DE10121634A1 - Manual transmission has selector unit provided between loose wheel mounted at one end of drive shaft and loose wheel mounted at start of driven shaft, and located above region where drive shaft and driven shaft interconnect - Google Patents
Manual transmission has selector unit provided between loose wheel mounted at one end of drive shaft and loose wheel mounted at start of driven shaft, and located above region where drive shaft and driven shaft interconnectInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe in Gruppenbauweise für Kraftfahrzeuge, insbesondere ein 10- Gang-Getriebe für Nutzfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a manual transmission in group construction for motor vehicles, especially a 10- Gear transmission for commercial vehicles, according to the generic term of Claim 1.
Getriebe für Kraftfahrzeuge sind bereits in vielfacher Ausfertigung bekannt. Neben Automatgetrieben finden auch Handschaltgetriebe, bei denen der Fahrer für den Gangwech sel sorgt, aufgrund des Kostenvorteils nach wie vor breite Anwendung.Gearboxes for motor vehicles are already in multiple Known copy. In addition to automatic transmissions also find Manual gearbox where the driver changes gear sel still ensures a wide range due to the cost advantage Application.
Getriebe in Eingruppenbauweise mit Vorgelege sind vor allem bei 4- bis 5-Gang-Getrieben verbreitet. Sie sind so ausgeführt, dass sich die Übersetzung eines bestimmten Gangs aus den Einzelübersetzungen zweier Zahnradpaare er gibt. Dabei ist es üblich entweder ein zur Antriebswelle gehörendes Zahnradpaar als Antriebskonstante oder ein zur Abtriebswelle gehörendes Zahnradpaar als Abtriebskonstante für eine konstante Übersetzung zu verwenden und die unter schiedlichen Gangstufen durch einen Wechsel der Zahnradpaa re auf der jeweils anderen Welle herbei zu führen. Für Ge triebe mit mehr als sechs Gängen sind Eingruppengetriebe jedoch ungeeignet, weil durch eine große Anzahl an Zahnrad paaren das Getriebe insgesamt sehr lang wird, woraus Nachteile wie eine starke Wellendurchbiegung oder ein hohes Gesamtgewicht entstehen.Gear units in a group design with additional gear are in front common with 4- to 5-speed gearboxes. You are so executed that the translation of a particular Gangs from the individual translations of two gear pairs gives. It is usual either to drive shaft belonging gear pair as a drive constant or a Gear pair belonging to the output shaft as the output constant to use for a constant translation and the below different gears by changing the gear pair re on the other wave. For Ge transmissions with more than six gears are single-group transmissions however unsuitable because of a large number of gear pair the gearbox becomes very long overall, from which Disadvantages such as a strong shaft deflection or a high one Total weight arise.
Getriebe mit einer hohen Anzahl an Gängen werden meist in Mehrgruppenbauweise ausgestaltet. Derartige Mehrgruppen getriebe werden durch die Kombination von ein- zwei- oder mehrstufigen Einzelgetrieben erreicht, wobei diese sowohl koaxial als auch nicht-koaxial ausgebildet sein können. Jedoch sind Mehrgruppengetriebe aufwendig in der Konstruk tion, die Lagerung der vielen Einzelwellen ist umständlich und es entstehen hohe Materialkosten.Gearboxes with a high number of gears are mostly designed in multi-group construction. Such multi-groups gears are made by combining one, two or multi-stage single gears achieved, both of these can be coaxial as well as non-coaxial. However, multi-group transmissions are complex to construct tion, the storage of the many individual shafts is cumbersome and there are high material costs.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schalt getriebe zu schaffen, das mit wenigen Einzelteilen auskommt sowie eine einfache Bauart und eine Vielzahl von Gängen aufweist.The object of the present invention is a switching to create gearboxes that need only a few individual parts as well as a simple design and a variety of gears having.
Ausgehend von einem Schaltgetriebe in Gruppenbauweise, erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit dem im kennzeichnen den Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmal; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.Starting from a manual gearbox in group construction, this problem is solved with the mark in feature specified in part of claim 1; advantageous Refinements are described in the subclaims.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zwischen einem am Ende auf einer Antriebswelle gelagerten Losrad und einem am Anfang auf einer an die Antriebswelle koaxial anschließen den Abtriebswelle gelagerten Losrad eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, die in einer ersten Schaltstellung das am Ende auf der Antriebswelle gelagerte Losrad fest mit der Abtriebswelle und in einer zweiten Schaltstellung das am Anfang auf der Abtriebswelle gelagerte Losrad fest mit der Antriebswelle verbindet.According to the invention it is provided that between a End on a drive shaft mounted idler gear and one on Start coaxially on one with the drive shaft the output shaft mounted idler gear a switching device is provided, which in a first switching position The idler gear mounted on the drive shaft is fixed to the end Output shaft and in a second switching position At the beginning, the idler gear is fixed to the output shaft Drive shaft connects.
Durch die Schalteinrichtung wird eine Mehrfachnutzung der an sie angrenzenden Losräder der Antriebs- und Ab triebswelle möglich. Einerseits können sie auf der Welle, auf der sie angeordnet sind, zur Gangabstufung beitragen, andererseits können sie als Konstanträder der jeweils an grenzenden Welle zur Leistungsübertagung dienen. Durch die se Doppelfunktion können Getriebekomponenten, wie Radsätze, Synchronisierungen, etc., eingespart und das Getriebe kurz gehalten werden, so dass es insgesamt kostengünstiger und einfacher gestaltet werden kann. So ist es möglich mit ei nem Eingruppengetriebe bis zu zehn Gänge zu verwirklichen, ohne dass eine zu hohe Belastung der Wellen und Lager auf tritt.The switching device enables multiple use the loose wheels of the drive and Ab drive shaft possible. On the one hand, on the wave, on which they are arranged, contribute to the gear gradation, on the other hand, they can be used as constant gears bordering wave for performance transfer. Through the This dual function can be gear components such as wheel sets, Synchronizations, etc., saved and the transmission short be kept, making it more cost effective overall can be made easier. So it is possible with egg to realize up to ten gears in a single-group transmission, without putting too much load on the shafts and bearings occurs.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein 10-Gang-Getriebe mit geometrischer Gangstufung und manueller Schaltung vorgesehen, das auf der Antriebswelle zwei Losräder und auf der Abtriebswelle vier Losräder auf weist. Die erfindungsgemäße Schalteinrichtung ist vorzugs weise eine Klauenschaltung, die in dem Bereich, in dem die beiden Wellen aneinanderschließen, zwischen dem letzten Losrad der Antriebswelle und dem ersten Losrad der Ab triebswelle angeordnet ist.According to a preferred embodiment of the invention is a 10-speed gearbox with geometric gear steps and manual circuit provided on the drive shaft two idler gears and four idler gears on the output shaft has. The switching device according to the invention is preferred wise a claw circuit in the area where the Connect the two waves, between the last one Idler gear of the drive shaft and the first idler gear of the Ab drive shaft is arranged.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er findung dargestellt, die Merkmale werden im Zusammenhang mit den Figuren erläutert.In the drawing, an embodiment of the He the invention, the characteristics are related explained with the figures.
Es ist dargestellt in:It is shown in:
Fig. 1 ein schematisches Schaltbild eines 10-Gang- Getriebes gemäß der vorliegenden Erfindung, Fig. 1 is a schematic diagram of a 10-speed transmission according to the present invention,
Fig. 2 ein Schnitt durch eine Detailansicht der Schalteinrichtung in Neutralstellung, Fig. 2 is a section through a detail view of the switching device in the neutral position,
Fig. 3 ein Schnitt durch eine Detailansicht der Schalteinrichtung im Eingriff mit dem Losrad der Antriebswelle (Schaltstellung c), Fig. 3 is a section through a detail view of the switching device in engagement with the idler gear of the drive shaft (switching position c),
Fig. 4 ein Schnitt durch eine Detailansicht der Schalteinrichtung im Eingriff mit dem Losrad der Abtriebswelle (Schaltstellung d) und Fig. 4 is a section through a detailed view of the switching device in engagement with the idler gear of the output shaft (switching position d) and
Fig. 5 eine mögliche Schaltlogik. Fig. 5 shows a possible switching logic.
In Fig. 1 ist ein Eingruppengetriebe mit zehn Gängen gezeigt, das eine Antriebswelle 1, koaxial unmittelbar an schließend eine Abtriebswelle 2 und neben diesen Wellen eine Vorgelegewelle 3 aufweist. Auf der Antriebswelle 1 sind zwei Losräder 4 und 5 und auf der Abtriebswelle 2 sind vier Losräder 6, 7, 8, und 9 vorgesehen, die mit auf der Vorgelegewelle 3 fest angebrachten Zahnrädern 10, 11, 12, 13 und 14 kämmen und somit sechs Zahnradpaare für die Über setzungen der einzelnen Gänge bilden. Zwischen den Losrä dern 4 und 5, 6 und 7 sowie 8 und 9 sind Kupplungen 15, 16 und 17 auf der Antriebswelle 1 bzw. der Abtriebswelle 2 angebracht, um entsprechend einem bestimmten Gang das er forderliche Losrad für die Leistungsübertragung zuschalten zu können. Dabei ist das Losrad 9 für den Rückwärtsgang vorgesehen und steht nicht in ständigem Eingriff mit dem Zahnrad 14, sondern mit einem hier nicht gezeigten Zwi schenrad.In Fig. 1, a single-speed transmission with ten gears is shown, which has an input shaft 1 , coaxially directly closing an output shaft 2 and in addition to these shafts a countershaft 3 . On the drive shaft 1 , two idler gears 4 and 5 and on the output shaft 2 four idler gears 6 , 7 , 8 , and 9 are provided, which mesh with gears 10 , 11 , 12 , 13 and 14 fixedly attached to the countershaft 3 , and thus six Form gear pairs for the gear ratios of the individual gears. Between the Losrä 4 and 5 , 6 and 7 and 8 and 9 clutches 15 , 16 and 17 are attached to the drive shaft 1 and the output shaft 2 in order to be able to switch on the required idler gear for the power transmission according to a specific gear. The idler gear 9 is provided for the reverse gear and is not in constant engagement with the gear 14 , but with an intermediate gear, not shown here.
Zwischen dem letzten, am Ende der Antriebswelle 1 ge lagerten Losrad 5 und dem ersten, am Anfang der Abtriebs welle 2 gelagerten Losrad 6 ist über dem Bereich, an dem die Antriebswelle 1 und die Abtriebswelle 2 aneinander schließen, eine Schalteinrichtung 18 angeordnet, die durch eine Schaltklaue gebildet wird und z. B. elektrisch ge schalten (shift-by-wire) werden kann. Diese wirkt entweder mit dem Losrad 5 (Schaltstellung c) oder mit dem Losrad 6 (Schaltstellung d) zusammen oder nimmt eine Neutralstellung ein, wie in den Fig. 2 bis 4 gezeigt ist.Between the last, at the end of the drive shaft 1 ge loose gear 5 and the first, at the beginning of the output shaft 2 mounted loose gear 6 is above the area where the drive shaft 1 and the output shaft 2 close to each other, a switching device 18 arranged by a shift claw is formed and z. B. can be switched electrically (shift-by-wire). This either interacts with the idler gear 5 (switching position c) or with the idler gear 6 (switching position d) or assumes a neutral position, as shown in FIGS. 2 to 4.
In Neutralstellung steht die Schalteinrichtung 18 mit keinem der Losräder 5 oder 6 in Eingriff, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Die Losräder können an der Leistungsüber tragung beteiligt sein oder leer mitdrehen. Die Schaltein richtung 18 steht dabei über eine Kupplungseinrichtung K1, beispielsweise eine Verzahnung, mit der Antriebswelle 1 in Verbindung, damit sie auch in dieser Stellung eine defi nierte Drehzahl besitzt. Natürlich könnte hierfür bei ent sprechender Konstruktion auch die Abtriebswelle 2 verwendet werden, die eine Kupplungseinrichtung K2 aufweist.In the neutral position, the switching device 18 is not in engagement with any of the idler gears 5 or 6 , as shown in FIG. 2. The idler gears can be involved in the power transmission or turn idle. The Schaltein device 18 is connected via a coupling device K1, for example a toothing, with the drive shaft 1 so that it also has a defi ned speed in this position. Of course, the output shaft 2 , which has a coupling device K2, could also be used for this with a corresponding construction.
In Fig. 3 ist die Schalteinrichtung 18 nach links in die Schaltstellung c verschoben und steht sowohl mit der Kupplungseinrichtung K2 der Abtriebswelle 2 als auch mit einer Kupplungseinrichtung K5 des Losrades 5 auf der An triebswelle 1 im Eingriff. Dadurch ist das Losrad 5 fest mit der Abtriebswelle 2 verbunden und wirkt wie ein Kon stantrad auf der Abtriebswelle 2. Es kann daher in Verbin dung mit dem Zahnrad 11 auf der Vorgelegewelle 3 als Ab triebskonstante eingesetzt werden.In Fig. 3, the switching device 18 is shifted to the left in the switching position c and is both with the coupling device K2 of the output shaft 2 and with a coupling device K5 of the idler gear 5 on the drive shaft 1 in engagement. Characterized the idler gear 5 is fixedly connected to the output shaft 2 and acts as a Kon stantrad on the output shaft. 2 It can therefore be used in conjunction with the gear 11 on the countershaft 3 as the drive constant.
In Fig. 4 ist die Schalteinrichtung 18 nach rechts in die Schaltstellung d verschoben und steht gleichzeitig mit der Kupplungseinrichtung K1 der Antriebswelle 1 und mit einer Kupplungseinrichtung K6 des Losrades 6 auf der Ab triebswelle 2 im Eingriff. Das Losrad 6 hat daher die Wir kung eines Konstantrades auf der Antriebswelle 1 und kann zusammen mit dem Zahnrad 12 auf der Vorgelegewelle 3 als Antriebskonstante verwendet werden. In Fig. 4, the switching device 18 is shifted to the right into the switching position d and is simultaneously with the coupling device K1 of the drive shaft 1 and with a coupling device K6 of the idler gear 6 on the drive shaft 2 from engagement. The idler gear 6 therefore has the effect of a constant gear on the drive shaft 1 and can be used together with the gear 12 on the countershaft 3 as a drive constant.
Es ist darauf zu achten, dass bei dem Schaltvorgang der Schalteinrichtung 18 zu keiner Zeit die Antriebswelle 1 mit der Abtriebswelle 2 verbunden wird. Ferner ist es vor teilhaft die Losräder auf den Wellen durch Rollenlager zu lagern, weil in bestimmten Schaltzuständen Differenzdreh zahlen unter Last auftreten können.It is important to ensure that at no time is the drive shaft 1 connected to the output shaft 2 during the switching process of the switching device 18 . Furthermore, it is geous before to store the idler gears on the shafts through roller bearings, because in certain switching states differential speeds can occur under load.
Bei dem Handschaltgetriebe setzen sich die Gänge fol
gendermaßen zusammen:
With the manual transmission, the gears are composed as follows:
1 × 4 + 1 × 3 + 1 × 2 + direkt + R = 10 + R.1 × 4 + 1 × 3 + 1 × 2 + direct + R = 10 + R.
Wie durch Fig. 1 veranschaulicht wird, können beispielswei se bei einem konstanten Abtrieb über das Zahnradpaar 7 und 13, wofür die Kupplung 16 in Stellung f eingelegt ist, drei Gänge geschaltet werden. Der Leistungsfluss erfolgt dabei in einem ersten Gang durch das Schalten der Kupp lung 15 in Stellung a über das Zahnradpaar 4 und 10, in einem zweiten Gang bei Stellung b der Kupplung 15 über das Zahnradpaar 5 und 11 oder in einem dritten Gang mit Stel lung d der Schalteinrichtung 18 über das Zahnradpaar 6 und 12.As illustrated by FIG. 1, three gears can be shifted, for example, at a constant output via the gear pair 7 and 13 , for which the clutch 16 is inserted in position f. The power flow takes place in a first gear by switching the clutch 15 in position a via the gear pair 4 and 10 , in a second gear at position b of the clutch 15 via the gear pair 5 and 11 or in a third gear with position d the switching device 18 via the gear pair 6 and 12 .
Entsprechend ist es bei einem konstanten Antrieb über das Zahnradpaar 4 und 10 bei Stellung a der Kupplung 15 möglich, den Leistungsfluss wie folgt zu lenken: bei Kupp lung 17 in Stellung g über das Zahnradpaar 8 und 14, bei Kupplung 16 in Stellung f über das Zahnradpaar 7 und 13, bei Kupplung 16 in Stellung e über das Zahnradpaar 6 und 12, bei Schalteinrichtung 18 in Stellung c über das Zahnradpaar 5 und 11 oder als Rückwärtsgang mit Kupplung 17 in Stellung h über das Zahnradpaar 9 und 14. Accordingly, it is possible with a constant drive via the gear pair 4 and 10 in position a of the clutch 15 to steer the power flow as follows: with clutch 17 in position g via gear pair 8 and 14 , with clutch 16 in position f via the Gear pair 7 and 13 , with clutch 16 in position e via gear pair 6 and 12 , with switching device 18 in position c via gear pair 5 and 11 or as a reverse gear with clutch 17 in position h via gear pair 9 and 14 .
Die Fig. 5 zeigt eine Schaltlogik für ein 10-Gang- Getriebe entsprechend der vorgenannten Anordnung, wobei die Gangabstufung geometrisch ausgebildet ist. Es kann sinnvoll sein, nicht alle möglichen Gangstufen zu nutzen. Fig. 5 shows a shift logic for a 10-speed transmission according to the above arrangement, the gear gradation being geometrical. It can make sense not to use all possible gears.
Eine Schalteinrichtung wie sie hier beschrieben wurde, ist auch bei Automatgetrieben und Mehrgruppengetrieben denkbar, wenn beispielsweise die schaltbare Gangzahl erhöht und Zahnräder eingespart werden sollen. Bei einem Mehrgrup pengetriebe kann eine erfindungsgemäße Schalteinrichtung beispielsweise zwischen den Wellen der einzelnen Gruppen vorgesehen werden. A switching device as described here is also in automatic transmissions and multi-group transmissions conceivable if, for example, the switchable number of gears increases and gears should be saved. With a multi-group Pen gear can be a switching device according to the invention for example between the waves of the individual groups be provided.
11
Antriebswelle
drive shaft
22
Abtriebswelle
output shaft
33
Vorgelegewelle
Countershaft
44
, .
55
Losräder auf Antriebswelle
Idler wheels on drive shaft
66
, .
77
, .
88th
, .
99
Losräder auf Abtriebswelle
Idler wheels on output shaft
1010
, .
1111
, .
1212
, .
1313
, .
1414
Zahnräder auf Vorgelegewelle
Gears on countershaft
1515
, .
1616
, .
1717
Kupplungen
clutches
1818
Schalteinrichtung
K1, K2, K4, K5 Kupplungseinrichtung
switching device
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