DE3431485A1 - Two-stage auxiliary transmission serving for starting and gear changing and connected to the output of a step-change transmission, in particular for motor vehicles - Google Patents
Two-stage auxiliary transmission serving for starting and gear changing and connected to the output of a step-change transmission, in particular for motor vehiclesInfo
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Abstract
Description
Zum Anfahren und Schalten dienendes, einem Stufenschaltge-A step switching device that is used for starting and switching
triebe nachgeschaltetes, zweistufiges Gruppengetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Aus Wirkungsgradgründen geht die Entwicklung von Schaltgetrieben, besonders für schwere Fahrzeuge, von der Hydrodynamikbauart mit hintereinander geschalteten Planetengetrieben, in Oel laufenden Brems- und Kupplungsschaltungen weg zu halb-oder vollautomatisch geschalteten Stufenschaltgetrieben mit Muffenschaltung, vorzugsweise mit elektronisch gesteuerter Drehzahlangleichung durch Bremse und Beschleunigungseinrichtung im Getriebe oder zur Kupplungsschaltung mit hydraulisch oder pneumatisch betätigten Schaltkupplungen, welche trocken laufen. Beide Bauarten weisen gegenüber den in Oel laufenden, mit Wandler und Kupplungs-Bremsschaltung arbeitenden Getrieben den Vorteil auf, dass ihr mechanischer Wirkungsgrad erheblich besser ist, weil erfahrungsgemäss leer in Oel laufende Lamellen durch den Oelfilm ein erhebliches Restmoment aufweisen und das Getriebe aufheizen. Bei den genannten mechanischen, mit trocken laufenden Reibelementen ausgerüsteten Getrieben wird dadurch der Oelkühler überflüssig. Dadurch wird zusätzlich Raum und Gewicht eingespart.drives downstream, two-stage group transmission, in particular for motor vehicles For reasons of efficiency, the development of manual transmissions, especially for heavy vehicles, of the hydrodynamic type with one behind the other Planetary gears, brake and clutch circuits running in oil away to half or fully automatic stepped gearboxes with sleeve switching, preferably with electronically controlled speed adjustment by brake and acceleration device in the gearbox or for clutch switching with hydraulically or pneumatically operated Clutches that run dry. Compared to the in Oil-running gearboxes that work with converter and clutch-brake circuit The advantage is that their mechanical efficiency is significantly better, because experience has shown Lamellae running empty in oil have a considerable residual torque due to the oil film and heat up the transmission. With the mentioned mechanical, with dry running Gearboxes equipped with friction elements make the oil cooler superfluous. Through this space and weight are also saved.
Mechanische Stufenschaltgetriebe können entweder mit einer Vorschalt- oder einer Nachschalt-Planetengruppe ausgerüstet werden, um eine Verdoppelung der Stufen zu erzielen. Eine Nachschaltgruppe bietet den Vorteil, dass bei einem Kupplungsschaltgetriebe die Schaltkupplungen auf der gegenüberliegenden Seite in der bisher für die Anfahrkupplung vorgesehenen, das Schwungrad umfassenden Befestigungsglocke untergebracht werden können oder beim mittels Schaltmuffen geschalteten Stufengetriebe dieses direkt im Anschluss an das Schwungrad angeordnet werden kann. Bei einer Nachschaltgruppe, die ebenfalls aus Wirkungsgradgründen mit je einer im Trockenraum laufenden Bremse und Kupplung ausgerüstet wird, muss die Bremse als Anfahrelement dienen, d. h. sowohl die Fläche des Reibbelages, als auch die Oberfläche des umlaufenden Bremselements muss derartig bemessen sein, das die in Wärme umgewandelte Arbeit beim Anfahren an die Luft bzw. die umgebenden Getriebeteile zur Weiterleitung an die Luft abgeführt wird, ohne die Umgebungsteile zu stark zu erhitzen. Diese Ausgabe ist bei dem am Abschluss des Getriebes angeordneten Reibelement erheblich leichter lösbar, als im Motor-Schwungradraum.Mechanical multi-step gearboxes can either be equipped with an upstream or a downstream planetary group to double the Levels to achieve. A downstream group offers the advantage that with a clutch gearbox the clutches on the opposite side in the previous one for the starting clutch provided, the flywheel comprehensive mounting bell are housed can or with the multi-step gear shifted by means of shift sleeves this can be arranged directly after the flywheel. With a downstream group, also for reasons of efficiency with one brake each running in the drying room and clutch is equipped, the brake must serve as a starting element, i. H. as well as the surface of the friction lining as well as the surface of the rotating braking element must be dimensioned in such a way that the work converted into heat during start-up discharged into the air or the surrounding transmission parts for transmission to the air without overheating the surrounding parts. This edition is at the Completion of the gear arranged friction element can be released much more easily than in the engine flywheel compartment.
Vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, ein derartiges Stufenschaltgetriebe so auszubilden, dass ein nur geringer axialer Platzbedarf erforderlich ist, um die Gesamtlänge des Schaltgetriebes kurz zu halten. Ferner hat sich die Erfindung zur Aufgabe gesetzt, die im Trockenraum laufenden Verschleissteile des Gruppengetriebes derart anzuordnen, dass diese ohne Ausbau und Zerlegen des Getriebes ausgetauscht werden können.The present invention has set itself the task of such Train the stepped gearbox in such a way that only a small amount of axial space is required is to keep the overall length of the gearbox short. Furthermore, the Invention set for the task, the running in the drying room wearing parts of Group transmission to be arranged in such a way that it can be operated without dismantling and dismantling the transmission can be exchanged.
Demgemäss besteht die Erfindung in der Vereinigung folgender Merkmale: a) vor der Getriebeabschlusswand angeordneter Planetenradsatz mit von der Getriebehauptwelle angetriebenem Glockenrad; b) hinter der Getriebeabschlusswand konzentrisch zueinander, im Trockenraum angeordnete, mit Federspeicher ausgerüstete Gruppengetriebeschaltkupplung mit in ihrem Zentrum sitzendem Lösekolben und Vollbelagscheibenbremse, deren Betätigungskolben in einer Ringzylinderausnehmung der Getriebeabschlusswand angeordnet ist; c) die Aussenglocke der Gruppengetriebekupplung trägt auf Fortsätzen die axial frei bewegliche, hohle Bremsscheibe, welche zum Bremsen mit zwei Bremsbelagscheiben in Reibschluss gebracht wird, wobei eine Bremsbelagscheibe an einem verrippten, an der Getriebeabschlusswand befestigten, mit Lüftungsöffnungen ausgerüsteten Bremsgehäuse anliegt und die Bremsbelagscheiben in Umfangsrichtung an den Befestigungsschrauben gehalten sind; d) die als Zylinder für den Lösekolben der Gruppengetriebekupplung ausgebildete Innenglocke ist über den Kuppiungsdeckel zusammen mit dem Flansch mit der Fahrzeugantriebswelle verschraubt.Accordingly, the invention consists in the combination of the following features: a) planetary gear set arranged in front of the transmission end wall with the transmission main shaft driven bell wheel; b) behind the transmission end wall concentric to each other, Group transmission clutch arranged in the drying room and equipped with a spring accumulator with the release piston and fully lined disc brake in its center, the actuating piston is arranged in an annular cylinder recess of the transmission end wall; c) the outer bell of the group transmission clutch carries the axially free on projections Movable, hollow brake disc, which can be used for braking with two brake lining discs in Frictional engagement is brought, with a brake lining disc on a ribbed one The brake housing is attached to the transmission end wall and is equipped with ventilation openings and the brake lining disks in the circumferential direction on the fastening screws are held; d) as a cylinder for the release piston of the group transmission clutch formed inner bell is over the coupling cover together with the flange screwed to the vehicle drive shaft.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es handelt sich um ein zum Anfahren und Schalten dienendes, einem mit Kupplungsschaltung ausgerüsteten 3-stufigen Stufenschaltgetriebe nachgeschaltetes, zweistufiges Gruppengetriebe, mit dem zusammen das Getriebe demnach insgesamt 6 Vorwärtsgänge aufweist. Die im Getriebegehäuse 1 gelagerte Hauptgetriebewelle 2 ist mit einem Scheibenfortsatz 21 ausgerüstet, auf dem das Glockenrad 3 befestigt ist. Im vorliegenden Beispiel weist das Glockenrad 3 ausser der Innenverzahnung für den Planetentrieb noch eine Aussenverzahnung auf, weil es für die erste und Rückwärts-Stufe des Kupplungsschaltgetriebes als Abtriebsrad dient.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. It is one that is used for starting and shifting, one with a clutch shift equipped 3-stage gearbox downstream, two-stage group gearbox, with which the transmission therefore has a total of 6 forward gears. The in Gear housing 1 mounted main gear shaft 2 is with a disc extension 21 equipped on which the bell wheel 3 is attached. In this example has the bell wheel 3 apart from the internal toothing for the planetary drive External teeth because it is for the first and reverse stages of the clutch gearbox serves as the output gear.
Die Abschlusswand 11 des Getriebegehäuses 1 trägt das Ausgangslager 6 des Getriebes. Das vor der Abschlusswand 11 sitzende Glockenrad 3 kämmt mit den Planetenrädern 27, die auf dem zweiteiligen Steg 43 44 der Abtriebswelle 4 gelagert sind. Die Hauptgetriebewelle 2 ist mit ihrem Fortsatz 22 über das Doppelnadellager 42 in einer Ausnehmung der Abtriebswelle 4 gelagert.The end wall 11 of the gear housing 1 carries the output bearing 6 of the transmission. The bell wheel 3 sitting in front of the end wall 11 meshes with the Planet gears 27, which are mounted on the two-part web 43 44 of the output shaft 4 are. The main transmission shaft 2 is with its extension 22 over the double needle bearing 42 mounted in a recess in the output shaft 4.
Das Sonnenrad 53 des Planetentriebs ist Bestandteil der die Kupplungsaussenglocke 52 und die Bremsscheibe 7 tragenden Kupplungshohlwelle 5 und ist in der Getriebeabschlusswand 1 durch das Lager 6 abgestützt. Ueber die in einer Ausnehmung der Kupplungshohlwelle 5 auf Nadeln 54 gelagerte Abtriebswelle 4 wird der Kupplungsflansch 11 mit der Innenglocke 111 der Kupplung 17 angetrieben. Die Innenglocke 111 der Kupplung ist gleichzeitig als Zylinder zur Aufnahme des Lösekolbens 12 der Kupplung ausgebildet.The sun gear 53 of the planetary drive is part of the clutch outer bell 52 and the clutch hollow shaft 5 carrying the brake disc 7 and is in the transmission end wall 1 supported by the bearing 6. About the in a recess of the coupling hollow shaft 5 output shaft 4 mounted on needles 54 becomes the coupling flange 11 with the inner bell 111 of the clutch 17 is driven. The inner bell 111 of the clutch is at the same time designed as a cylinder for receiving the release piston 12 of the clutch.
Kupplung 17 und Bremse 7 laufen im Trockenraum des Getriebes und sind nach aussen durch das Bremsgehäuse 10 und den Kupplungsdeckel 18 gekapselt. Die hohl ausgebildete Bremsscheibe sitzt axial beweglich auf der Verzahnung 5 der Kupplungshohlwelle 5 und wird zum Anfahren und zum Schalten durch die beiden Bremsbelagscheiben 8 und 9 festgehalten. Die Bremsbelagscheiben 8 und 9 sind an den Befestigungsschrauben 101 des Bremsgehäuses 10 aufgehängt und werden beim Bremsen durch den Ringkolben 19 gegen die Bremsscheibe gepresst. Der Ringkolben ist in einer Ringzylinderausnehmung 191 der Getriebeabschlusswand 11 gelagert. Das Bremsgehäuse besitzt Aussparungen 102 und 103, durch welche die durch die hohle Bremsscheibe in Pfeilrichtung 71 geförderte Kühl luft zu- und abgeführt wird.Clutch 17 and brake 7 run in the dry room of the transmission and are encapsulated to the outside by the brake housing 10 and the clutch cover 18. the hollow brake disk is seated axially movably on the toothing 5 of the coupling hollow shaft 5 and is used for starting and switching through the two brake lining disks 8 and 9 recorded. The brake lining disks 8 and 9 are on the fastening screws 101 of the brake housing 10 and are suspended during braking by the annular piston 19 pressed against the brake disc. The annular piston is in an annular cylinder recess 191 of the transmission end wall 11 is supported. The brake housing has recesses 102 and 103, through which the conveyed through the hollow brake disc in the direction of arrow 71 Cool air is supplied and discharged.
Die Druckluft zum Lösen der Kupplung 17 wird von der stationären Drehzuführung 28 über die Querbohrung 24, die Längsbohrung 23 in der Getriebehauptwelle 2, sowie die Längsbohrung 45 in der Abtriebswelle dem Raum zwischen Lösekolben 12 und Kupplungsflansch 11 zugeführt. Bei geöffneter Kupplung 17 hat der Lösekolben 12 die Tellerfedern 13 und 14 so weit gespannt, dass die auf der Innenglocke 111 des Kupplungsflansches 11 sitzende Druckplatte 171 gelöst ist und das Lamellenpaket freiläuft. In diesem Zustand befindet sich die Kupplung 17 beim Anfahren. Dann wird von einem Steuerventil geregelte Druckluft in den Druckraum zwischen Ringzylinderausnehmung 191 in der Getriebeabschlusswand 11 und dem Ringkolben 19 geführt und die Bremsbelagscheiben 8 und 9 mit der Bremsscheibe 7 in Reibschluss gebracht. Dadurch wird über die Kupplungshohlwelle 5 das Sonnenrad 53 festgehalten und der Fahrzeugantrieb erfolgt von dem Glockenrad 3 aus über die Planetenräder 27, den Steg 43, 44, die Abtriebswelle 4, Kupplungsflansch 11 in die Kardanwelle 16, welche die Fahrzeugachse antreibt.The compressed air for releasing the coupling 17 is supplied by the stationary rotary feed 28 via the transverse bore 24, the longitudinal bore 23 in the main transmission shaft 2, as well as the longitudinal bore 45 in the output shaft, the space between the release piston 12 and the coupling flange 11 supplied. When the clutch 17 is open, the release piston 12 has the disc springs 13 and 14 stretched so far that the on the inner bell 111 of the coupling flange 11 seated pressure plate 171 is released and the disk pack running free. The clutch 17 is in this state when starting up. Then one will Control valve regulated compressed air in the pressure space between the ring cylinder recess 191 guided in the transmission end wall 11 and the annular piston 19 and the brake lining disks 8 and 9 brought into frictional engagement with the brake disc 7. This causes the coupling hollow shaft 5 the sun gear 53 is held and the vehicle is driven by the bell wheel 3 from the planet gears 27, the web 43, 44, the output shaft 4, coupling flange 11 into the cardan shaft 16, which drives the vehicle axle.
Bei geschlossener Kupplung 17, also drucklosem Lösekolben 12, und durch die Tellerfedern 13 und 14 angepresstem Lamellenpaket ist das Planetengetriebe kurzgeschlossen, der Antrieb erfolgt also direkt von Hauptgetriebewelle 2 über Kupplungshohlwelle 5, Kupplungsflansch 11 in die Kardanwelle 16.When the clutch 17 is closed, ie the release piston 12 is depressurized, and The disk pack pressed by the disk springs 13 and 14 is the planetary gear short-circuited, so the drive takes place directly from the main gear shaft 2 via the coupling hollow shaft 5, coupling flange 11 in the cardan shaft 16.
Um die Verschleissteile des Gruppengetriebes wechseln zu können, braucht das Stufenschaltgetriebe nicht geöffnet zu werden. Nach Abnahme der Kardanwelle 16 durch Lösen der Schrauben 15 sind nach Entfernen des Kupplungsdeckels 18 die Tellerfedern 13 und 14 drucklos und können entfernt werden.In order to be able to change the wearing parts of the group transmission, the stepped gearbox not to be opened. After the cardan shaft has been removed 16 by loosening the screws 15 are after removing the clutch cover 18 the Disc springs 13 and 14 are depressurized and can be removed.
Dann kann das Lamellenpaket der Kupplung 17 bzw. dessen Belaglamellen ausgetauscht werden. Sollen auch die Belagscheiben 8 und 9 der Bremse gewechselt werden, so muss durch Lösen der Schrauben 101 das Bremsgehäuse 10 abgenommen werden und die Belagscheiben 8 und 9 mit der Bremsscheibe 7 abgezogen und gewechselt werden. Sowohl die Betätigung der Kupplung, als auch die der Bremse brauchen bei dieser Prozedur nicht entfernt zu werden.Then the disk pack of the clutch 17 or its facing disks be replaced. Should the lining disks 8 and 9 of the brake also be changed the brake housing 10 must be removed by loosening the screws 101 and the lining disks 8 and 9 with the brake disk 7 are removed and replaced. Both the clutch and the brake need to be actuated in this case Procedure not to be removed.
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