der Achse 22 des Rückwärtsgangzwischenzahnrads auf einer Welle 70 drehbar gehalten wird. Das fünfte Übersetzungszahnrad 64 greift mit einem Übertragungszahnrad 72 ineinander, und das Rückwärtsgang-Zwischenzahnrad 68 greift mit einem Übertragungszahnrad 74 ineinan der. Beide Übertragungszahnräder 72 und 74 sind mit einer übertragungs- oder Ausgangswelle 76 antreibend verbunden, die in Lagern 78 und 80 auf der Achse 18 drehbar gehalten wird.
Auf der Welle 76 ist auch ein Getriebeausgangszahnrad 82 befestigt, das mit einem Differentialeingangszahnrad 84 antreibend eine Verbindung schafft oder mit ihm ineinandergreift. Das Differentialzahnrad 84 treibt eine herkömmliche Trägeranordnung 86 für eine herkömmliche Differentialanordnung 88 an. Bekanntlich weist eine Differentialanordnung zwei Ausgangselemente auf, die als Ausgangswellen 90 und 92 dargestellt sind.
Mit der Welle 48 ist ein Paar selektiv einrückbarer Kupplungen 94 und 96 antreibend verbunden, die als Kupplung für das erste Verhältnis bzw. als Kupplung für das dritte Verhältnis fungieren. Die Kupplung 94 für das erste Verhältnis ist mit einem ersten Übersetzungszahnrad 98 antreibend verbunden, so daß dann, wenn die Kupplung 94 eingerückt ist, das Übersetzungszahnrad 98 mit der Welle 48 antreibend verbunden ist. Die Kupplung 96 für das dritte Verhältnis ist mit einem dritten Übersetzungszahnrad 100 antreibend verbunden, so daß dann, wenn die Kupplung eingerückt ist, das dritte Übersetzungszahnrad 100 mit der Welle 48 antreibend verbunden ist. Das erste Übersetzungszahnrad 98 und das dritte Übersetzungszahnrad 100 kommen mit dem Übertragungszahnrad 74 bzw. 72 in Eingriff.
Mit der Welle 56 ist ein Paar fluidbetriebene Kupplungen 102 und 104 antreibend verbunden, die die Kupplungen für das dritte bzw. vierte Verhältnis sind. Die Kupplung 102 ist mit einem zweiten Übersetzungseingangszahnrad 106 antreibend verbunden, und die vierte Kupplung 104 ist mit einem vierten Übersetzungszahnrad 108 antreibend verbunden. Wenn die Kupplung 102 fluidbetrieben oder selektiv in Eingriff gebracht wird, wird das Zahnrad 106 mit der Welle 56 antreibend verbunden. Wenn die Kupplung 104 in herkömmlicher Weise fluidbetrieben wird, wird das Zahnrad 108 mit der Welle 56 antreibend verbunden. Die Zahnräder 106 und 108 sind in ineinandergreifender Beziehung mit dem Übertragungszahnrad 74 bzw. 72 angeordnet.
Wenn der Drehmomentwandler von einem mit 110 bezeichneten herkömmlichen Verbrennungsmotor angetrieben wird, wird die Welle 26 gedreht. Die Drehung der Welle 26 wird auf die Kettenräder 38, 42 und 44 übertragen. Falls keine Kupplungen eingerückt sind, bleibt das Getriebeausgangszahnrad stationär bzw. steht still.
Wenn die Kupplung 94 für das erste Verhältnis eingerückt wird, wird das erste Übersetzungszahnrad 98 angetrieben, das wiederum das Zahnrad 74 der Übertragungswelle 76 antreibt, wodurch eine Drehung des Differentialeingangszahnrads 84 und daher eine Drehung der Ausgangswellen 90 und 92 herbeigeführt wird. Dadurch wird das Fahrzeug in Bewegung gesetzt, das Antriebsräder aufweist, die in herkömmlicher Weise an den Wellen 90 und 92 befestigt sind.
Das Getriebe kann geschaltet werden oder einen Verhältniswechsel vorn ersten Verhältnis zum zweiten Verhältnis aufweisen, indem die Kupplung 102 für das zweite Verhältnis eingerückt wird. Wenn die Kupplung 102 für das zweite Verhältnis eingerückt ist, treibt das Zahnrad 106 das Übertragungszahnrad 74 mit einer höheren Geschwindigkeit bei einer gegebenen Motordrehzahl an, als vom ersten Übersetzungszahnrad 98 ver fügbar ist. Dies bewirkt, daß das Zahnrad 87 und die Kupplung 94 die Welle 48 schneller antreiben als das Kettenrad 42, was durch die Einwegkupplung 46 gestattet wird. Auf diese Weise erfolgt die Drehmomentübertragung während des zweiten Verhältnisses über die Kupplung für das zweite Verhältnis und das zweite Übersetzungszahnrad 106.
Um das dritte Vorwärtsantriebsverhältnis zu verwenden, wird die Kupplung 96 eingerückt, was bewirkt, daß das Zahnrad 100 über das Zahnrad 72 die Übertragungswelle mit einer Geschwindigkeit antreibt, die höher als die ist, mit der die Kupplung für das zweite Verhältnis antreiben kann. Die Kupplung 94 für das erste Verhältnis wird vor dem Einrücken der Kupplung für das dritte Verhältnis gelöst bzw. ausgerückt.
Das vierte Vorwärtsantriebsverhältnis wird erreicht, indem die Kupplung 104 eingerückt wird. Dies bewirkt, daß das Zahnrad 108 die Übertragungswelle 76 über das Übertragungszahnrad 72 mit einer Drehgeschwindigkeit antreibt, die größer als die ist, die sich mit dem dritten Übersetzungszahnrad 100 für die vorgegebene Eingangsdrehzahl erzielen läßt, so daß die Einwegkupplung 46 freiläuft, um diesen Wechsel zu gestatten. Während des Betriebs mit dem dritten Verhältnis ist die Kupplung für das zweite Verhältnis eingerückt.
Um das fünfte Vorwärtsantriebsverhältnis zu erreichen, wird die Kupplung 30 eingerückt, die von der Eingangswelle 26 direkt angetrieben wird, und diese erzwingt die Drehung des fünften Übersetzungszahnrads 64, das über das Übertragungszahnrad 72 mit der Ausgangswelle 76 antreibend verbunden ist. Die Geschwindigkeit des ersten Übersetzungszahnrads 64 ist so hoch, daß die Übertragungswelle 76 mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird, die hoch genug ist, um beide Einwegkupplungen 54 und 46 freilaufen zu lassen, wenn beliebige von den Reibungskupplungen, die mit ihren jeweiligen Wellen verbunden sind, eingerückt sind.
Es sollte klar sein, daß alle Hochschaltungen zwischen Reibungsvorrichtungen und Einwegvorrichtungen erfolgen, die bekanntlich sehr sanfte und angenehme Schaltungen erzeugen. Das Herunterschalten erfolgt mit der umgekehrten Betätigung der Kupplungen, d.h. die Kupplung 104 wird eingerückt. Jedoch wird das Drehmoment durch das vierte Übersetzungszahnrad 104 nicht übertragen, bis die Kupplung für das fünfte Verhältnis ausgerückt ist. Der Wechsel zwischen dem vierten und dem dritten erfolgt durch das Einrücken der Kupplung 96 und einige Zeit später danach das Lösen bzw. Ausrücken der Kupplung 104. Das 3/2-Herunterschalten erfolgt mit dem Einrücken der Kupplung 102 und dem darauffolgenden Ausrücken der Kupplung 96. Der Wechsel aus dem zweiten in das erste Verhältnis erfolgt mit dem Einrücken der Kupplung 94 und dem Ausrücken der Kupplung 102.
Wenn der fünfte Gang in Funktion bzw. eingelegt ist, kann die Kupplung 104 für das vierte Verhältnis eingerückt bleiben, und die Kupplung 96 für das dritte Verhältnis kann eingerückt bleiben. In der Alternative kann anstelle der Kupplung 104 für das vierte Verhältnis die Kupplung 102 für das zweite Verhältnis eingerückt werden, oder anstelle der Kupplung 96 für das dritte Verhältnis kann die Kupplung 94 für das erste Verhältnis eingerückt werden. Es sollte klar sein, daß die Kupplungen 102 und 104 oder 96 und 94 nicht gleichzeitig eingerückt werden können, da dies eine Blockierung zwischen den jeweiligen Zahnradelementen und der Übertragungswelle herbeiführen würde, die die Übertragung eines Drehmoments verhindern würde. Auf diese Weise kann eine Skip- Shift- bzw. überspringende Schaltung vom vierten zum zweiten nicht unter Ausnutzung der Einwegvorrichtung 54 erfolgen. Jedoch würde ein sehr schnelles 4-3-2-Schalten so aussehen lassen, als ob eine 4-2-Schaltung erfolgt wäre. Ebenso kann keine überspringende 1-3-Schaltung oder 3-1-Schaltung stattfinden. Jedoch kann eine überspringende 5-3-Schaltung oder eine überspringende 4-1-Schaltung stattfinden.
Um den Rückwärtsantrieb einzurichten, wird die Kupplung 32 eingerückt, während alle anderen Kupplungen ausgerückt werden. Dadurch kommt über das Freilauf- bzw. Zwischenzahnrad 68 ein Antrieb zwischen dem Rückwärtsgangzahnrad 66 und dem Übertragungszahnrad 74 zustande. Dieser Antriebsweg führt zur Umkehrung einer Drehung zwischen der Eingangswelle 26 und den Ausgangswellen 90 und 92.
In einer beispielhaften Ausführungsform der erzielbaren Verhältnisse weist das Übertragungszahnrad 74 zweiundfünfzig Zähne auf, und das Übertragungszahnrad 72 weist siebenunddreißig Zähne auf. Das erste Übersetzungszahnrad 96 hat achtzehn Zähne, das zweite Übersetzungszahnrad 106 hat zweiundzwanzig Zähne, das dritte Übersetzungszahnrad 100 hat dreiunddreißig Zähne, das vierte Übersetzungszahnrad 108 hat siebenunddreißig Zähne, und das fünfte Übersetzungszahnrad 64 hat siebenundvierzig Zähne. Das Rückwärtsgang-Übersetzungszahnrad 66 ist mit achtzehn Zähnen versehen.
Das Kettenrad 38 und das 2/4-Kettenrad 44 haben jeweils sechsunddreißig Zähne, und das 1/3-Kettenrad 42 hat achtundvierzig Zähne. Auf diese Weise weist das erste Übersetzungsverhältnis, das die Kettenrad- und der Übersetzungsverhältnismultiplikation nutzt, ein Gesamtverhältnis von 3,85 auf. Das zweite Verhältnis weist ein Gesamtverhältnis von 2,36 sowie ein Stufenverhältnis mit dem ersten Zahnrad von 1,63 auf. Das dritte Übersetzungszahnrad weist einen Kettenmultiplizierer und einen Zahnradrnultiplizierer gleich einem Gesamtverhältnis von 1,49 auf, was ein Stufenverhältnis von 1,58 zwischen dem zweiten und dem dritten liefert. Das vierte Übersetzungszahnrad ist ein 1:1- oder Direktantrieb mit einem Stufenverhältnis von 1,49 mit dem dritten Zahnrad. Mit dem fünften Verhältnis wird ein Schnell- bzw. Spargangverhältnis von 0,79 geschaffen, das ein Stufenverhältnis von 1,27 mit dem vierten Zahnrad ist. Das Rückwärtsantriebsverhältnis beträgt 2.89.
Das fünfte Verhältnis ist von den anderen Verhältnissen unabhängig, da es durch die Eingangswelle an der Mittellinie des Motors direkt angetrieben wird und deshalb eingestellt werden kann, indem der Mittenabstand der Eingangswelle in bezug auf die anderen Wellen und die Übertragungswelle einge stellt wird. Die ersten bis vierten Verhältnisse können selektiv paarweise geändert werden, das erste und das dritte sowie das zweite und das vierte, indem das Kettenradverhältnis zwischen der Eingangswelle 26 und der Welle 48 bzw. 56 geändert wird. Dadurch entsteht eine sehr hohe Elastizität in den mit der Erfindung erzielbaren Übersetzungsverhältnissen, wie in Figuren 2 und 3 beschrieben ist.
Eine alternative Ausführungsform der Erfindung ist in Figur 4 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform treibt der Motor 110 den Drehmornentwandler 28 an, der wiederum eine Eingangswelle 200 antreibt. Die Eingängswelle 200 ist mit einem Kettenrad 202 antreibend gekoppelt. Das Kettenrad 202 ist mit einer Kette 204 antreibend verbunden, die mit auf der Welle 210 bzw. 212 drehbar gehaltenen Kettenrädern 206 und 208 in Eingriff kommt. Die Kettenräder 206 und 208 sind über eine Einwegvorrichtung oder eine Kupplung 214 bzw. 216 mit den Wellen antreibend verbunden.
Wahlweise ist eine fluidbetriebene Reibungskupplung 218 vorgesehen, um eine direkte Antriebsverbindung zwischen dem Kettenrad 206 und der Welle 210 einzurichten, und eine fluidbetriebene Reibungskupplung 220 ist vorgesehen, um einen direkten Antrieb zwischen dem Kettenrad 208 und der Welle 212 einzurichten. Ähnliche Kupplungen können für die Kettenräder 42 und 44 des in Figuren 2 und 3 dargestellten Getriebes vorgesehen werden, wenn es erwünscht sein sollte, das Freilaufen der Wellen zu verhindern, um den Motor im Leerlauf abzubremsen zu lassen.
Es sei darauf hingewiesen, daß dann, wenn die fluidbetriebenen Reibungskupplungen, zum Beispiel 218 und 220, eingerückt werden, der Vorteil des Einwegschaltens nicht zur Verfügung steht.
Die Wellen 200, 210 und 212 werden somit durch den Drehmomentwandler 28 als Eingangswellen drehbar angetrieben. Die Welle 210 ist die Welle für das erste und das dritte Verhältnis, und auf ihr ist eine Planetengetriebeanordnung 222 drehbar angebracht, die ein mit der Welle 210 antreibend verbundenes Sonnenrad 224, ein mit einem Ausgangsübersetzungszahn rad 228 antreibend verbundenes Ringrad 226 und ein Trägerelement 230 aufweist, das ein Ritzelpaar 232 und 234 drehbar hält, das mit dem Sonnenrad 224 bzw. Ringrad 226 in Eingriff kommt. Die Ritzel 232 und 234 greifen ineinander, so daß etwas entsteht, das allgemein als Verbund-Planetengetriebeanordnung bezeichnet wird.
Das Sonnenrad 224 und der Träger 230 können über eine Kupplung 236 für ein drittes Verhältnis miteinander verbunden werden. Wahlweise kann der Träger 230 durch eine Bremse 238 für das erste Verhältnis stationär bzw. feststehend gehalten werden. Die Kupplung 236 und die Bremse 238 sind herkömmliche fluidbetriebene Reibungsvorrichtungen, die auf dem Gebiet der Planetengetriebe wohlbekannt sind.
Mit der Welle 212 ist ein Planetenträger 240 drehbar befestigt, der die Ritzel 242 drehbar trägt, die mit einem Sonnenrad 244 bzw. einem Ringrad 246 ineinandergreifen. Das Sonnenrad 244 ist mit einem Zahnrad 248 für ein 2/4-Verhältnis antreibend verbunden. Das Ringrad 246 ist mit einer herkömmlichen fluidbetriebenen Reibungskupplung 250, die so betätigt werden kann, daß der Träger und das Ringrad miteinander verbunden werden, und mit einer herkömmlichen fluidbetriebenen Bremse 252 antreibend verbunden, die so betätigt werden kann, daß sich das Ringrad 246 nicht drehen kann, so daß ein Spargangverhältnis zwischen der Welle 212 und dem Übersetzungszahnrad 248 bereitgestellt wird.
Mit der Eingangswelle 200 ist ein Sonnenrad 254 drehbar verbunden, das ein Element einer Planetengetriebeanordnung 256 ist, die auch einen Planetenträger 258 und ein Ringrad 260 aufweist. Auf dem Planetenträger 258 werden Ritzel 262 drehbar getragen, die zwischen dem Sonnenrad 254 und dem Ringrad 260 ineinandergreifen. Der Träger ist mit einer herkömmlichen fluidbetriebenen Kupplung 264 für das fünfte Verhältnis, die selektiv so betatigt werden kann, daß sie das Sonnenrad und den Träger miteinander verbindet und einen 1:1- Antrieb in der Planetengetriebeanordnung 256 schafft, und einer herkömmlichen fluidbetriebenen Reibungsbremse 266 antreibend verbunden, die so betätigt werden kann, daß sie die Drehung des Trägers 258 stoppt und dadurch eine Rückwärts- bzw. umgekehrte Drehung zwischen dem Sonnenrad 254 und dem Ringrad 260 bewirkt. Das Ringrad 260 ist mit einem fünften/Rückwärts- Übersetzungszahnrad 268 antreibend verbunden. Die Zahnräder 228, 248 und 268 greifen alle mit einem Ubertragungszahnrad 270 ineinander, das wiederum ein Getriebeausgangszahnrad 272 antreibt, das einen Antrieb für eine herkömmliche Differentialanordnung 274 einrichtet.
Wie bei dem in Figuren 2 und 3 beschriebenen Getriebe sind die Kettenräder 206 und 208 mit Einweg-Antriebsschnittstellen zwischen der Eingangswelle 200 und der Welle 210 bzw. 212 versehen. Dies erlaubt Kombinationen von Einwegverhältniswechseln während der Hochschaltungen und Herunterschaltungen von Verhältnissen mit einem Niveau oder überspringenden Schaltungen zwischen zwei getrennten Schaltungen. Um das erste und niedrigste Vorwärtsantriebsverhältnis einzurichten, wird die Bremse 238 in Eingriff gebracht, wodurch die Drehung des Trägers 230 gestoppt wird, so daß das Zahnrad 228 vom Planetengetriebesatz 222 mit einem verringer ten Verhältnis angetrieben wird.
Um das zweite Vorwärtsantriebsverhältnis einzurichten, wird die Kupplung 250 eingerückt, was ein 1: 1-Antriebsverhältnis zwischen der Welle 212 und dem Übersetzungszahnrad 248 einrichtet. Das Einrichten eines zweiten Gangs bewirkt, daß das Übertragungszahnrad 270 mit einer Geschwindigkeit gedreht wird, die ausreicht, um das Freilaufen der Einwegvorrichtung 214 zu bewirken. Während des Betriebs im zweiten Verhältnis kann die Bremse 238 gelöst werden.
Um das dritte Vorwärtsantriebsverhältnis einzurichten, wird die Kupplung 236 eingerückt, um ein 1: 1-Antriebsverhältnis in der Planetengetriebeanordnung 222 einzurichten und ein Freilaufen der Einwegvorrichtung 216 zu veranlassen.
Das vierte Vorwärtsantriebsverhältnis wird eingerichtet, indem die Bremse 252 in Eingriff gebracht wird, was zu einem Spargangverhältnis zwischen dem Träger 240 und dem Sonnenrad 244 führt, durch das das Zahnrad 248 als das Ausgangszahnrad eingerichtet und das Übertragungszahnrad mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird, die hoch genug ist, um die Einwegvorrichtung 214 zu überlaufen bzw. freilaufen zu lassen.
Das fünfte Vorwärtsantriebsverhältnis wird durch das Einrücken der Kupplung 264 eingerichtet, indem in der Planetenanordnung 256 ein Antriebsverhältnis eingerichtet wird, das das Freilaufen der Einwegkupplung 216 bewirkt. Die dritte Kupplung 236 kann, falls gewünscht, während eines Betriebs im vierten Gang ausgerückt werden.
Wie weiter oben erläutert wurde, wird das Herunterschalten der Verhältnisse auch durch Ausnutzung der Einwegvorrichtungen und Umkehrung der Betätigungssequenz der Kupplungen und Bremsen erreicht.
Das Rückwärtsantriebsverhältnis wird eingerichtet, indem die Reibungsbremse 266 in Eingriff gebracht wird, während alle anderen Kupplungen und Bremsen in dem Getriebe ausgerückt werden. Wenn die Bremse 266 in Eingriff ist, ist der Träger 258 stationär, was zu einer umgekehrten Drehung zwischen dem Sonnenrad 254 und dem Ringrad 260 führt, was eine umgekehrte Drehung des Übersetzungszahnrads 268 und des Übertragungszahnrads 270 zur Folge hat. Dies erzeugt bei der Differentialanordnung 274 einen Umkehr- bzw. Rückwärtsabgabe. Die Planetengetriebeanordnungen können mit Zahnrädem mit der folgenden Zahl von Zähnen versehen sein. Das Sonnenrad 224 hat einundzwanzig Zähne, und das Ringrad 226 hat vierundfünfzig Zähne. Das Sonnenrad 244 hat sechsundsechzig Zähne, und das Ringrad 246 hat achtundneunzig Zähne. Das Sonnenrad 254 weist zweiundzwanzig Zähne und das Ringrad 260 achtundsiebzig Zähne auf. Das Kettenrad 202 hat zweiunddreißig Zähne; das Kettenrad 206 hat zweiundfünfzig Zähne, und das Kettenrad 208 hat vierundfünfzig Zähne.
Mit dieser Kombination von Radzähnen beträgt das erste und niedrigste Vorwärtsübersetzungsverhältnis 5,04, und das zweite Verhältnis beträgt 3,10, wodurch dazwischen ein Stufenverhältnis von 1,62 geschaffen wird. Das dritte Verhältnis beträgt 1,96, um ein Stufenverhältnis von 1,58 zwischen dem zweiten und dem dritten einzurichten. Das vierte Verhältnis beträgt 1,25, um ein Stufenverhältnis von 1,56 zwischen dem dritten und dem vierten einzurichten. Das fünfte Verhältnis beträgt 1:1, so daß ein Stufenverhältnis von 1,25 zwischen dem vierten und dem fünften Gang hergestellt wird. Das Umkehr- bzw. Rückwärtsverhältnis beträgt 3,55.
Das Übertragungszahnrad 270 besitzt die gleiche Anzahl von Zähnen wie das Übersetzungszahnrad 260 und zwar siebzig Zähne, während das Übersetzungszahnrad 228 achtundfünfzig Zähne aufweist und das Übersetzungszahnrad 248 achtunddreißig Zähne hat. Diese Zahlen von Zähnen sind natürlich beim Einrichten der Verhältnisse der verschiedenen Übersetzungsstufen wirksam.
Das Gesamtverhältnis der Eingangswelle zu den Differentialausgangswellen wird durch das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Getriebeausgangszahnrad 82 und dem Differentialeingangszahnrad 84 oder dem Getriebeausgangszahnrad 272 und dem Eingangszahnrad zu der Differentialanordnung 274 weiter modifiziert
Die Manipulation der Anzahl der in diesen Situationen zu verwendenden Radzähne ist unter den Getriebekonstrukteuren wohlbekannt. Hier wird der Tatsache höchste Bedeutung beigemessen, daß ein Getriebe mit sehr kurzer Achsenlänge geschaffen wird, das sowohl beim Hochschalten als auch beim Herunterschalten zwischen aufeinanderfolgenden Verhältnissen ent weder bei einer Vorgelegegetriebe- oder einer Planetengetriebeanordnung Einwegschaltqualitäten erzeugt. Die Größe des durch jede dieser Getriebearten eingenommenen Achsenraums ist ziemlich ähnlich, und deshalb könnte der Wechsel von einer Art zu der anderen in Personenfahrzeugen vorgenommen werden, die die gleichen Konstruktionsmerkmale für Standards aufweisen.

Claims

1. Mehrgängiges Lastschaltgetriebe mit parallelen Wellen mit:

einer Eingangswelle (26);

einer ersten Eingangsübertragungswelle (56);

einer zweiten Eingangsübertragungswelle (48);

einer Ausgangswelle (76);

einem ersten Paar Übersetzungszahnrad- und Kupplungsmittel (64, 30, 66, 32), die mit der Eingangswelle wirksam verbindbar und mit einem Zahnradmittel auf der Ausgangswelle antreibend verbunden sind;

einem Antriebsmittel (40), das zwischen die Eingangswelle und die erste und zweite Eingangsübertragungswelle antreibend gekoppelt ist;

einem zweiten Paar Übersetzungszahnrad- und Kupplungsmittel (108, 104, 106, 102), die mit der ersten Eingangsübertragungswelle wirksam verbindbar und mit einem Zahnradmittel auf der Ausgangswelle antreibend verbunden sind; und

einem dritten Paar Übersetzungszahnrad- und Kupplungsmittel (100, 96, 98, 94), die mit der zweiten Eingangsübertragungswelle wirksam verbindbar und mit einem Zahnradmittel auf der Ausgangswelle antreibend verbunden sind;

gekennzeichnet durch

ein erstes Einwegantriebsmittel (54), das mit der ersten Eingangsübertragungswelle wirksam verbunden ist;

ein zweites Einwegantriebsmittel (46), das mit der zweiten Eingangsübertragungswelle wirksam verbunden ist;

ein viertes Übersetzungszahnrad- und Kupplungsmittel, das mit der Eingangswelle wirksam verbindbar und mit einem zweiten Zahnradmittel auf der Ausgangswelle antreibend verbunden ist;

ein fünftes Übersetzungszahnrad- und Kupplungsmittel (108, 104, 106, 102), das mit der ersten Eingangsübertragungswelle wirksam verbindbar und mit dem zweiten Zahnradmittel auf der Ausgangswelle antreibend verbunden ist; und ein sechstes Übersetzungszahnrad- und Kupplungsmittel (100, 96, 98, 94), das mit der zweiten Eingangsübertragungswelle wirksam verbindbar und mit dem zweiten Zahnradmittel auf der Ausgangswelle antreibend verbunden ist;

und dadurch, daß die Antriebsmittel flexible Antriebsmittel sind, die zwischen die erste Eingangswelle und die zweite und dritte Eingangswelle durch das erste bzw. zweite Einwegantriebsmittel antreibend gekoppelt sind.

2. Mehrgängiges Lastschaltgetriebe mit parallelen Wellen mit:

einer ersten Eingangswelle (200);

einer zweiten Eingangswelle (210);

einer dritten Eingangswelle (212);

einer Ausgangswelle (270) mit einem damit wirksam verbundenen Zahnradmittel;

einem ersten Übersetzungszahnradmittel und Antriebseinrichtmittel (238, 230, 228, 222) zum wirksamen Verbinden des ersten Übersetzungszahnradmittels zwischen der ersten Eingangswelle und dem Zahnradmittel auf der Ausgangswelle;

einem ersten Einwegantriebsmittel (214), das mit der zweiten Eingangswelle wirksam verbunden ist;

Antriebsmitteln (204), die zwischen die erste Eingangswelle und die zweite und dritte Eingangswelle antreibend gekoppelt sind;

einem zweiten Übertragungszahnradmittel und Antriebseinrichtmittel (250, 248, 238) zum wirksamen Verbinden des zweiten Übertragungszahnradmittels zwischen der zweiten Eingangswelle und dem Zahnradrnittel auf der Ausgangswelle; und einem dritten Übertragungszahnradmittel und Antriebseinrichtmittel (236, 222) zum wirksamen Verbinden des dritten Übersetzungszahnradmittels zwischen der dritten Eingangswelle und dem Zahnradmittel auf der Ausgangswelle;

gekennzeichnet durch

ein zweites Einwegantriebsrnittel (216), das mit der dritten Eingangswelle (212) wirksam verbunden ist; und

dadurch, daß die Antriebsmittel (204) zwischen die erste Eingangswelle und die zweite und dritte Eingangswelle durch das erste bzw. zweite Einwegantriebsmittel (214; 216) antreibend gekoppelt sind.

3. Mehrgängiges Lastschaltgetriebe mit parallelen Wellen nach Anspruch 2, worin das erste Übersetzungszahnradmittel eine Planetenanordnung (222) ist und das Antriebseinrichtmittel aus einem fluidbetriebenen Kupplungsmittel (236) und einem fluidbetriebenen Bremsmittel (238) besteht.

4. Mehrgängiges Lastschaltgetriebe mit parallelen Wellen nach Anspruch 2, worin jedes der ersten, zweiten und dritten Zahnradmittel aus zwei Zahnradelementen (222, 238, 248) be steht und die ersten, zweiten und dritten Antriebseinrichtmittel jeweils aus fluidbetriebenen Reibungskupplungsmitteln (236, 250) bestehen, die mit jedem Zahnradelement zum selektiven Einrichten einer Antriebsverbindung zwischen jedem Zahnradelement und der jeweiligen Eingangswelle wirksam verbunden werden.

5. Mehrgängiges Lastschaltgetriebe mit parallelen Wellen nach Anspruch 2, worin jedes der ersten, zweiten und dritten Zahnradmittel eine Planetengetriebeanordnung (222, 240-246) ist und jedes Antriebseinrichtmittel ein fluidbetriebenes Bremsmittel (238, 252) aufweist.