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Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Fahrzeug mit
Motorfrontantrieb gemäß Anspruch 1.
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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.
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Aus der GB-A-1 178 244 ist ein Getriebe bekannt, das
folgendes aufweist:
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- eine hohle Hauptwelle, die den einzelnen Gängen
entsprechende Zahnräder trägt,
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- 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,
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- 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
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- eine antreibende Eingangswelle, die an ihrem Ende eine
Endnabe trägt, die mit einer mit der Nebenwelle drehfest
verbundenen Eingangsnabe in Eingriff ist.
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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.
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Erfindungsgemäß hat das Getriebe die im kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Im nachstehenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf
die beiliegende Zeichnung beschrieben, in der ein
Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigen:
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Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines quer angeordneten
Triebwerks eines Fahrzeugs mit Vorderradantrieb, auf das
die Erfindung angewandt werden kann,
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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
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Fig. 3 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils A von Fig.
2, wobei das Gehäuse und ein Zahnrad des Getriebes entfernt
wurden.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Das beschriebene Getriebe arbeitet folgendermaßen:
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.