DE2944928C2

DE2944928C2 - Motor-Getriebeanordnung für Fahrzeuge, insbesondere Personenkraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2944928C2
Application number: DE2944928A
Authority: DE
Inventors: Paulus Dipl.-Ing. Heidemeyer; Peter Dipl.-Ing. Hofbauer; Romanus Ing.(grad.) 3180 Wolfsburg Scholz; Frank Dipl.-Ing. 3300 Braunschweig Zimmermann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1979-11-07
Filing date: 1979-11-07
Publication date: 1985-10-31
Also published as: JPS5693326U; JPS6318493Y2; US4392394A; DE2944928A1

Description

wirkt. Mit 8 ist der beispielsweise hydraulisch arbeitende Stellmotor zur gegenseitigen Verstellung der Kegelscheiben der Antriebskegelscheibenpaare 5, 6 bezeichne», während 11 den dem Ahtriebskegelscheibenpaar 9, 10 zugeordneten hydraulischen Stellmotor darstellt

Mit 12 ist ein dem Umschlingungsgetriebe 4 nachgeschaltetes, aus einem einfachen Plnetensatz bestehendes Planetengetriebe bezeichnet, das als Achsübersetzungs- und Wendegetriebe ausgebildet ist. Zu diesem Zweck ist ein Sonnenrad 13 des Planetengetriebes 12 über eine Hohlwelle 14 mit den Abtriebskegelscheiben 9, 10 des Umschlingungsgetriebes verbunden. Dieses Sonnenrad 13 kämmt mit Planetenrädern 15, die auf einem Planetenträger lö gelagert sind und die ihrerseits mit einem innenverzahnten Ringrad 17 im Eingriff stehen. Mit 18 ist eine in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel als einfache Klauenkupplung ausgebildete erste Kupplungsvorrichtung bezeichnet, die ein Antriebsglied 21 eines nachgeschalteten Ausgleichsgetriebes 20 entweder mit dem Planetenträger 16 oder dem Ringrad 17 des PSanctengetriebes 12 verbindet. Eine zweite ebenfalls als Schiebemuffe ausgebildete Kupplt -.igsvorrichtung 19 dient dazu, das Ringrad 17 oder den Planetenträger 16 mit dem feststehenden Gehäuse 33 zu verbinden.

Aus dem Ausgleichgetriebe 20 führen Achswellen 22 und 23 heraus, die über Gelenke 24 und 26 mit den zu den jeweiligen Rädern führenden Gelenkwellen 25 und 27 verbunden sind.

Zur Versorgung der hydraulischen Verstellglieder, beispielsweise der Verstellglieder 8 und 11 für die Antriebs- und Abtriebskegelscheiben des Umschlingungsgetriebes 4, ist eine hydraulische Pumpe 29 vorgesehen, die über eine Welle 28 direkt von der Kurbelwelle 2 angetrieben wird. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel verläuft die Welle 28 zentral durch die Antriebskegelräder 5 und 6 des Umschlingungsgetriebes 4 sowie durch die als Hohlwelle 30 ausgebildete Verbindung der Antriebskegelräder 5, 6 mit der Mitnehmerscheibe 31 der ersten frennkupplung 3 und ist unmittelbar mit der von der Kurbelwelle 2 angetriebenen Kupplungs- oder Schwungscheibe 32 verbunden.

Zur Betätigung der ersten Schiebemuffe 18, die in einem Lager 41 am Antriebsglied 21 gleitend geführt ist, ist eine Schaltgabel 39 vorgesehen, in die ein Schalthebei 40 eingreift. Die Betätigung der zweiten Schaltmuffe 19 ist insofern einfacher zu realisieren, als diese in einem Lager 43 des feststehenden Gehäuses 33 gleitend geführt ist und mit einem Schalthebel 42 fest verbunden is¹.. Bei der in der Zeicr./iung gezeigten Stellung ist der Vorwärtsfahrbetrieb eingeschaltet, bei dem das Ringrad 17 über Jie Schaltmuffe 19 fest mit dem Gehäuse 33 verbunden ist. während der Planetenträger 16 über die Schaltmuffe 18 mit dem Antriebsrad 21 des Ausgleichgetriebes 20 drehfest verbunden ist. Ausgehend von dieser Schaltstellung ergibt sich beim Verstellen des Schalthebels 40 und 42 in der Zeichnung nach links zunächst eine der Leerlaufstellung entsprechende Mittelstellung in der die Schaltmuffen die zu schaltenden Glieder des Planetengetriebes völlig freigeben. Bei einer weiteren Verstellung nach links verbindet dann die Schaltmuffc 18 das Antriebsglied 21 des Ausgleichgetricbes 20 mit dem Ringrad 17 des Planetengetriebes 12, während die zweite Schaltmuffe 19 den Planetenträger 16 durch Verbindung mit dem Gehäuse festlegt. Dies ergibt den Rückwärtsbetrieb des Fahrzeugs. Während zum Einschalten des Vorwärts- bzw. des Rückwärtsfahrbetriebes die beiden Schalthebel 40 und 42 jeweils in der gleichen Richtung betätigt werden, kann durch einander entgegengesetzte Betätigung der Schalthebel eine Parksperre dadurch erreicht werden, daß die beiden Schaltmuffen jeweils an dem gleichen Element des Planetengetriebes angreifen und auf diese Weise das Antriebsglied 21 und mit diesem die daran angeschlossenen Antriebsräder des Fahrzeugs entweder über den Planetenträger oder über das Ringrad des Planetengetriebes direkt mit dem Gehäuse verbinden.

Wenn, wie dies in F i g. 1 angedeutet ist, die Schiebemuffen als unsynchronisierte, schaltbare Mitnehmerverzahnungen ausgebildet sind, dann muß zum Umschalten vom Vorwärts- in den Rückwärtsfahrbetrieb das Fahrzeug zum Stand kommen. Mit einigem Mehraufwand könnte nun der Schaltkomfort dadurch verbessert werden, daß synchronisierte Kupplungen bzw. Bremsen zum Einsatz kommen. So ist in der F i g. 2 eine Ausführung gezeigt, bei der die Schiebemuffe 18' nur bei der Einschaltung des Rückwärtsfahrbetriebes und gegebenenfalls bei der Zuschaltung einer ?>yksperre zum Einsatz kommt, indem dann das Antne^sgüed 21 des Ausgleichgetriebes 20 mit dem Ringrad 17 des Planetengetriebes 12 verbunden wird. Im Vorwärtsfahrbetrieb dagegen wird eine hilfskraftbetätigte, das heißt zum Beispiel ölhydraulische Lamellenkupplung 35 verwendet, die das Antriebsglied 21 mit einem Steg 34 des Planetenträgers 16 verbindet Eine derartige, von einem Steuerglied 37 über eine Leitung 36 in Abhängigkeit von dei Stellung eines Schalthebels 38 mit Drucköl beaufschlagbare Kupplung würde einen relativ verbrauchsgünstigen Freilaufbetrieb, nämlich durch Öffnen der Kupplung 35, beispielsweise im Schub des Fahrzeugs, ermöglichen. Selbstverständlich könnte ein Freilaufbetrieb auch durch entsprechende Aufsteuerung der Trennkupplung 3 erreicht werden, jedoch würden in diesem Fall von den drehenden Rädern auch das Planetengetriebe und das Umschlingungsgetriebe mit den ihnen anhaftenden Verlusten angetrieben werden. Eine weitere Freilauf-Variante könnte darin bestehen, eine besondere, hilfskraftbetätigte Trennkupplung in dem durch d^:; Hohlwelle 14 gebildeten Getriebeantriebszweig unterzubringen. Diese Anordnung hätte den Vorteil, nur die vor der Antriebsachse auftretenden Drehmomente übertragen zu müssen.

Die in der F i g. 2 angedeutete Lamellenkupplung 35 könnte nun so ausgebildet sein, daß sie von dem über die Leitung 36 zugeführten Öldruck im Fahrbetrieb durchgekuppelt ist, oder aber auch so, daß sie mittels Tellerfedern geschlossen und nur für den Rückwärtsgang und den Leerlaufbetrieb durch Öldruck geöffnet wird. Im letzteren Fall kann die Lamellenkupplung 35 auch für die Einstellung einer Parksperre herangezogen werden, wobei die zweite Schiebemuffe 19 dann so betätigt werden müßte, daß sie den Planetenträger 16 mit dem Gehäuse 33 verbindpi. Im anderen Fall kann eine Parksperre nur dadurch verwirklicht werden, daß aie Schiebsmuffen 18' und 19 an dem Ringrad 17 des Planetengetriebes 12 angreifen.

Die Steuerung des Umschlingungsgetriebes 4 kann beispielsweise mit hydraulischen oder mechanischen Mitteln bewirkt werden, wobei die Anpressunf» der Kegelräder an den Keilriemen oder die Kette 7 so gesteuert wird, daß der Wirkungsgrad des Kettenwandlers optimiert wird.

Wie oben bereite· erwähnt wurde, kann die Trennkupplung 3 auch als elektronisch gesteuerte Anfahrkupplung ausgebildet sein, um so den Fahrzeugführer von der Notwendigkeit zu befreien, das Anfahren durch

entsprechende Betätigung der Kupplung zu bewirken. Solche elektronischen Anfahrkupplungen, die beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch betätigt werden, sind in DE-OS 28 33 961 und DE-OS 29 27 175 vorgeschlagen worden. Dabei kann eine solche Anfahrkupplung so ausgebildet sein, daß diese ebenso wie die als Freilaufkupplung verwendbare Lamellenkupplung 35 bei bestimmten Betriebszuständen, beispielsweise bei \ längeren Bergabfahrten, auch bei Motorschub geschlos-

sen bleibt.

Abschließend soll darauf hingewiesen werden, daß grundsätzlich eine solche Anfahrkupplung auch auf der Abtriebsseite angeordnet sein kann. In diesem Fall könnte eine günstigere Lage im Hinblick auf die Verwendung dieser Kupplung zugleich als Freilaufkupplung erreicht werden. Auch könnte dadurch der bei Queranordnungen des Motor-Getriebe-Aggregates als κΠΐί5&! änZUScilciluc /-vuSISmu ucS iviCtCriianSCiico VCf!

dem Achswellengelenk noch kürzer werden. Hierbei würde sich jedoch für die Anfahrkupplung ein höheres Drehmoment ergeben, da zu dem Drehmoment der Kurbelwelle auch noch die Drehmomente der An- und Abtriebskegelscheiben hinzugerechnet werden müßten. Auch könnten die Antriebskegelscheiben als Schwungmassen ausgebildet sein, um den Ungleichförmigkeitsgrad der Brennkraftmaschine zu verbessern.

Es sei auch noch bemerkt, daß grundsätzlich anstelle der Trennkupplung 3 ein an sich bekannter hydrodynamischer Wandler oder eine Fliehkraftkupplung eingesetzt werden können. Alternativ könnte diese Kupplung aber auch durch eine hydrodynamische Kupplung oder einen hydrodynamischen Wandler, gegebenenfalls mit einer Überbrückungskupplung realisiert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

gen worden. Bei diesem sind für das Wendegetriebe und Patentansprüche: das Achsuntersetzungsgetriebe getrennte Planetensät- ze vorgesehen, die entweder hintereinander oder auch

1. Motor-Getriebe-Anordnung für Fahrzeuge, ins- an unterschiedlichen Drehzentren angeordnet sein könbesondere Personenkraftfahrzeuge, mit einem stu- 5 nen.

fenlos verstellbaren Umschlingungsgetriebe (Zugor- Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende gangetriebe), dessen Antriebskegelscheiben fluch- Aufgabe besteht darin, eine Motor-Getriebe-Anordtend zur Kurbelwelle eines quer zur Fahrzeuglängs- nung der im Oberbegriff genannten Bauar e zu schaffen, richtung angeordneten Antriebsmotors und dessen die eine möglichst kompakte und einfache Gecriebean-Abtriebskegelscheiben über eine Planetengetriebe- io Ordnung mit einer stufenlos regelbaren Änderung der anordnung, die eine Achsübersetzung und bei Beta- Übersetzung auch für kleinere und weniger komfortigung von zugeordneten Kupplungsvorrichtungen tabel ausgerüstete Kraftfahrzeuge ermöglicht,
eine Antriebsrichtungsänderung bewirkt, fluchtend Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß den mit einem zu den Antriebsrädern führenden Aus- Merkmalen des Patentanspruchs 1. Eine derartige Gegleichsgetriebe verbunden sind, dadurch ge- 15 triebeanordnung, bei der nur zwei Hauptdrehzentren kennzeichnet, daß die Planetengetriebeanord- vorhanden sind, nämlich die Kurbelwelle mit derTrennnung (12) aus einem einfachen Planetensatz (Son- kupplung und den Antriebskegelscheiben auf der einen nenrad 13, Ringrad 17 und Planetenräder 15 tragen- und die Abtriebskegelscheiben mit dem Planetengetrieder Planetenträger 16) zur gleichzeitigen Bildung be, dem Ausgleichgetriebe und den Gelenkwellen zu des AchsFibersetzungs- und Wendegetriebes besteht 20 den Antriebsrädern auf der anderen Seite, führt zu Vor- und daß eine erste Kupplungsvorrichtung (18) zur teilen im Hinblick auf den Bauaufwand und die Überirawahhveisen Verbindung eines den Eingang des Aus- gungsverluste. Dabei dient das zum Beispiel aus einer gleichgetriebes (20) bildenden Antriebsgliedes (21) Kette Weiter ist es zweckmäßig, wenn die zwischen mit dem Planetenträger (16) oder dem Ringrad (17) dem Motor und dem Umschlingungsgetriebe angeorddes Planetengetriebes (12) sowie eine zweite Kupp- 25 nete erste Trennkupplung als selbsttätige Anfahrkupplungsvorrichtung (19) zur w Ahlweisen Verbindung lung ausgebildet ist damit nicht nur beim Verändern des des Ringrades (17) oder des Planetenträgers (16) des Übersetzungsverhältnisses, sondern auch beim Anfah-Planetengetriebes (12) mit dem feststehenden Ge- ren eine besondere Kupplungsbetätigung nicht mehr häuse (33) vorgesehen sind. erforderlich wird.

2. Motor-Getriebe-Anordnung nach Anspruch 1, 30 Durch die Möglichkeit, bei dem Umschlingungsgedadurch gekennzeichnet, daß zur Einschaltung einer triebe eine Voruntersetzung, beispielsweise im Bereich Parksperre die beiden Kupp'-ingsvorrichtungen (18, zwischen 1 :1 bis 13:1. vorzugsweise 1.25 :1. vorzuse-19) jeweils an dem gleichen Element (16, 17) des hen, kann die Achsübersetzung am Planelengetriebe Planetengetriebes (12) angreiff λ verringert werden und darüber hinaus gleichzeitig ge-

3. Motor-Getriebe-Anordnung nach den Ansprü- 35 nügend radialer Bauraum für die Durchführung der eichen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ncn Achswelle durch das Drehzentrurn der achsseitigen Kupplungsvorrichtungen (18, 19) durch in Mitneh- Kegelscheiben des Umschlingungsgetriebes geschaffen merverzahnungen eingreifende Schiebemuffen ge- werden. Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht bildet sind. es weiterhin, den axialen Abstand 1 α "sehen der Flansch-

4. Motor-Getriebeanordnung nach Anspruch 1, 40 ebene des Antriebsmotors und dem Abtriebsgelenk auf dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kupplungs- der Seite der durch die Abtriebskegelscheiben geführvorrichtung eine das Antriebsglied (21) des Airs- ten Achswelle verhältnismäßig kurz zu halten, was den gleichsgetriebes (20) im Rückwärtsfahrbetrieb mit baulichen Anforderungen, insbesondere bei kleineren dem Ringrad (17) des Planetengetriebes verbinden- Kraftfahrzeugen, entgegenkommt Insgesamt gesehen de Schiebemuffe (18') sowie eine hilfskraftbetätigte 45 läßt sich damit also eine Motorgetriebeanordnung aufzweite Trennkupplung (35) zur Verbindung des An- bauen, die auch für kleinere Fahrzeuge den Komfort triebsgliedes mit dem Planetenträger (16) im Vor- eines automatischen Getriebes bei geringem Bau- und wärtsfahrbetrieb aufweist Kostenaufwand bifitet

5. Motor-Getriebeanordnung nach Anspruch 1, In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Ermit einer zwischen dem Motor und dem Umschlin- 50 findung dargestellt die im folgenden näher erläutert gungsgetriebe angeordneten Trennkupplung, da- werden. Dabei zeigen in schematischer Darstellungs· durch gekennzeichnet, daß die Trennkupplung (3) als weise

selbsttätige Anfahrkupplung ausgebildet ist. Fig. 1 ein Schaltbild der Motor-Getriebeanordnung,

6. Motor-Getriebe-Anordnung nach Anspruch 1, bei der die dem Planetengetriebe zugeordneten Kuppdadurch gekennzeichnet, daß das Umschlingungsge- 55 lungsvorrichtungen als mechanische Schiebemuffen triebe (4) eine Drehzahlvoruntersetzung im Bereich ausgebildet sind, und

zwischen 1 :1 und 13 : 1 vorzugsweise 1,25 :1, auf- Fig. 2 eine Darstellung des Planetengetriebeteils. bei

weist. der die erste Kupplungsvorrichtung aus einer Schiebemuffe und einer hilfskraftbetätigten Trennkupplung be-

= , 60 steht

In Fig. 1 ist mit 1 ein beispielsweise vierzylindriger

% Hubkolbenmotor als Antriebsmotor angedeutet dessen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Motor-Getriebe- Kurbelwelle 2 über eine erste Trennkupplung 3 mit den

jj Anordnung für Fahrzeuge, insbesondere Personen- Antriebskegelscheiben 5,6 eines Umschlingungsgelrie-

kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentan- 65 bes 4 verbindbar ist. Mit 7 ist das aus einem Keilriemen

Spruchs 1. öder einer Kette bestehende Zugorgan bezeichnet, das

ξ In einer prioritätsälteren DE-OS 29 48 194 ist ein der- die Übertragung des Drehmomentes auf die Abtricbs-

artiges sogenanntes Zweiwellen-Getriebe vorgeschla- kegelscheiben 9, 10 des Umschlingungsgetriebes 4 bc-