DE69306044T2 - Getriebe für Fahrzeug mit Frontantrieb und querliegendem Motor mit erhöhter Bodenfreiheit - Google Patents
Getriebe für Fahrzeug mit Frontantrieb und querliegendem Motor mit erhöhter BodenfreiheitInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Fahrzeug mit Motorfrontantrieb gemäß Anspruch 1.
- Die Erfindung betrifft im besonderen ein Getriebe für ein sogenanntes Geländefahrzeug, das bekanntlich von einem Serienfahrzeug abgeleitet ist und mit Vorrichtungen zum Antrieb der normalerweise nicht angetriebenen Radachse ausgerüstet ist. Diese Antriebsvorrichtungen erhöhen das Fahrvermögen des Fahrzeugs auf schwierigem Gelände.
- Aus der GB-A-1 178 244 ist ein Getriebe bekannt, das folgendes aufweist:
- - eine hohle Hauptwelle, die den einzelnen Gängen entsprechende Zahnräder trägt,
- - eine Ausgangswelle, auf der Zahnräder drehbar montiert sind, die mit den Zahnrädern der Hauptwelle ständig in Eingriff stehen, sowie Synchronisiereinrichtungen, die die feste Verbindung eines dieser Zahnräder mit der Ausgangswelle gestatten,
- - ein Untersetzungsgetriebe mit mindestens zwei Zahnrädern, die auf einer zur Hauptwelle parallelen Nebenwelle drehbar montiert sind und entsprechend den verschiedenen Übersetzungsverhältnissen, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeitsbereichen korrespondieren, mit zugeordneten Zahnrädern der Hauptwelle in Eingriff stehen, und eine Synchronisiereinrichtung, die auf der Nebenwelle zwischen diese Zahnräder eingesetzt ist und das eine oder das andere Zahnrad mit der Nebenwelle verbinden und dadurch das entsprechende Zahnrad der Hauptwelle antreiben kann, und
- - eine antreibende Eingangswelle, die an ihrem Ende eine Endnabe trägt, die mit einer mit der Nebenwelle drehfest verbundenen Eingangsnabe in Eingriff ist.
- Ziel der Erfindung ist es, ein Getriebe zu schaffen, das einen zweiten verminderten Geschwindigkeitsbereich mindestens auf der Vorderachsbrücke des Fahrzeugs und ggf. auch auf seiner Hinterachsbrücke bereitstellt, wenn auch der Nebenabtrieb für die Hinterachsbrücke eingerückt ist, so daß alle vier Räder angetrieben werden. Mit diesem zweiten verminderten Geschwindigkeitsbereich kann ein Steckenbleiben des Fahrzeugs auf schwierigem Gelände, beispielsweise in Schlamm, oder eine Beschädigung der Kupplung vermieden werden.
- Erfindungsgemäß hat das Getriebe die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale.
- Die Bewegung wird von der Nebenwelle und ihren Zahnrädern auf die Zahnräder der Hauptwelle und von dort wie bei den herkömmlichen Getrieben auf die Ausgangswelle und auf die Vorderachsbrücke übertragen.
- Das Untersetzungsgetriebe und die Kraftübertragung zwischen der Hauptwelle und diesem können so ausgebildet sein, daß eines der Zahnräder die Bewegung in einem Verhältnis von nahe 1 auf die Hauptwelle überträgt, während das zweite Zahnrad die Bewegung in einem wesentlich kleinerem Verhältnis überträgt. Das erste Zahnrad entspricht hierbei dem normalen Geschwindigkeitsbereich, während das zweite Zahnrad dem verminderten Geschwindigkeitsbereich entspricht, der verwendet werden kann, um das Fahrzeug aus einem besonders schwierigen Gelände herauszufahren.
- Das aus dem Endzahnrad und dem Eingangszahnrad bestehende Zahnradpaar treibt die Nebenwelle und ihre Zahnräder an, wobei die Übersetzungsverhältnisse der Übertragung zwischen diesen Zahnrädern und den entsprechenden Zahnrädern der Hauptwelle an das Übersetzungsverhältnis dieses Zahnradpaars so angepaßt sind, daß die gewünschten Übersetzungsverhältnisse erhalten werden.
- Das erfindungsgemäße Getriebe erfordert nur einige Spezialteile und die Änderung einiger bekannter Teile und kann deshalb unter geringem Kostenaufwand aus einem herkömmlichen Getriebe hergestellt werden. Außerdem kann der Einbau des Untersetzungsgetriebes in einem Bereich vorgenommen werden, in dem ein freier Raum zur Verfügung steht, nämlich seitlich am Triebwerk, und zwar ohne starke Erhöhung der Gesamtabmessungen.
- Im nachstehenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigen:
- Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines quer angeordneten Triebwerks eines Fahrzeugs mit Vorderradantrieb, auf das die Erfindung angewandt werden kann,
- Fig. 2 eine Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes teils in Vorderansicht, teils in einem axialen Schnitt nach der Linie 2/2 von Fig. 3 und
- Fig. 3 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils A von Fig. 2, wobei das Gehäuse und ein Zahnrad des Getriebes entfernt wurden.
- Fig. 1 zeigt das Kraftübertragungssystem eines Fahrzeugs mit vier Rädern 1, 2, einem quer angeordneten Triebwerk 3, einer Vorderachsbrücke 4, einer Hinterachsbrücke 5 und einer Längswelle 6. Die Kraftübertragung dieses Fahrzeugs mit Vorderradantrieb und antreibbarer Hinterachsbrücke 5 kann vorteilhafterweise ein erfindungsgemäßes Getriebe 7 aufweisen, von dem nun eine Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 beschrieben wird.
- Das Getriebe 7 besitzt eine hohle Hauptwelle 8, die eine mit dem Motor 3 verbundene und durch diesen rotierend antreibbare Eingangswelle 9 enthält, die gegenüber der hohlen Welle 8 frei drehbar ist. Diese Welle 8 weist eine Reihe von Zahnrädern 10 ... 15 auf, die mit entsprechenden Zahnrädern 16, 17, 18, 19, 21 in ständigem Eingriff stehen, die auf einer zu den Wellen 8 und 9 parallelen Ausgangswelle 22 frei drehbar montiert sind. Die Ausgangswelle 22 steht mit einem Kranz 23 in Eingriff, der auf bekannte Weise mit einem an einem Ende der Vorderachsbrücke 4 montierten Differentialgetriebe 24 zusammenwirkt. Auf der anderen Seite des Differentialgetriebes 24 ist ein nicht dargestellter, an sich bekannter Nebenabtrieb angeordnet, der den Antrieb der Hinterachsbrücke gestattet, so daß alle vier Räder angetrieben werden.
- Die frei drehbaren Zahnräder 16, 17, 18, 19, 21 entsprechen dem ersten, dem zweiten, dem dritten, dem vierten und dem fünften Gang. Synchronisiereinrichtungen 25, 26 und 44 sind auf bekannte Weise zwischen den Zahnrädern 16, 17 des ersten und des zweiten Gangs und den Zahnrädern 18, 19 des dritten und des vierten Gangs angeordnet, wobei die Synchronisiereinrichtung 44 neben dem Zahnrad des fünften Gangs montiert ist. Diese Synchronisiereinrichtungen weisen auf bekannte Weise Bügel auf, die mit einem der zugeordneten Zahnräder zusammenwirken können, um dieses mit der Welle 22 fest zu verbinden, so daß das Kraftübertragungssystem mit der gewählten Geschwindigkeit verwendet werden kann.
- Die Hauptwelle 8 ist mit mehreren Rollenlagern 27, 39 ausgerüstet, während die Ausgangswelle 22 ein Kugellager 29 durchquert, das seinerseits in einer Zwischenplatte 30 sitzt, die das Gehäuse 31 von einem Kupplungsgehäuse 45 trennt. Ebenso sitzen die Wälzlager 27, 39 in den Gehäusen 45 und 31.
- Das Getriebe 7 besitzt ein Untersetzungsgetriebe 32, das eine Nebenwelle 33 aufweist, die zur Welle 9 parallel ist und auf der der Ausgangswelle 22 entgegengesetzten Seite dieser Welle 9 angeordnet ist. Zwei Zahnräder 34, 35 sind auf der Welle 33 frei drehbar montiert und stehen mit dem Zahnrad 14 bzw. mit dem Zahnrad 13 der Hauptwelle 8 in Eingriff. Eine zwischen den Zahnrädern 34 und 35 angeordnete Synchronisiereinrichtung 36 gestattet auf an sich bekannte Weise nacheinander die feste Verbindung eines dieser Zahnräder mit der Welle 33, die ergänzend mit einem Eingangszahnrad 37 ausgerüstet ist. Dieses ist mit der Welle 33 drehfest verbunden und steht mit einem auf der Eingangswelle 9 montierten Endzahnrad 38 in Eingriff, das mit dieser mechanisch fest verbunden ist.
- Das Zahnrad 38 besitzt eine Nabe, die in das Wälzlager 39 eingeführt ist. Die Welle 33 ist in Wälzlagern 41 und 42 gelagert, die in dem dargestellten Beispiel aus einem Rollenlager bzw. aus einem Kugellager bestehen und ihrerseits im Gehäuse 31 montiert sind.
- Das Vorhandensein des Zahnrads 38 zur Verbindung zwischen der Eingangswelle 9 und der Welle 33 des Untersetzungsgetriebes 32 verringert den Raum, der für den Bügel der Synchronisiereinrichtung 44 des Zahnrads 21 des fünften Gangs zur Verfügung steht. Diese Synchronisiereinrichtung 44 ist deshalb mit einem Bügel 43 ausgerüstet, der gegenüber einem gebräuchlichen Bügel (nicht dargestellt), wie er der Synchronisiereinrichtung 25 oder 26 zugeordnet ist, abgeändert wurde. Und zwar besitzt der Bügel 43 einen U-Profilquerschnitt, so daß er über die entsprechende Synchronisiereinrichtung 44 herumgreift, was deren Betätigung in dem geringen verfügbaren Raum gestattet.
- Das beschriebene Getriebe arbeitet folgendermaßen:
- Die durch den Motor 3 rotierend angetriebene Eingangswelle 9 treibt ihrerseits rotierend ihr Zahnrad 38 an, das das Eingangszahnrad 37 des Untersetzungsgetriebes 32 antreibt. Das Zahnrad 37 treibt seinerseits die Welle 33 rotierend an, und die Betätigung der Synchronisiereinrichtung 36 gestattet nach Wahl die drehfeste Verbindung des Zahnrads 34 oder des Zahnrads 35 mit der Welle 33. Das Zahnrad 34 oder 35 treibt seinerseits die Hauptwelle 8 mit einer Drehgeschwindigkeit an, die vom gewählten Gang abhängt (Zahnrad 14 des vierten Gangs, das durch das Zahnrad 34 angetrieben wird, oder Zahnrad 13 des dritten Gangs, das durch das Zahnrad 35 angetrieben wird). Die Übersetzungsverhältnisse der Zahnräder 34, 14 und 35, 13 sind verschieden: das Verhältnis der Zahnräder 35 und 13 kann so gewählt sein, daß es das Umgekehrte oder nahezu das Umgekehrte des Verhältnisses der Zahnräder 38 und 37 ist, so daß die Summe dieser beiden Verhältnisse nahe 1 ist. In diesem Fall dreht sich die durch das Zahnrad 35 angetriebene Welle 8 praktisch mit derselben Geschwindigkeit, mit der sie sich ohne Untersetzungsgetriebe 32 drehen würde. Das Verhältnis der Zahnräder 34 und 14 ist dagegen so gewählt, daß die durch die Zahnräder 34 und 14 angetriebene Welle 8 sich mit einer Geschwindigkeit dreht, die gegenüber ihrer Geschwindigkeit bei Antrieb durch die Zahnräder 35 und 13 vermindert ist, wobei das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder 38 und 37 berücksichtigt wird.
- Wenn also die Synchronisiereinrichtung 36 das Zahnrad 35 mit der Welle 33 drehfest verbindet, kann das Getriebe 7 in einem normalen Geschwindigkeitsbereich arbeiten. Wenn das Fahrzeug sich nun auf einem schwierigen Boden befindet, beispielsweise auf einer starken Steigung, auf Schotter oder Schlamm, den es im normalen Geschwindigkeitsbereich ohne Gefährdung der Kupplung nicht passieren kann, schaltet der Fahrer auf an sich bekannte und nicht dargestellte Weise die Synchronisiereinrichtung 36 auf das Zahnrad 34 um. Die Hauptwelle 8 wird nun durch die Zahnräder 34 und 14 mit einer verminderten Geschwindigkeit angetrieben, desgleichen - in Abhängigkeit von dem vom Fahrer gewählten Gang - die Ausgangswelle 22 und damit die Räder 1 der Vorderachsbrücke 4. Der Fahrer kann natürlich auch den Nebenabtrieb für die Hinterachsbrücke benutzen, so daß auch die Hinterräder 2 angetrieben werden, die sich ebenfalls mit verminderter Geschwindigkeit drehen.
- Die nachstehende Tabelle gibt ein nicht begrenzendes Zahlenbeispiel der im erfindungsgemäßen Getriebe 7 verwendbaren Übersetzungsverhältnisse an. Der linke Teil entspricht einem herkömmlichen Getriebe ohne Untersetzung, während der rechte Teil einem mit einem erfindungsgemäßen Untersetzungsgetriebe 32 ausgerüsteten Getriebe entspricht. Bei diesem Beispiel ist das Verhältnis des Zahnradpaars 38-37 gleich 24/37, das Verhältnis des langen Bereichs (Zahnräder 35-13) beträgt 35/28 und das Verhältnis des kurzen Bereichs (Zahnräder 34-14) beträgt 30/34.
- Mit der Erfindung können die genannten technischen Vorteile ohne beträchtliche Vergrößerung der Abmessungen des Getriebes erhalten werden. Der zur Aufnahme des Untersetzungsgetriebes 32 erforderliche Teil der Gehäuse 31 und 45 hat nämlich ein geringeres Volumen und kann in dem unter der Motorhaube verfügbaren Raum untergebracht werden. Ferner ist zu bemerken, daß die Herstellung des erfindungsgemäßen Getriebes die Fertigung nur einer geringen Anzahl von Spezialteilen oder von geänderten Teilen erfordert (Wellen 8 und 9, Zahnräder 38 und 37, Gehäuse 31 und 45, Bügel 43), während die anderen Bauteile des Getriebes handelsübliche Elemente sind. Infolgedessen sind die Herstellungskosten dieses Getriebes niedrig.
- Das Untersetzungsgetriebe 32 kann mit mehr als zwei Zahnrädern 34, 35 ausgerüstet sein, und zwar beispielsweise mit drei Zahnrädern, wodurch man drei Geschwindigkeitsbereiche statt zwei erhalten würde. Ebenso kann gemäß einer Abwandlung anstelle der Synchronisiereinrichtung 44 und ihres U- förmigen Bügels 43 eine herkömmliche Synchronisiereinrichtung mit einem herkömmlichen Bügel vorgesehen werden, die jedoch entsprechend dem verfügbaren Raum verringerte Abmessungen hat.
Claims (2)
1. Getriebe (7) für ein Fahrzeug mit Motorfrontantrieb, daß
folgendes aufweist:
- eine hohle Hauptwelle (8), die den einzelnen Gängen
entsprechende Zahnräder (10-15) trägt,
- eine Ausgangswelle (22), auf der Zahnräder (16-19, 21)
drehbar montiert sind, die mit den Zahnrädern der
Hauptwelle ständig in Eingriff stehen, sowie
Synchronisiereinrichtungen (25, 26, 44), die die feste Verbindung eines
dieser Zahnräder mit der Ausgangswelle gestatten,
- ein Untersetzungsgetriebe (32) mit mindestens zwei
Zahnrädern (34, 35), die auf einer zur Hauptwelle (8)
parallelen Nebenwelle (33) drehbar montiert sind und
entsprechend den verschiedenen Übersetzungsverhältnissen, die mit
unterschiedlichen Geschwindigkeitsbereichen
korrespondieren, mit zugeordneten Zahnrädern (14, 13) der Hauptwelle
(8) in Eingriff stehen, und eine Synchronsiereinrichtung
(36), die auf der Nebenwelle zwischen diese Zahnräder (34,
35) eingesetzt ist und das eine oder das andere Zahnrad
(34, 35) mit der Nebenwelle verbinden und dadurch das
entsprechende Zahnrad (14, 13) der Hauptwelle (8) antreiben
kann, und
- eine antreibende Eingangswelle (9), die an ihrem Ende
eine Endnabe (38) trägt, die mit einer mit der Nebenwelle
(33) drehfest verbundenen Eingangsnabe (37) in Eingriff
ist,
dadurch gekennzeichnet,
- daß die hohle Hauptwelle (8) die in Bezug auf sie frei
drehbare antreibende Eingangswelle (9) enthält, die an
ihrem Ende ein Endzahnrad (38) trägt, das mit einem mit der
Nebenwelle (33) drehfest verbundenen Eingangszahnrad (37)
in Eingriff steht und
- daß die antreibende Eingangswelle (9) und damit der Motor
sich quer zur Längsachse des Fahrzeugs erstrecken.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das dem letzten Gang entsprechende Zahnrad (21) der
Ausgangswelle (22) mit einer Synchronisiereinrichtung
zusammenwirkt, über welche ein Bügel (43) mit U-förmigem
Querschnitt greift, der gegenüber dem Endzahnrad (38) der
antreibenden Eingangswelle (9) angeordnet ist.
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