DE4121709A1

DE4121709A1 - Planetary drive for vehicle - uses combination of two couplings to reduce gear tooth load

Info

Publication number: DE4121709A1
Application number: DE4121709A
Authority: DE
Inventors: Josef Bader; Gerhard Buri
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1990-07-03
Filing date: 1991-07-01
Publication date: 1992-01-09
Anticipated expiration: 2011-07-02
Also published as: DE4121709B4; ITMI911777A0; IT1248575B; ITMI911777A1

Abstract

The planetary gear is for a vehicle having a sun wheel (3) mounted on an output shaft (4) and a hollow wheel (6) connectable via a first coupling (13) with a transmission housing (1). A second coupling (19) is provided which can be actuated together with the first coupling so that, with the first coupling open, the second coupling directly connects the cross piece (8) with the output shaft. USE/ADVANTAGE - Planetary transmission for vehicle which avoids too high a working load on the teeth of the gears.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bereichsgetriebe für Kraftfahrzeuge, das als Planetengetriebe mit einem drehfest auf einer Ausgangswelle eines Grundgetriebes angeordneten Sonnenrad, einem drehfest mit einer Abtriebswelle des Bereichsgetriebes verbundenen Steg und einem Hohlrad, welches in einer ins Langsame übersetzten Schaltstufe des Bereichsgetriebes über eine erste Schaltkupplung mit dem Getriebegehäuse verbindbar ist, ausgebildet ist.The invention relates to a range gearbox for Motor vehicles as a planetary gear with a rotationally fixed arranged on an output shaft of a basic transmission Sun gear, a rotationally fixed with an output shaft of the Area gear connected web and a ring gear, which in a gear ratio of the Range transmission via a first clutch with the Gear housing is connectable, is formed.

Ein Bereichsgetriebe für Kraftfahrzeuge der genannten Gattung ist bekannt aus der DE-A 33 20 431. Mit einem derartigen dem Grundgetriebe nachgeschalteten Planetengetriebe besteht die Möglichkeit, das vorzugsweise als Nutzkraftfahrzeug oder Arbeitsmaschine ausgebildete Kraftfahrzeug im Rahmen seiner Gangstufen des Grundgetriebes jeweils in zwei unterschiedlichen Geschwindigkeitsbereichen zu betreiben. In einer ersten ins Langsame übersetzten Schaltstufe des Bereichsgetriebes ist das Hohlrad des Planetengetriebes über die erste Schaltkupplung an das Getriebegehäuse gekuppelt, so daß die Abtriebswelle des Bereichsgetriebes eine geringere Drehzahl als die Ausgangswelle des Grundgetriebes aufweist. In einer zweiten Schaltstufe erfolgt ein direkter Durchtrieb von der Ausgangswelle des Grundgetriebes auf die Abtriebswelle des Bereichsgetriebes, wobei über die Schaltkupplung eine Verbindung zwischen dem Hohlrad und einem auf der Ausgangswelle des Grundgetriebes angeordneten Kupplungsring hergestellt wird. Der Nachteil dieser Ausbildung des Bereichsgetriebes besteht darin, daß in dem Schaltzustand des Bereichsgetriebes, in dem ein direkter Durchtrieb erfolgt, das gesamte gesperrte Planetengetriebe mit dem Abstützmoment belastet ist, wodurch Schäden an der Verzahnung des Planetengetriebes auftreten können. Diese Schäden in Form eines erhöhten Verschleißes treten an den das Abstützmoment aufnehmenden Zahnflanken auf, da dort infolge von Lastwechseln ein Wälzvorgang erfolgt.A range transmission for motor vehicles of the above Genus is known from DE-A 33 20 431. With a such downstream of the basic transmission Planetary gear is possible, preferably trained as a commercial vehicle or work machine Motor vehicle in the course of its gears of the basic transmission each in two different speed ranges to operate. First translated into slow Gear stage of the range gearbox is the ring gear of the Planetary gear via the first clutch to the Gearbox coupled, so that the output shaft of the Range gear a lower speed than that Output shaft of the basic transmission. In a second Switching stage is a direct drive through from the Output shaft of the basic gear on the output shaft of the Range gear, with a via the clutch Connection between the ring gear and one on the Output shaft of the basic gear arranged clutch ring will be produced. The disadvantage of this training Range gearbox is that in the switching state of the Range gearbox in which a direct drive takes place, the entire locked planetary gear with the support torque is loaded, causing damage to the teeth of the Planetary gear can occur. This damage in the form of increased wear occur at the support moment receiving tooth flanks because there due to Load changes a rolling process takes place.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hohe Belastung der Verzahnung des Bereichsgetriebes, die aus dem Abstützmoment des Planetengetriebes resultiert, zu vermeiden, wobei eine Umschaltung zwischen den beiden Schaltstufen des Bereichsgetriebes mit einfachen Schaltmitteln realisierbar sein soll.The invention is therefore based on the object high load on the gearing of the range gearbox the support torque of the planetary gear results avoid switching between the two Gear stages of the range gearbox with simple Switching means should be realizable.

Diese Aufgabe wird an einem Bereichsgetriebe für Kraftfahrzeuge der genannten Gattung nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß eine zweite Schaltkupplung vorgesehen ist, die gemeinsam mit der ersten Schaltkupplung betätigbar ist, derart, daß sie bei ausgerückter erster Schaltkupplung den Steg mit der Ausgangswelle des Grundgetriebes verbindet. In der schnellen Schaltstufe des Bereichsgetriebes, also im direkten Durchtrieb, sind somit erfindungsgemäß die Ausgangswelle des Grundgetriebes und der drehfest mit der Abtriebswelle des Bereichsgetriebes verbundene Steg aneinandergekuppelt. Die Verzahnung des Planetengetriebes wird nicht mehr mit dem Abstützmoment belastet.This task is done on a range gearbox for Motor vehicles of the type mentioned after the characteristic Part of claim 1 solved in that a second Shift clutch is provided, which is common with the first Clutch is actuated, such that it at disengaged first clutch the web with the Output shaft of the basic gear connects. In the fast Switching stage of the range gearbox, i.e. in direct Through drive, are thus the output shaft of the invention Basic gear and the rotationally fixed with the output shaft of the Section gear connected web coupled together. The Interlocking of the planetary gear is no longer with the Support torque loaded.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 10 beschrieben. Gemäß Anspruch 2 kann an einem Bereichsgetriebe für Kraftfahrzeuge der vorgenannten Art, bei welchem die erste Schaltkupplung als mit einer Kuppelverzahnung versehene erste Schiebemuffe ausgebildet ist, die zweite Schaltkupplung als zweite Schiebemuffe ausgebildet sein, und es können die beiden Schiebemuffen frei drehbar aber in axialer Richtung formschlüssig aneinander geführt sein. Aufgrund einer derartigen mechanischen Koppelung der Axialbewegungen der beiden Schiebemuffen wird wechselweise die eine Schiebemuffe ausgekuppelt bei gleichzeitigem Einkuppeln der anderen Schiebemuffe. Eine derartige Schalteinrichtung ist einfach in ihrem Aufbau und führt zu präzisen Schaltabläufen, die mit oder ohne Synchronisiereinrichtungen durchgeführt werden können.Further advantageous embodiments of the invention are described in subclaims 2 to 10. According to claim 2 can on a range gearbox for motor vehicles aforementioned type, in which the first clutch as first sliding sleeve provided with dome teeth is formed, the second clutch as a second Sliding sleeve be formed, and it can be the two Sliding sleeves freely rotatable but in the axial direction be positively guided together. Because of a such mechanical coupling of the axial movements of the the two sliding sleeves alternately become the one sliding sleeve disengaged while engaging the others Sliding sleeve. Such a switching device is easy in their construction and leads to precise switching sequences that with or be carried out without synchronization devices can.

Dem Anspruch 3 zufolge soll die erste Schiebemuffe über einen radialen Bund und eine Radialnut am äußeren Umfang der zweiten Schiebemuffe geführt sein. Auf diese Weise können die beiden Schiebemuffen aufgrund ihrer baulich einfachen Koppelung in axialer Richtung gemeinsam verschoben werden, während in Umfangsrichtung die freie Verdrehbarkeit der beiden Schiebemuffen, die in den beiden Schaltpositionen erforderlich ist, erhalten bleibt.According to claim 3, the first sliding sleeve should a radial collar and a radial groove on the outer circumference of the second sliding sleeve. That way they can two sliding sleeves due to their structurally simple Coupling are moved together in the axial direction, while in the circumferential direction the free rotatability of the two sliding sleeves in the two switching positions is required is preserved.

Vorteile für eine Herstellung der Schiebemuffen in großen Stückzahlen, beispielsweise für ein in Großserie gefertigtes Bereichsgetriebe, ergeben sich durch die Merkmale des Anspruchs 4, demzufolge die erste Schiebemuffe nur an ihrem radial äußeren Umfang und die zweite Schiebemuffe an ihrem radial inneren Umfang Kuppelverzahnungen aufweisen. Derartige Kuppelverzahnungen der jeweiligen Schiebemuffe lassen sich in einem einfachen Bearbeitungsvorgang herstellen.Advantages for a manufacture of the sliding sleeves in large quantities, for example for a large series manufactured range gearbox, result from the characteristics of claim 4, therefore the first sliding sleeve only their radially outer circumference and the second sliding sleeve have dome teeth on their radially inner circumference. Such coupling teeth of the respective sliding sleeve can be done in a simple editing process produce.

Darüber hinaus besteht gemäß Anspruch 5 die Möglichkeit, den radialen Bund der ersten Schiebemuffe in der Radialnut der zweiten Schiebemuffe in axialer Richtung durch eine Anlaufscheibe und einen Sprengring zu fixieren. Diese Anlaufscheibe, die in vorteilhafter Weise günstige Eigenschaften bezüglich ihrer Gleitreibung und ihres Verschleißes aufweisen kann, dient zu einer besonders einfachen Axialfixierung der beiden Schiebemuffen. Furthermore, according to claim 5, there is the possibility the radial collar of the first sliding sleeve in the radial groove the second sliding sleeve in the axial direction by a To fix thrust washer and a snap ring. These Thrust washer, which is advantageously cheap Properties regarding their sliding friction and their Wear can serve to a particular simple axial fixation of the two sliding sleeves.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können gemäß Anspruch 6 die beiden Schiebemuffen über radiale federbelastete Rastenbolzen in ihren Schaltstellungen verrastbar sein an einer mit dem Steg drehfest verbundenen, eine äußere Kupplungsverzahnung aufweisenden Führungsmuffe. Alternativ dazu besteht gemäß Anspruch 7 die Möglichkeit, die beiden Schiebemuffen über radiale federbelastete Rastenbolzen in ihren Schaltstellungen zu verrasten an einem mit der Ausgangswelle drehfest verbundenen Kuppelglied. Innerhalb der Schalteinrichtung für das Bereichsgetriebe können demnach Rasteinrichtungen, die in beiden Schaltstellungen wirksam werden, platzsparend angeordnet werden.In a further embodiment of the invention, according to Claim 6 the two sliding sleeves over radial spring-loaded catch bolts in their switching positions be lockable on a non-rotatably connected to the web, an outer coupling toothing guide sleeve. Alternatively, there is the possibility according to claim 7, the two sliding sleeves via radial spring-loaded catch bolts to lock in their switch positions on one with the Output shaft rotatably connected coupling element. Within the Switching device for the range gearbox can accordingly Locking devices that are effective in both switching positions be arranged to save space.

Weiterhin soll nach Anspruch 8 das Hohlrad ortsfest in axialer Richtung angeordnet sein, wobei die erste Schiebemuffe mit ihrer Außenverzahnung während eines Schaltvorgangs in die Verzahnung des Hohlrades eingekuppelt wird. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders günstige Anordnung der Synchronisiereinrichtung zwischen der ersten Schiebemuffe und dem Hohlrad, und die erste Schiebemuffe rotiert nicht gegenüber ihrer Schaltgabel.Furthermore, according to claim 8, the ring gear is stationary in be arranged in the axial direction, the first Sliding sleeve with its external teeth during one Switching process coupled into the toothing of the ring gear becomes. This results in a particularly favorable one Arrangement of the synchronization device between the first Sliding sleeve and the ring gear, and the first sliding sleeve does not rotate in relation to your shift fork.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird gemäß Anspruch 9 eine Anordnung und Ausbildung der zweiten Schaltkupplung vorgeschlagen, bei der diese bei geschlossener erster Schaltkupplung ein Zahnrad einer Rückwärtsgangstufe mit der Ausgangswelle des Grundgetriebes verbinden kann. Diese zweite Schaltkupplung kann sich demnach in einer Neutralstellung befinden, in der die Ausgangswelle des Grundgetriebes entsprechend der Vorwärtsfahrtrichtung des Kraftfahrzeugs angetrieben wird. In den beiden anderen Schaltstellungen der zweiten Schaltkupplung wird entweder die Rückwärtsgangstufe durch das Kuppeln des Zahnrades mit der Ausgangswelle eingelegt, oder es wird im direkten Durchtrieb des Bereichsgetriebes die Ausgangswelle direkt mit dem Steg des Planetengetriebes verbunden. Durch eine besondere Ausbildung der Schalteinrichtung muß natürlich sichergestellt sein, daß sich die zweite Schaltkupplung beim Einkuppeln der ersten Schaltkupplung, das heißt der Schaltung der ins Langsame übersetzten Bereichsgruppe, stets in ihrer Neutral- oder Rückwärtsgangstellung befindet. Diese Überwachung und gezielte Ansteuerung der beiden Schaltkupplungen kann mit den Merkmalen des Anspruchs 10 erfolgen, wonach die beiden Schaltkupplungen getrennt voneinander angeordnet sein sollen und über elektrohydraulisch oder pneumatisch gesteuerte Schalteinrichtungen betätigbar sein sollen. Die Ausgestaltung der Erfindung nach den Ansprüchen 9 und 10 weist weiterhin den Vorteil auf, daß die Rückwärtsgangstufe wie gewünscht ausschließlich in der langsamen Bereichsgruppe des Kraftfahrzeugs eingeschaltet werden kann.In a further embodiment of the invention, according to Claim 9 an arrangement and design of the second Shift clutch proposed, in which this when closed first clutch a gear of a reverse gear can connect to the output shaft of the basic transmission. This second clutch can therefore be in one Neutral position in which the output shaft of the Basic gearbox according to the forward driving direction of the Motor vehicle is driven. In the other two Switch positions of the second clutch is either the Reverse gear by coupling the gear with the Output shaft inserted, or it is in direct drive of the range gearbox the output shaft directly with the bridge connected to the planetary gear. Through a special one Training of the switching device must of course be ensured be that the second clutch when engaging the first clutch, that is, the switching of the ins Slow translated area group, always in their neutral or reverse gear position. This monitoring and Targeted control of the two clutches can be done with the Features of claim 10 take place, according to which the two Clutches should be arranged separately from each other and via electrohydraulically or pneumatically controlled Switching devices should be operable. The design of the invention according to claims 9 and 10 further points the advantage that the reverse gear stage as desired exclusively in the slow area group of the Motor vehicle can be turned on.

Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere Sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.The invention is not based on the combination of features Claims limited. There are more for the person skilled in the art Useful combinations of requirements and individual claim characteristics from the task.

Zur Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der drei Ausführungsbeispiele vereinfacht dargestellt sind. Es zeigenTo explain the invention, reference is made to the drawing referenced, simplified in the three embodiments are shown. Show it

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Teilansicht eines Bereichsgetriebes, bei dem eine Synchronisiereinrichtung am Außenumfang eines Hohlrades des Planetengetriebes angeordnet ist, Fig. 1 shows a longitudinal section through a part view of a region of transmission in which a synchronizer on the outer periphery of a ring gear of the planetary gear is arranged,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Teilansicht eines Bereichsgetriebes, bei der eine Synchronisiereinrichtung zwischen einer ersten Schiebemuffe und einem mit einem Getriebegehäuse verbundenen Kuppelglied angeordnet ist und Fig. 2 is a longitudinal section through a partial view of a transmission area in which a synchronization between a first sliding sleeve and a part connected to a transmission housing coupling member is arranged and

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Teilansicht eines Bereichsgetriebes, bei welchem eine Synchronisiereinrichtung an der inneren Verzahnung eines Hohlrades des Planetengetriebes angeordnet ist. Fig. 3 is a longitudinal section through a partial view of a range gear, in which a synchronizing device is arranged on the inner toothing of a ring gear of the planetary gear.

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Teilansicht eines Bereichsgetriebes, bei der eine zweite Schaltkupplung gleichzeitig zur Schaltung einer Rückwärtsgangstufe dient. Fig. 4 is a longitudinal section through a partial view of a range transmission, in which a second clutch is used simultaneously to shift a reverse gear.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Getriebegehäuse bezeichnet, das in seinem Inneren ein als Bereichsgetriebe dienendes Planetengetriebe 2 aufnimmt. Das Planetengetriebe 2 weist eingangsseitig ein Sonnenrad 3 auf, welches drehfest verbunden ist mit einer Ausgangswelle 4 eines nicht dargestellten Grundgetriebes. Weitere Bauelemente des Planetengetriebes 2 sind Planetenräder 5, von denen in der Darstellung nur eines sichtbar ist, und ein Hohlrad 6. Die Planetenräder 5, die sich sowohl mit dem Sonnenrad 3 als auch dem Hohlrad 6 im Eingriff befinden, sind über Planetenbolzen 7 in einem Steg 8 gelagert. Der Steg 8 wiederum ist drehfest verbunden mit einer Abtriebswelle 9 des Bereichsgetriebes, welche aus dem Getriebegehäuse 1 herausgeführt und über nicht näher dargestellte Übertragungselemente mit Antriebsachsen des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Am Getriebegehäuse 1 ist ein Kupplungsring 10 befestigt, der über seine Innenverzahnung 11 im Eingriff steht mit einer Außenverzahnung 12 einer ersten Schiebemuffe 13. Diese Außenverzahnung 12 der Schiebemuffe 13 kann außerdem durch eine Bewegung der Schiebemuffe 13 in axialer Richtung in eine Verzahnung 14 des Hohlrades 6 eingekuppelt werden. Der Einkuppelvorgang läßt sich durch die folgende Einrichtung synchronisieren: Am äußeren Umfang des Hohlrades 6 ist ein Konusring 15 drehfest angeordnet, der mit einem formschlüssig auf der Außenverzahnung 12 der Schiebemuffe 13 geführten Synchronring 16 zusammenwirkt. In Fig. 1, 1 designates a gear housing which accommodates in its interior a planetary gear 2 serving as a range gear. The planetary gear 2 has a sun gear 3 on the input side, which is rotatably connected to an output shaft 4 of a basic gear, not shown. Further components of the planetary gear 2 are planet gears 5 , of which only one is visible in the illustration, and a ring gear 6 . The planet gears 5 , which are in engagement with both the sun gear 3 and the ring gear 6 , are mounted in a web 8 via planet bolts 7 . The web 8 is in turn non-rotatably connected to an output shaft 9 of the range transmission, which leads out of the transmission housing 1 and is connected to drive axles of the motor vehicle via transmission elements (not shown). A clutch ring 10 is fastened to the transmission housing 1 and engages via its internal toothing 11 with an external toothing 12 of a first sliding sleeve 13 . This external toothing 12 of the sliding sleeve 13 can also be coupled by moving the sliding sleeve 13 in the axial direction into a toothing 14 of the ring gear 6 . The engagement process can be synchronized by the following device: On the outer circumference of the ring gear 6 , a cone ring 15 is arranged in a rotationally fixed manner, which cooperates with a synchronous ring 16 guided in a form-fitting manner on the external toothing 12 of the sliding sleeve 13 .

In einer Radialnut 17 der ersten Schiebemuffe 13 ist über einen radialen Bund 18 eine zweite Schiebemuffe 19 geführt. Dabei ist die Radialnut 17 in axialer Richtung durch eine Anlaufscheibe 20 und einen Sprengring 21 verschlossen. Die zweite Schiebemuffe 19 weist eine Innenverzahnung 22 auf, mit welcher sie in eine Außenverzahnung 23 einer drehfest mit dem Steg 8 verbundenen Führungsmuffe 24 eingreift. Die zweite Schiebemuffe 19 kann durch eine Axialverschiebung eingekuppelt werden an einer Außenverzahnung 25 eines drehfest mit der Ausgangswelle 4 verbundenen Kupplungsglied 26. Während dieses Einkuppelvorgangs werden die Drehzahlen der Ausgangswelle 4 und des Stegs 8 ebenfalls synchronisiert, wobei für diesen Zweck das Kuppelglied 26 eine Konusfläche 27 aufweist, die mit einem formschlüssig an der zweiten Schiebemuffe 19 geführten Synchronring 28 zusammenwirkt. Schließlich sind in der Führungsmuffe radiale federbelastete Rastenbolzen 29 angeordnet, die die beiden in axialer Richtung gemeinsam verschiebbaren Schiebemuffen 13 und 19 in den jeweiligen Schaltstellungen verrasten und die gleichzeitig für ein Ansynchronisieren des Synchronrings 28 an der Konusfläche 27 sorgen.A second sliding sleeve 19 is guided in a radial groove 17 of the first sliding sleeve 13 via a radial collar 18 . The radial groove 17 is closed in the axial direction by a thrust washer 20 and a snap ring 21 . The second sliding sleeve 19 has an internal toothing 22 with which it engages in an external toothing 23 of a guide sleeve 24 which is connected in a rotationally fixed manner to the web 8 . The second sliding sleeve 19 can be engaged by means of an axial displacement on an external toothing 25 of a coupling member 26 which is non-rotatably connected to the output shaft 4 . During this coupling process, the speeds of the output shaft 4 and the web 8 are also synchronized, for this purpose the coupling member 26 has a conical surface 27 which interacts with a form-fittingly guided synchronizer ring 28 on the second sliding sleeve 19 . Finally, radial spring-loaded locking bolts 29 are arranged in the guide sleeve, which lock the two sliding sleeves 13 and 19 , which can be displaced together in the axial direction, in the respective switching positions and which at the same time ensure synchronization of the synchronizing ring 28 on the cone surface 27 .

An der ersten Schiebemuffe 13 ist eine Nut 30 vorgesehen, in die ein Abschnitt einer Schaltgabel 31 eingreift.A groove 30 is provided on the first sliding sleeve 13 , into which a section of a shift fork 31 engages.

Die Funktion des Bereichsgetriebes ist folgende: In der Fig. 1 befinden sich die beiden Schiebemuffen 13 und 19 in ihrer Neutralstellung, in der über das Planetengetriebe 2 kein Drehmoment von der Ausgangswelle 4 des Grundgetriebes auf die Abtriebswelle 9 des Bereichsgetriebes übertragen werden kann. Wird nun die über die Radialnut 17 und den radialen Bund 18 verbundene Einheit aus den beiden Schiebemuffen 13 und 19 von der Schaltgabel 31 in ihre rechte Position bewegt, so wird über den reibschlüssig mit dem Konusring 15 zusammenwirkenden Synchronring 16 zunächst das Hohlrad 6 bis zum Stillstand abgebremst, und anschließend gelangt die Außenverzahnung 12 der ersten Schiebemuffe 13 in Eingriff mit der Verzahnung 14 des Hohlrads. In dieser Schaltstellung des Bereichsgetriebes wird die Ausgangsdrehzahl des Grundgetriebes, also die Drehzahl an der Ausgangswelle 4 ins Langsame übersetzt. Dabei kann sich die zweite Schiebemuffe 19, die über die Führungsmuffe 24 mit dem Steg 8 gekoppelt ist, frei drehen.The function of the range gearbox is as follows: In FIG. 1, the two sliding sleeves 13 and 19 are in their neutral position, in which no torque can be transmitted from the output shaft 4 of the basic gearbox to the output shaft 9 of the range gearbox via the planetary gearbox 2 . If the unit connected via the radial groove 17 and the radial collar 18 from the two sliding sleeves 13 and 19 is moved by the shift fork 31 into its right position, then the ring gear 6 is first brought to a standstill via the synchronizing ring 16 which cooperates with the conical ring 15 braked, and then the external toothing 12 of the first sliding sleeve 13 comes into engagement with the toothing 14 of the ring gear. In this shift position of the range gearbox, the output speed of the basic gearbox, that is to say the speed on the output shaft 4, is translated into slow speed. The second sliding sleeve 19 , which is coupled to the web 8 via the guide sleeve 24 , can rotate freely.

Soll nun aus dieser langsamen Fahrstufe des Bereichsgetriebes in eine schnelle Fahrstufe, in welcher ein direkter Durchtrieb durch das Bereichsgetriebe erfolgt, geschaltet werden, so wird über die Schaltgabel 31 die aus den beiden Schiebemuffen 13 und 19 bestehende Einheit nach links verschoben. Dabei wird zunächst die erste Schiebemuffe 13 am Hohlrad 6 außer Eingriff gebracht. Die zweite Schiebemuffe synchronisiert über den Synchronring 28 und die Konusfläche 27 die Drehzahlen von Ausgangswelle 4 und Steg 8. Anschließend kuppelt die zweite Schiebemuffe 19 an der Außenverzahnung 25 des Kuppelglieds 26 ein. Während dieses direkten Durchtriebs sind sämtliche Zahnräder des Planetengetriebes 2 nicht an der Drehmomentübertragung beteiligt, da die Ausgangswelle 4 direkt an den Steg 8 und somit an die Abtriebswelle 9 gekuppelt ist.If shifting from this slow speed step of the range gearbox to a fast speed step, in which a direct drive through the range gearbox takes place, the shifting fork 31 is used to shift the unit consisting of the two sliding sleeves 13 and 19 to the left. First, the first sliding sleeve 13 on the ring gear 6 is disengaged. The second sliding sleeve synchronizes the speeds of the output shaft 4 and the web 8 via the synchronizer ring 28 and the conical surface 27 . The second sliding sleeve 19 then couples to the external toothing 25 of the coupling element 26 . During this direct drive-through, all the gears of the planetary gear 2 are not involved in the torque transmission, since the output shaft 4 is coupled directly to the web 8 and thus to the output shaft 9 .

Das Ausgestaltungsbeispiel nach Fig. 2 stimmt im wesentlichen mit der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 1 überein, wobei allerdings die erste Schiebemuffe 13 mit ihrer Außenverzahnung 12 im ständigen Eingriff mit der Verzahnung 14 des Hohlrades 6 ist und während einer Schaltung der ins Langsame übersetzten Bereichsgruppe mit der Innenverzahnung 11 des gehäusefesten Kupplungsrings 10 gekuppelt wird. Zur Synchronisierung dieses Schaltvorgangs ist ein Konusring 32 über ein ringförmiges Tragelement 33 am Kupplungsring 10 formschlüssig geführt. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist weiterhin für die zweite Schiebemuffe 19 eine mit der Ausgangswelle verbundene Führungsmuffe 34 vorgesehen, die gleichzeitig radiale Rastenbolzen 35 aufnimmt. Ein Synchronring 36 wird während des Synchronisiervorgangs gegen eine Konusfläche 37 bewegt, die an einem mit dem Steg 8 verbundenen Kuppelglied 38 ausgebildet ist. Durch die veränderte Anordnung der beiden Schiebemuffen sind in entsprechender Weise die Schaltrichtungen zum Einlegen der beiden Bereichsgruppen des Bereichsgetriebes gegenüber der Version von Fig. 1 ausgetauscht.The configuration example according to FIG. 2 essentially corresponds to the embodiment of the invention according to FIG. 1, but the first sliding sleeve 13 with its external toothing 12 is in constant engagement with the toothing 14 of the ring gear 6 and during a shifting of the range group which is translated into slow speed is coupled with the internal toothing 11 of the coupling ring 10 fixed to the housing. To synchronize this switching operation, a cone ring 32 is guided in a form-fitting manner on the coupling ring 10 via an annular support element 33 . In contrast to the exemplary embodiment according to FIG. 1, a guide sleeve 34 , which is connected to the output shaft and which at the same time receives radial detent bolts 35 , is provided for the second sliding sleeve 19 . A synchronizer ring 36 is moved during the synchronization process against a conical surface 37 which is formed on a coupling element 38 connected to the web 8 . Due to the changed arrangement of the two sliding sleeves, the switching directions for inserting the two range groups of the range gearbox are exchanged in a corresponding manner with respect to the version of FIG. 1.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 zeigt eine Version des erfindungsgemäßen Bereichsgetriebes, bei dem eine Konusfläche 39 unmittelbar an der ersten Schiebemuffe 13 ausgebildet ist und bei der ein Synchronring 40 über ein ringförmiges Tragelement 41 formschlüssig am Hohlrad 6 geführt ist. Die Schaltbewegungen dieser Variante nach Fig. 3 stimmen völlig mit den Schaltbewegungen des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 überein.The embodiment according to FIG. 3 shows a version of the range gearbox according to the invention, in which a conical surface 39 is formed directly on the first sliding sleeve 13 and in which a synchronizer ring 40 is positively guided on the ring gear 6 via an annular support element 41 . The switching movements of this variant according to FIG. 3 correspond completely to the switching movements of the exemplary embodiment according to FIG. 1.

Schließlich ist in der Fig. 4 eine erfindungsgemäße Ausführung des Bereichsgetriebes dargestellt, bei welcher eine Ausgangswelle 42 eines nicht näher dargestellten Grundgetriebes über ein Sonnenrad 43 Planetenräder 44 eines Planentensatzes 45 antreibt. Ein Steg 46 ist einerseits verbunden mit einer Abtriebswelle 47 des Bereichsgetriebes und bildet andererseits an einem bis in das Grundgetriebe hineinragenden Ende eine innere Kuppelverzahnung 48.Finally, FIG. 4 shows an embodiment of the range gearbox according to the invention, in which an output shaft 42 of a basic gearbox, not shown, drives planet gears 44 of a planetary gear set 45 via a sun gear 43 . A web 46 is connected on the one hand to an output shaft 47 of the range transmission and, on the other hand, forms an inner coupling toothing 48 at one end which extends into the basic transmission.

Ein Hohlrad 49 des Planetensatzes 45 ist gemeinsam mit einer ersten Schiebemuffe 50 in axialer Richtung verschiebbar. Dabei gelangt die erste Schiebemuffe 50 in einer linken Stellung in Eingriff an einer Verzahnung 51 eines drehfest mit dem Getriebegehäuse 1 verbundenen Kuppelglieds 52. Am Steg 46 und am Kuppelglied 52 sind jeweils Konusflächen 53 und 54 vorgesehen, mit denen ein einteilig ausgebildeter Synchronkörper 55 zusammenwirkt. Eine zweite Schiebemuffe 56, die formschlüssig, aber axial verschiebbar auf der Ausgangswelle 42 angeordnet ist, verbindet in einer rechten Stellung die Ausgangswelle mit dem Steg 46 und in ihrer linken Stellung die Ausgangswelle 42 mit einem Zahnrad 58 einer Rückwärtsgangstufe. Dieses Zahnrad 58 wird von einer Vorgelegewelle des Grundgetriebes aus über ein Zahnrad 60 und ein in der Schnittdarstellung nicht erkennbares Zwischenrad angetrieben.A ring gear 49 of the planetary gear set 45 can be displaced in the axial direction together with a first sliding sleeve 50 . In this case, the first sliding sleeve 50 engages in a left-hand position on a toothing 51 of a coupling member 52 connected to the transmission housing 1 in a rotationally fixed manner. Cone surfaces 53 and 54 are provided on the web 46 and on the coupling element 52 , with which a one-piece synchronizer body 55 cooperates. A second sliding sleeve 56 , which is arranged in a form-fitting but axially displaceable manner on the output shaft 42 , connects the output shaft to the web 46 in a right position and, in its left position, connects the output shaft 42 to a gear 58 of a reverse gear stage. This gearwheel 58 is driven by a countershaft of the basic transmission via a gearwheel 60 and an intermediate gear which cannot be seen in the sectional view.

Die erste Schiebemuffe 50 und die zweite Schiebemuffe 56 werden jeweils separat von einer Schalteinrichtung 61 und 62 verstellt. Zu diesem Zweck wird auf die jeweilige Schalteinrichtung 61 bzw. 62 aus einer Steuereinrichtung elektrohydraulisch oder pneumatisch ein Schaltbefehl zugeleitet. Es kann sich dabei um eine automatisierte Schaltung handeln.The first sliding sleeve 50 and the second sliding sleeve 56 are each adjusted separately by a switching device 61 and 62 . For this purpose, a switching command is fed electrohydraulically or pneumatically to the respective switching device 61 or 62 from a control device. It can be an automated circuit.

Befindet sich die erste Schiebemuffe 50 in ihrer dargestellten linken Position, in der sie das Hohlrad 49 drehfest mit dem Getriebegehäuse 1 verbindet, so kann die zweite Schiebemuffe 56 sich wahlweise in einer Neutralstellung oder in einer Rückwärtsgangstellung befinden, in der sie das Zahnrad 58 mit der Ausgangswelle 42 verbindet. Es besteht also die Möglichkeit, in dieser ins Langsame übersetzten Stufe des Bereichsgetriebes die Ausgangswelle wahlweise durch nicht näher dargestellte Zahnradpaare in einer bestimmten Vorwärtsgangstufe anzutreiben, oder durch eine Verschiebung der zweiten Schiebemuffe 56 in ihre linke Position in einer Rückwärtsgangstufe anzutreiben. Über die Steuereinrichtung 63 und die beiden Schalteinrichtungen 61 und 62 wird weiterhin sichergestellt, daß bei einer Schaltung des Bereichsgetriebes in seinen direkten Durchtrieb, in dem der Synchronkörper 55 zunächst für eine Synchronisierung der Drehzahlen von Steg 46 und Hohlrad 49 sorgt, die erste Schiebemuffe 50 in eine Neutralstellung und die zweite Schiebemuffe in eine Eingriffstellung am Steg 46 bewegt wird. In der untersetzten Bereichsgruppe ist über die Steuereinrichtung 63 sichergestellt, daß sich die zweite Schiebemuffe 56 nur in ihre Neutralstellung oder in die Schaltstellung für die Schaltung des Rückwärtsganges bewegen läßt. Bei einfachem Aufbau der Einrichtung weist somit die zweite Schiebemuffe eine Doppelfunktion auf, die besonders sinnvoll ist, da das Kraftfahrzeug in seiner Rückwärtsgangstufe stets nur in der langsamen Bereichsgruppe betrieben wird. If the first sliding sleeve 50 is in the position shown on the left, in which it connects the ring gear 49 to the transmission housing 1 in a rotationally fixed manner, the second sliding sleeve 56 can optionally be in a neutral position or in a reverse gear position in which the gear 58 with the Output shaft 42 connects. There is thus the possibility of driving the output shaft in this step of the range gearbox, which is translated into slow speed, either by gear pairs (not shown in more detail) in a certain forward gear stage, or by shifting the second sliding sleeve 56 into its left position in a reverse gear stage. Via the control device 63 and the two switching devices 61 and 62 it is further ensured that when the range gear is switched to its direct drive, in which the synchronizer body 55 first ensures synchronization of the speeds of the web 46 and the ring gear 49 , the first sliding sleeve 50 in a neutral position and the second sliding sleeve is moved into an engagement position on the web 46 . In the stepped-down area group, it is ensured via the control device 63 that the second sliding sleeve 56 can only be moved into its neutral position or into the shift position for shifting the reverse gear. With a simple structure of the device, the second sliding sleeve thus has a double function, which is particularly useful since the motor vehicle is only operated in the slow range group in its reverse gear stage.

BezugszeichenReference numerals

1 Getriebegehäuse
2 Planetengetriebe
3 Sonnenrad von 2
4 Ausgangswelle
5 Planetenräder
6 Hohlrad
7 Planetenbolzen
8 Steg
9 Abtriebswelle
10 Kupplungsring
11 Innenverzahnung von 10
12 erste Schiebemuffe
14 Verzahnung von 6
15 Konusring
16 Synchronring
17 Radialnut
18 radialer Bund
19 zweite Schiebemuffe
20 Anlaufscheibe
21 Sprengring
22 Innenverzahnung von 19
23 Außenverzahnung von 24
24 Führungsmuffe
25 Außenverzahnung von 26
26 Kuppelglied
27 Konusfläche
28 Synchronring
29 radiale Rastenbolzen
30 Nut
31 Schaltgabel
32 Konusring
33 ringförmiges Tragelement
34 Führungsmuffe
35 radiale Rastenbolzen
36 Synchronring
37 Konusfläche
38 Kuppelglied
39 Konusfläche
40 Synchronring
41 ringförmiges Tragelement
42 Ausgangswelle
43 Sonnenrad
44 Planetenräder
45 Planetensatz
46 Steg
47 Abtriebswelle
48 Kuppelverzahnung
49 Hohlrad
50 erste Schiebemuffe
51 Verzahnung
52 Kuppelglied
53 Konusfläche
54 Konusfläche
55 Synchronkörper
56 zweite Schiebemuffe
57 Außenverzahnung
58 Zahnrad für Rückwärtsgangstufe
59 Vorgelegewelle
60 Zahnrad
61 Schalteinrichtung
62 Schalteinrichtung
63 Steuereinrichtung 1 gearbox
2 planetary gears
3 sun gear of 2
4 output shaft
5 planet gears
6 ring gear
7 planet bolts
8 bridge
9 output shaft
10 clutch ring
11 internal teeth of 10
12 first sliding sleeve
14 gearing of 6
15 cone ring
16 synchronizer ring
17 radial groove
18 radial collar
19 second sliding sleeve
20 thrust washer
21 snap ring
22 internal teeth from 19
23 external teeth of 24
24 guide sleeve
25 external teeth from 26
26 coupling element
27 cone surface
28 synchronizer ring
29 radial detent pins
30 groove
31 shift fork
32 cone ring
33 ring-shaped support element
34 guide sleeve
35 radial detent pins
36 synchronizer ring
37 conical surface
38 coupling element
39 conical surface
40 synchronizer ring
41 ring-shaped support element
42 output shaft
43 sun gear
44 planet gears
45 planetary gear set
46 footbridge
47 output shaft
48 coupling teeth
49 ring gear
50 first sliding sleeve
51 gearing
52 coupling element
53 conical surface
54 cone surface
55 synchronizer body
56 second sliding sleeve
57 external teeth
58 gear for reverse gear
59 countershaft
60 gear
61 switching device
62 switching device
63 control device

Claims

1. Range gear for motor vehicles, which as a planetary gear ( 2, 45 ) with a rotationally fixed on an output shaft ( 4, 42 ) of a basic gear arranged sun gear ( 3, 43 ), a non-rotatably connected with an output shaft ( 9, 47 ) of the range gear ( 8, 46 ) and a ring gear ( 6, 49 ), which can be connected to a transmission housing ( 1 ) in a slow gear stage of the range transmission via a first clutch ( 13, 50 ), characterized in that a second clutch ( 19, 56 ) is provided, which can be actuated together with the first clutch ( 13, 50 ), in such a way that when the first clutch ( 13, 50 ) is open , the web ( 8, 46 ) with the output shaft ( 4, 42 ) of the basic transmission connects.

2. range gearbox for motor vehicles according to claim 1, wherein the first clutch is designed as with a coupling toothing ( 12 ) provided first sliding sleeve ( 13 ), characterized in that the second clutch is designed as a second sliding sleeve ( 19 ) and that the two sliding sleeves ( 13 and 19 ) are freely rotatable but positively guided in the axial direction.

3. range gearbox for motor vehicles according to claim 2, characterized in that the first sliding sleeve ( 13 ) via a radial collar ( 18 ) and a radial groove ( 17 ) on the outer circumference of the second sliding sleeve ( 19 ) is guided.

4. range gearbox for motor vehicles according to claim 2, characterized in that the first sliding sleeve ( 13 ) have only on its radially outer periphery and the second sliding sleeve ( 19 ) on its radially inner periphery coupling teeth ( 12 and 22 ).

5. range gearbox for motor vehicles according to claim 3, characterized in that the radial collar ( 18 ) of the first sliding sleeve ( 13 ) in the radial groove ( 17 ) of the second sliding sleeve ( 19 ) in the axial direction by a thrust washer ( 20 ) and a snap ring ( 21 ) is fixed.

6. range gearbox for motor vehicles according to claim 2, characterized in that the two sliding sleeves ( 13 and 19 ) via radial spring-loaded detent bolts ( 29 ) can be locked in their switching positions on one with the web ( 8 ), an external coupling toothing ( 23 ) Guide sleeve ( 24 ).

7. range gearbox for motor vehicles according to claim 2, characterized in that the two sliding sleeves ( 13 and 19 ) via radial spring-loaded locking bolts ( 35 ) can be locked in their switching positions on a with the output shaft ( 4 ) rotatably connected, an external toothing guide sleeve ( 34 ).

8. range gearbox for motor vehicles according to claim 2, characterized in that the ring gear ( 6 ) is arranged stationary in the axial direction, the first sliding sleeve ( 13 ) with its external toothing ( 12 ) during a switching operation in the toothing ( 14 ) of the ring gear ( 6 ) is engaged.

9. range gearbox for motor vehicles according to claim 1, characterized in that via the second clutch ( 56 ) with the first clutch ( 50 ) closed, a gear ( 58 ) of a reverse gear stage with the output shaft ( 42 ) of the basic transmission.

10. range gearbox for motor vehicles according to claim 9, characterized in that the two clutches ( 50 and 56 ) are arranged separately from one another and can be actuated via electrohydraulically or pneumatically controlled switching devices.