-
Die
Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Mehrgangwechselschaltgetriebe
des Typs, der in Kraftfahrzeugen verwendet wird. Insbesondere ist die
vorliegende Erfindung auf eine manuelle Achseinheit mit Getriebe
gerichtet, die einen synchronisierten Rückwärtsgang aufweist.
-
Auf
Grund der zunehmenden Nachfrage der Verbraucher nach Fahrzeugen
mit Frontantrieb mit leistungsfähigeren
und dennoch kraftstoffeffizienten Antriebszügen müssen der Motor und die Achseinheit
mit Getriebe effizient angeordnet werden, um allen verfügbaren Raum
innerhalb des Motorraums vorteilhaft zu nutzen. Begleitend müssen moderne Achseinheiten
mit Getriebe in der Lage sein, zumindest fünf Vorwärtsschaltstufen vorzusehen.
Außerdem
ist das Minimieren der Gesamtaxiallänge der Achseinheit mit Getriebe
sowie ihrer Wellenzentrumsabstände
von kritischer Wichtigkeit für
den Gestalter des Getriebes an sich. Um diese Anforderungen zu erfüllen, wurden
verschiedene Achseinheiten mit Getriebe vom "drei-Wellen"-Typ entwickelt, die eine Eingangswelle
und ein Paar von Ausgangswellen enthalten, die jeweils ein Ausgangsritzel
aufweisen, das mit einem Antriebsrad kämmt, das an dem Differential
befestigt ist. Eine Reihe von Zahnradsätzen, die zwischen der Eingangswelle
und einer oder beiden der Ausgangswellen vorgesehen sind, können selektiv
in Eingriff gebracht werden, um Leistung von der Eingangswelle zu
einem Paar der Achshalbwellen zu übertragen, die an dem Differential
befestigt sind. Beispielsweise beschreiben jeweils die US Patente
4,802,373, 5,311,789, 5,385,065 und 5,495,775 diese Art von Achseinheit
mit Getriebe.
-
Beispielsweise
beschreibt das Dokument US-4,802,373, das der nächstkommende Stand der Technik
ist, ein Wechselschaltgetriebe, enthaltend:
eine Eingangswelle;
eine
erste Ausgangswelle, an der ein Ausgangszahnrad befestigt ist, das
mit einem Antriebszahnrad kämmt,
das ein Differential antreibt;
ein erstes Eingangszahnrad,
das an der Eingangswelle befestigt ist;
ein erstes Schaltzahnrad,
das drehbar auf der ersten Ausgangswelle gelagert ist und mit dem
ersten Eingangszahnrad kämmt;
ein
zweites Eingangszahnrad, das an der Eingangswelle befestigt ist;
ein
zweites Schaltzahnrad, das drehbar auf der ersten Ausgangswelle
gelagert ist und mit dem zweiten Eingangszahnrad kämmt;
eine
erste Synchronisierkupplung, die derart betätigbar ist, dass sie entweder
das erste oder das zweite Schaltzahnrad mit der Ausgangswelle verbindet;
eine
zweite Ausgangswelle, an der ein Ausgangszahnrad befestigt ist,
das mit dem Endantriebszahnrad, das das Differential antreibt, kämmt;
ein
drittes Eingangszahnrad, das an der Eingangswelle befestigt ist;
ein
drittes Schaltzahnrad, das drehbar auf der zweiten Ausgangswelle
gelagert ist und mit dem dritten Eingangszahnrad kämmt;
ein
viertes Eingangszahnrad, das an der Eingangswelle befestigt ist;
ein
viertes Schaltzahnrad, das drehbar auf der zweiten Ausgangswelle
gelagert ist und mit dem vierten Eingangszahnrad kämmt;
eine
zweite Synchronisierkupplung, die dazu betätigbar ist, selektiv entweder
das dritte oder das vierte Schaltzahnrad mit der zweiten Ausgangswelle
zu verbinden;
ein fünftes
Schaltzahnrad, das drehbar auf der ersten Ausgangswelle gelagert
ist und mit dem vierten Eingangszahnrad kämmt;
ein Rückwärtseingangszahnrad,
das an der Eingangswelle befestigt ist;
eine Welle, auf der
ein Rückwärtszwischenzahnrad drehbar
gelagert ist, das mit dem Rückwärtseingangszahnrad
kämmt;
ein
Rückwärtszahnrad,
das drehbar auf der ersten Ausgangswelle gelagert ist und mit dem
Rückwärtszwischenzahnrad
kämmt;
eine
dritte Synchronisierkupplung, die dazu betätigbar ist, selektiv entweder
das fünfte
Schaltzahnrad oder das Rückwärtszahnrad
mit der ersten Ausgangswelle zu verbinden.
-
Ein
mit dieser Art von Achseinheit mit Getriebe verbundenes Problem
bezieht sich auf die Anforderung, dass beide der Ausgangswellen "außerhalb der
Ebene" relativ zu
der Ebene, die sich durch die Eingangswelle und das Differential
erstreckt, positioniert sind. Um den Zentrumsabstand zwischen der Eingangswelle
und dem Differential aufrechtzuerhalten, der für einen passenden Zwischenraum
der Antriebswelle verlangt wird, müssen insbesondere der Zentrumsabstand
der Eingangswelle/Ausgangswelle der Achseinheit und ihr Ausgangswellen/Differential-Zentrumsabstand
erhöht
werden. Dies führt
zu einer zusätzlichen
Masse des Getriebezugs und zu Kosten, wobei auch eine erhöhte Synchronisierkapazität benötigt wird.
-
Entsprechend
besteht nach wie vor die Notwendigkeit für die Entwicklung von kompakteren
und robusteren manuellen Achseinheiten mit Getriebe, die die Nachfrage
von modernen Frontantriebsfahrzeuganwendungen erfüllen können, wenngleich
solche herkömmlichen
manuellen Achseinheit mit Getriebegestaltungen danach streben, die
oben beschriebenen Bemessungsanforderungen zu erfüllen.
-
Die
Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine manuelle Mehrgangachseinheit
mit Getriebe vorzusehen, die die oben erwähnten Bedürfnisse erfüllt und sich in Hinblick auf
herkömmliche
Gestaltungen verbessert.
-
Dazu
ist in einem Aspekt die vorliegende Erfindung auf eine manuelle
Fünfgangachseinheit
gerichtet, die sich aus einer Eingangswelle, einer Ausgangswelle,
an der ein Ausgangszahnrad befestigt ist, einem ersten an der Eingangswelle
befestigten Eingangszahnrad, einem ersten Schaltzahnrad, das drehbar
auf der Ausgangswelle gelagert ist und mit dem ersten Eingangszahnrad
kämmt,
einem zweiten Eingangszahnrad, das an der Eingangswelle befestigt
ist, einem zweiten Schaltzahnrad, das drehbar auf der Ausgangswelle
gelagert ist und mit dem zweiten Eingangszahnrad kämmt, einer
ersten Synchronisierkupplung zum selektiven Verbinden von dem ersten
oder zweiten Schaltzahnrad mit der Ausgangswelle, einem dritten
Eingangszahnrad, das an der Eingangswelle befestigt ist, einem dritten
Schaltzahnrad, das drehbar auf einer ersten Zwischenwelle gelagert
ist und mit dem dritten Eingangszahnrad kämmt, einem vierten Eingangszahnrad,
das an der Eingangswelle befestigt ist, einem vierten Schaltzahnrad,
das drehbar auf der ersten Zwischenwelle gelagert ist und mit dem
vierten Eingangszahnrad kämmt,
einer zweiten Synchronisierkupplung zum selektiven Verbinden des
dritten oder vierten Schaltzahnrads mit der ersten Zwischenwelle,
einem fünften
Eingangszahnrad, das drehbar auf der Eingangswelle gelagert ist,
einem fünften
Schaltzahnrad, das an der Ausgangswelle befestigt ist und mit dem
fünften
Eingangszahnrad kämmt,
einer dritten Synchronisierkupplung zum selektiven Verbinden des
fünften Eingangszahnrads
mit der Eingangswelle, einem ersten Verteilerzahnrad, das an der
ersten Zwischenwelle befestigt ist und mit dem fünften Eingangszahnrad kämmt, einer
zweiten Zwischenwelle, an der ein zweites Verteilerzahnrad befestigt
ist, einem Rückwärtsleerlaufzahnrad,
das mit dem zweiten Verteilerzahnrad und dem fünften Eingangszahnrad kämmt, einem
Rückwärtszahnrad,
das drehbar auf der zweiten Zwischenwelle gelagert ist und mit einem der
Eingangszahnräder
kämmt,
die an der Eingangswelle befestigt sind, einer vierten Synchronisierkupplung zum
selektiven Verbinden des Rückwärtszahnrads mit
der zweiten Zwischenwelle, einem Endantriebszahnrad, das mit dem
Ausgangszahnrad kämmt,
und einem Differential, das durch das Endantriebszahnrad angetrieben
wird, zusammengesetzt ist.
-
Gemäß einer
alternativen Ausführungsform kann
die oben beschriebe Achseinheit mit Getriebe in einer Sechsgangsversion
vorgesehen werden, indem zusätzlich
ein sechstes Eingangszahnrad, das drehbar auf einer Eingangswelle
gelagert ist und konstant mit einem sechsten Schaltzahnrad kämmt, das an
der Ausgangswelle befestigt ist, aufgenommen wird, und wobei die
dritte Synchronisierkupplung ferner dazu betätigbar ist, selektiv das sechste
Eingangszahnrad mit der Eingangswelle zu verbinden.
-
Gemäß noch einer
anderen modifizierten Ausführungsform
ist bei der Achseinheit mit Getriebe der vorliegenden Erfindung
das zweite Verteilerzahnrad drehbar auf der zweiten Zwischenwelle
derart gelagert, dass die vierte Synchronisierkupplung derart wirkt,
dass sie selektiv das zweite Verteilerzahnrad mit dem Rückwärtszahnrad
verbindet.
-
Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für die Fachleute
aus dem Studium der vorliegenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen
deutlich, in denen:
-
1 eine
Querschnittsansicht einer manuellen Fünfgangachseinheit mit Getriebe
entlang der Linie 1-1 von 3 ist;
-
2 eine
andere Querschnittsansicht der manuellen Fünfgangachseinheit mit Getriebe
entlang der Linie 2-2 aus 3 ist;
-
3 eine
schematische Darstellung ist, die die Welle und die Zahnradanordnung
für die
die manuelle Fünfgangachsanordnung
mit Getriebe, die in 1 und 2 dargestellt
ist, zeigt;
-
4 eine
Querschnittsansicht ähnlich
zu 2 ist, die jedoch die Achseinheit mit Getriebe
mit einer alternativen synchronisierten Rückwärtszahnradanordnung ausgerüstet darstellt;
-
5 eine
schematische Ansicht ist, die die Welle und die Zahnradanordnung
für eine
manuelle Sechsgangachseinheit mit Getriebe zeigt, die gemäß einer
alternativen bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
-
6 eine
Querschnittansicht der Sechsgangachseinheit mit Getriebe entlang
der Linie 6-6 aus 5 ist; und
-
7 eine
andere Querschnittansicht der Sechsgangachseinheit mit Getriebe
entlang der Linie 7-7 aus 5 ist.
-
Es
wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, wobei eine manuelle
Achseinheit 10 mit Getriebe dargestellt ist, die für eine Verwendung
in Kraftfahrzeugen mit Frontantrieb angepasst ist. Die Achseinheit 10 ist
eine Mehrganganordnung, bei der alle ihre Vorwärts- und Rückgänge synchronisiert sind und
die dennoch effizient angeordnet ist, so dass ein kompaktes Getriebe
vorgesehen wird.
-
Die
Achseinheit mit Getriebe 10 ist derart dargestellt, dass
sie ein Gehäuse 12 enthält, innerhalb
dessen eine Eingangswelle 14 drehbar durch Lager 16 und 18 zur
Rotation um eine erste Achse "A" gelagert ist. Wie üblich ist
die Eingangswelle 14 dazu angepasst, durch eine geeignete
manuell-freigegebene Kupplung (nicht dargestellt) durch den Motor
des Fahrzeugs betrieben zu werden. Die Achseinheit 10 mit
Getriebe enthält
ferner eine Ausgangswelle 20, die drehbar in dem Gehäuse 12 durch
Lager 22 und 24 zur Rotation um eine zweite Achse "B" gestützt ist. Zusätzlich enthält die Achseinheit 10 mit Getriebe
eine erste Zwischenwelle 26, die drehbar im Gehäuse 12 durch
Lager 28 und 30 zur Rotation um eine dritte Achse "C" gelagert ist, eine zweite Zwischenwelle 32,
die drehbar in dem Gehäuse 12 durch Lager 34 und 36 zur
Rotation um eine vierte Achse "D" gelagert ist, eine
Rückwärtsleerlaufwelle 38,
die in dem Gehäuse 12 durch
Lager 40 und 42 zur Rotation um eine fünfte Drehachse "E" gelagert ist, und ein Differential 44,
das in dem Gehäuse 12 durch
Lager 46 und 48 zur Rotation um eine sechste Achse "F" gelagert ist. Der Ausgang des Differentials 44 enthält ein Paar
von axial ausgerichteten Seitenzahnrädern 50, an denen
Achsenhalbwellen 52 auf herkömmliche Weise befestigt sind,
so dass das Differential 44 mit den Antriebsrädern des
Kraftfahrzeugs verbunden wird. Der Eingang zum Differential 44 ist ein
Antriebszahnrad 54, das an einem Differentialkäfig 56 befestigt
ist und das in konstant kämmendem Eingriff
mit einem Ausgangszahnrad 58 ist, das an der Ausgangswelle 20 befestigt
ist. Es ist zu erkennen, dass 1 und 2 sogenannte "abgewickelte" Querschnittsansichten
sind, wobei die Wellen 14, 20, 26, 32, 38 und 42 alle
in einer einzigen Ebene angeordnet dargestellt sind. In Wirklichkeit
sind diese Wellen jedoch kompakt parallel relativ zueinander angeordnet,
wobei die Rotationsachsen für
die Wellen 14, 20 und 52 in einer gemeinsamen
Ebene ausgerichtet sind, wie es in 3 gezeigt
ist. Zusätzlich sind
die erste und zweite Zwischenwelle 26 und 32 im Wesentlichen
parallel in Bezug aufeinander ausgerichtet und relativ zur Eingangswelle 14 versetzt.
Da die Ausgangswelle 20 sich in einer gemeinsamen Ebene
mit der Eingangswelle 14 und dem Differential 44 befindet,
können
die Zentrumsabstände
zwischen diesen Wellen effektiv minimiert werden.
-
Die
Achseinheit 10 mit Getriebe enthält eine Reihe von konstant
kämmenden
Zahnradsätzen,
die selektiv in Eingriff gebracht werden können, um fünf Vorwärtsübersetzungsverhältnisse
sowie ein Rückwärtsübersetzungsverhältnis zwischen
der Eingangswelle 14 und der Ausgangswelle 20 einzustellen.
Im Hinblick darauf ist der Zahnradsatz 60 derart dargestellt,
dass er ein erstes Eingangszahnrad 62, das an der Eingangswelle 14 befestigt
ist, und ein erstes Schaltzahnrad 64 enthält, das
drehbar auf der Ausgangswelle 20 gelagert ist. Das erste
Schaltzahnrad 64 ist konstant kämmend mit dem ersten Eingangszahnrad 62,
um einen ersten Leistungsübertragungsweg
zu definieren, der selektiv in Eingriff gebracht werden kann, um
ein erstes Vorwärtsübersetzungsverhältnis einzustellen.
Auf ähnliche
Weise enthält
der Zahnradsatz 66 ein zweites Eingangszahnrad 68,
das an der Eingangswelle 14 befestigt ist, das konstant
mit einem zweiten Schaltzahnrad 70 kämmt, das drehbar auf der Ausgangswelle 20 gelagert
ist. Somit definiert das Zahnrad 66 einen zweiten Leistungsübertragungsweg,
der selektiv in Eingriff gebracht werden kann, um ein zweites Vorwärtsübersetzungsverhältnis einzustellen.
Der Zahnradsatz 72 enthält
ein drittes Eingangszahnrad 74, das an der Eingangswelle 14 befestigt
ist, das konstant mit einem dritten Schaltzahnrad 76 kämmt, das
drehbar auf der ersten Zwischenwelle 26 gelagert ist. Somit definiert
der Zahnradsatz 72 einen dritten Leistungsübertragungsweg,
der selektiv in Eingriff gebracht werden kann, um ein drittes Vorwärtsübersetzungsverhältnis einzustellen.
Der Zahnradsatz 78 enthält ein
viertes Eingangszahnrad 80, das an der Eingangswelle 14 befestigt
ist, das konstant mit einem vierten Schaltzahnrad 82 kämmt, das
drehbar auf der ersten Zwischenwelle 26 gelagert ist. Somit
definiert der Zahnradsatz 78 einen vierten Leistungsübertragungsweg,
der selektiv in Eingriff gebracht werden kann, um ein viertes Vorwärtsübersetzungsverhältnis einzustellen.
Der Zahnradsatz 84 enthält
ein fünftes Eingangszahnrad 86,
das drehbar auf der Eingangswelle 14 gelagert ist, das
konstant mit einem fünften Schaltzahnrad 85 kämmt, das
an der Ausgangswelle 20 befestigt ist. Der Zahnradsatz 84 definiert
einen fünften
Leistungsübertragungsweg,
der selektiv in Eingriff gebracht werden kann, um ein fünftes Vorwärtsgeschwindigkeitsverhältnis einzustellen.
Zusätzlich
wirkt der Zahnradsatz 84 auch dazu, dass er ein Mittel
zum Übertragen
eines Antriebsmoments von der ersten Zwischenwelle 26 zur
Ausgangswelle 20 vorsieht. Insbesondere ist ein erstes
Transferzahnrad 92 an der ersten Zwischenwelle 26 befestigt und
kämmt konstant
mit dem fünften
Eingangszahnrad 86. Schließlich enthält der Zahnradsatz 94 ein Rückwärtszahnrad 96,
das drehbar auf der zweiten Zwischenwelle 32 gelagert ist,
das konstant mit dem ersten Eingangszahnrad 82 kämmt (wie
es durch gestrichelte Linien in 2 gezeigt
ist. Somit definiert der Zahnradsatz 94 einen sechsten
Leistungsübertragungsweg,
der selektiv in Eingriff gebracht werden kann, um die Rotationsrichtung
der Ausgangswelle 20 umzukehren und das Rückwärtsübersetzungsverhältnis einzustellen.
Um ein Mittel zum transferieren des Antriebsmoments von der zweiten
Zwischenwelle 32 zur Ausgangswelle 20 vorzusehen,
ist ein zweites Transferzahnrad 98 an einer zweiten Zwischenwelle 32 befestigt
und kämmt
konstant mit einem Rückwärtsleerlaufzahnrad 100,
das an einer Leerlaufwelle 38 befestigt ist, die wiederum
konstant mit dem fünften
Eingangszahnrad 86 kämmt.
-
Um
ein Mittel zum Herstellen der verschiedenen Vorwärts- und Rückwärtsübersetzungsverhältnisse
zwischen der Eingangswelle 14 und der Ausgangswelle 20 durch
selektives in Eingriff bringen von einem der sechs verfügbaren Leistungsübertragungswege
vorzusehen, ist jeder Zahnradsatz einer Synchronisierkupplung zugeordnet.
Insbesondere ist eine erste Synchronisierkupplung 102 zwischen
dem ersten und zweiten Schaltzahnrad 64 und 70 betätigbar angeordnet
und enthält
eine Nabe 104, die an der Ausgangswelle 20 befestigt
ist, eine Schaltmuffe 106, die zur Rotation mit der Nabe und
zur axial verschiebbaren Bewegung auf der Nabe 104 angeordnet
ist, und ein Paar von geeigneten Synchronisiereinrichtungen 108,
die zwischen der Schaltmuffe 106 und den Schaltzahnrädern 64 und 70 liegen.
Die erste Synchronisierkupplung 102 ist doppelwirkend,
so dass eine Vorwärtsaxialbewegung
der Schaltmuffe 106 aus ihrer zentrierten Neutralposition,
die dargestellt ist, dazu angepasst ist, das erste Schaltzahnrad 64 mit
der Ausgangswelle 20 lösbar
zu verbinden, um den ersten Leistungsübertragungsweg in Eingriff
zu bringen und das erste Vorwärtsübersetzungsverhältnis einzustellen.
Ferner ist eine Rückwärtsaxialbewegung
der Schaltmuffe 106 aus ihrer Neutralposition dazu angepasst,
lösbar
das zweite Schaltzahnrad 70 mit der Ausgangswelle 20 zu
verbinden, um den zweiten Leistungsübertragungsweg in Eingriff
zu bringen und das zweite Vorwärtsübersetzungsverhältnis einzustellen.
-
Um
das dritte und vierte Vorwärtsübersetzungsverhältnis einzustellen,
ist eine zweite Synchronisierkupplung 110 zwischen dem
dritten und vierten Schaltzahnrad 76 und 82 angeordnet
und enthält
eine Nabe 112, die an der ersten Zwischenwelle 26 befestigt
ist, eine Schaltmuffe 114, die zur Rotation mit der Nabe 112 und
einer axialen Verschiebebewegung auf der Nabe 112 angeordnet
ist, und ein Paar von Synchronisiereinrichtungen 116. Die
zweite Synchronisierkupplung 110 ist ebenfalls von der
doppelwirkenden Art, so dass die Vorwärtsbewegung der Schaltmuffe 114 aus
ihrer zentrierten Neutralposition, die dargestellt ist, dazu angepasst
ist, das dritte Schaltzahnrad 70 lösbar mit der ersten Zwischenwelle 26 zu
verbinden, um den dritten Leistungsübertragungsweg in Eingriff
zu bringen, wodurch das erste Transferzahnrad 92 die Ausgangswelle 20 durch
den Getriebesatz 84 antreibt, um das dritte Vorwärtsübersetzungsverhältnis einzustellen.
In ähnlicher
Weise ist eine Rückwärtsbewegung
der Schaltmuffe 114 aus ihrer Neutralposition dazu angepasst,
lösbar
das vierte Schaltzahnrad 82 mit der ersten Zwischenwelle 26 zu
verbinden, um den vierten Leistungsübertragungsweg in Eingriff
zu bringen, wodurch das Schaltzahnrad 92 wiederum die Ausgangswelle 20 durch den
Getriebesatz 84 antreibt, um das vierte Vorwärtsübersetzungsverhältnis einzustellen.
-
Um
das fünfte
Vorwärtsübersetzungsverhältnis einzustellen,
ist eine dritte Synchronisierkupplung 118 angrenzend an
das fünfte
Eingangszahnrad 86 angeordnet und enthält eine Nabe 128,
die an der Eingangswelle 14 befestigt ist, eine Schaltmuffe 122, die zur
Rotation mit der Nabe 120 und zur axialverschiebbaren Bewegung
auf der Nabe 120 angeordnet ist, und eine Synchronisiereinrichtung 124,
die zwischen der Schaltmuffe 122 und einem Kupplungszahnrad 126 liegt,
das an dem fünften
Eingangszahnrad 86 befestigt ist. Eine Vorwärtsverschiebebewegung
der Schaltmuffe 122 aus ihrer zentrierten Neutralposition,
die dargestellt ist, ist dazu angepasst, lösbar das fünfte Eingangszahnrad 86 mit
der Eingangswelle 14 zu verbinden, um den fünften Leistungsübertragungsweg
in Eingriff zu bringen, wodurch die Ausgangswelle 20 durch
den Zahnradsatz 84 betrieben wird, um das fünfte Vorwärtsübersetzungsverhältnis einzustellen.
-
Das
Rückwärtsübersetzungsverhältnis wird über eine
vierte Synchronisierkupplung 128 eingestellt, die angrenzend
an das Rückwärtsrad 96 angeordnet
ist. Die vierte Synchronisierkupplung 128 enthält eine
Nabe 130, die an der zweiten Zwischenwelle 32 befestigt
ist, eine Schaltmuffe 132, die zur Rotation mit der Nabe 130 und
zur axialen Verschiebebewegung auf der Nabe 130 angeordnet
ist, und eine Synchronisiereinrichtung 134, vom Sperrentyp,
die zwischen der Schaltmuffe 132 und dem Rückwärtszahnrad 96 liegt.
Eine Vorwärtsverschiebebewegung der
Schaltmuffe 132 aus ihrer zentrierten Neutralposition,
die dargestellt ist, ist dazu angepasst, ein Kupplungszahnrad 136,
das an dem Rückwärtszahnrad 96 befestigt
ist, lösbar
mit der zweiten Zwischenwelle 32 zu verbinden, wodurch
die zweite Zwischenwelle 32 durch die Eingangswelle 14 angetrieben wird.
Somit betreibt das zweite Transferzahnrad 98 das Leerlaufzahnrad 100,
das auf Grund seines konstant kämmenden
Eingriffs mit dem fünften
Eingangszahnrad 86 die Ausgangswelle 20 über den Zahnradsatz 84 antreibt,
um das Rückwärtsübersetzungsverhältnis einzustellen.
-
Wenn
der erste Vorwärtsgang
eingestellt ist, wird ein Antriebsdrehmoment von der Eingangswelle 14 an
das Differential 44 über
die Elemente 62, 64, 106, 104, 20, 58 und 54 geliefert.
Wenn der zweite Vorwärtsgang
eingestellt ist, wird ein Antriebsmoment von der Eingangswelle 14 an
das Differential 44 über
die Elemente 68, 70, 106, 104, 20, 58 und 54 geliefert.
Wenn der dritte Vorwärtsgang
eingestellt ist, wird ein Antriebsmoment von der Eingangswelle 14 zum
Differential 44 durch die Elemente 74, 76, 114, 112, 26, 92, 86, 88, 20, 58,
und 54 geliefert. Wenn der vierte Vorwärtsgang eingestellt ist, wird
ein Antriebsdrehmoment von der Eingangswelle 14 an das
Differential 44 über
die Elemente 80, 82, 114, 112, 26, 92, 86, 88, 20, 58 und 54 geliefert.
Wenn der fünfte
Vorwärtsgang eingestellt
ist, wird ein Antriebsmoment von der Eingangswelle 14 an
das Differential 44 über die
Elemente 120, 122, 126, 86, 88, 20, 58 und 54 geliefert.
Wenn der Rückwärtsgang
eingestellt ist, wird schließlich
ein Antriebsmoment von der Eingangswelle 14 an das Differential 44 durch
die Elemente 62, 96, 136, 132, 130, 32, 98, 100, 86, 88, 20, 58 und 54 geliefert.
-
Im
Hinblick auf die hier verwendeten Ausdrücke sind alle Zahnräder, die "drehbar gelagert
sind, auf einer Welle lose montiert, wobei geeignete Lager verwendet
werden, während
alle Zahnräder,
die an einer Welle "befestigt" sind, nicht drehbar
darauf über herkömmliche
Mittel (z. B. Keile, Presspassung, schweißen, usw.) montiert sind oder
integral damit ausgebildet sind. Jedes geeignete Schaltsystem, das zum
Verbinden jeder der Schaltmuffen 106, 114, 122 und 132 mit
einem Schalthebel (nicht dargestellt) betätigbar ist, um eine Bewegung
dazwischen zu koordinieren, um die verschiedenen Vorwärts- und
Rückwärtsgänge einzustellen,
kann mit der Achseinheit 10 mit Getriebe verwendet werden.
Ferner ist der Getriebezug, der in der Achseinheit 10 mit
Getriebe dargestellt ist, derart angeordnet, dass nur ein Leistungsübertragungsweg
zu einer Zeit in Eingriff gebracht werden soll, wobei alle der Leistungsübertragungswege
nicht in Eingriff gebracht sind und ein Neutralmodus hergestellt
wird, in denen kein Antriebsmoment von der Eingangswelle 14 zur
Ausgangswelle 20 übertragen
wird. Es ist zwar nicht als in Maßstab gezeichnet anzusehen,
aber 3 stellt deutlich das allgemeine Verhältnis zwischen
den verschiedenen Wellen und den zugehörigen damit kämmenden Zahnrädern her.
-
Bezugnehmend
auf 4 ist eine alternative Konstruktion für die Rückwärtszahnradanordnung
in der Achseinheit 10 dargestellt, bei der das Rückwärtszahnrad 96 konstant
kämmend
mit dem zweiten Eingangszahnrad 68 (wie es durch gestrichelte
Linien gezeichnet ist) anstatt mit dem ersten Eingangzahnrad 62 ist.
Somit kann die Achseinheit 10 derart modifiziert werden,
dass ihr erlaubt ist, dass das Rückwärtszahnrad 96 durch
irgendeines der verfügbaren
Eingangszahnräder
betrieben wird, die auf der Eingangswelle 14 befestigt
sind. Bei der dargestellten Ausführungsform
ist die Leerlaufwelle 38 in dem Gehäuse 12 befestigt,
wobei das Rückwärtsleerlaufzahnrad 100 drehbar
auf der Leerlaufwelle 38 durch Lager 41 gelagert
ist.
-
Es
wird nun auf 5 bis 7 Bezug
genommen, in denen eine Achseinheit 10' als Sechsganganordnung gezeigt
ist, wobei alle ihrer Vorwärts- und
Rückwärtsgänge synchronisiert
sind. Im allgemeinen ist die Achseinheit 10' mit Getriebe im Wesentlichen ähnlich zur
Achseinheit 10 mit Getriebe, die oben beschrieben wurde,
mit der Ausnahme, dass ein zusätzlicher
Zahnradsatz 140 darin eingebracht ist, um ein sechstes
Vorwärtsübersetzungsverhältnis vorzusehen.
Wenn man 6 mit 1 vergleicht,
ist ferner zu erkennen, dass die Rotationsachse "E",
die zu dem Rückwärtsleerlaufzahnrad
gehört,
ebenfalls anders angeordnet wurde. Im Hinblick auf die wesentliche Ähnlichkeit
der Struktur und Arbeitsweise der zur Achseinheit 10' mit Getriebe
gehörenden
Bauteile in Bezug auf die Achseinheit 10 mit Getriebe werden
gleiche Referenzziffern anschließend und in den Zeichnungen
verwendet, um entsprechende Bauteile zu identifizieren, wobei Referenzziffern
mit Strich wiederum verwendet werden, um diejenigen Bauteile zu
identifizieren, die modifiziert wurden.
-
Insbesondere
im Hinblick auf die Querschnittsansichten, die in 6 und 7 dargestellt sind,
enthält
eine Achseinheit 10' mit
Getriebe einen Zahnradsatz 140, der ein sechstes Eingangszahnrad 142 aufweist,
das drehbar auf der Eingangswelle 14 gelagert ist, das
konstant mit einem sechsten Schaltzahnrad 144 kämmt, das
an der Ausgangwelle befestigt ist. Zusätzlich ist eine dritte Synchronisierkupplung 118 nun
mehr derart gezeigt, dass sie von dem doppelwirkenden Typ ist, wobei
die Nabe 120 zwischen dem fünften Eingangszahnrad 86 und
dem sechsten Eingangszahnrad 142 angeordnet ist. Zusätzlich zu
der Vorwärtsverschiebebewegung
der Schaltmuffe 122, die oben zum Einstellen des fünften Vorwärtsübersetzungsverhältnisses
beschrieben wurde, ist die Schaltmuffe 122 nunmehr auch
in einer Rückwärtsrichtung
aus ihrer zentralen Neutralposition bewegbar, um selektiv das sechste
Eingangszahnrad 142 mit der Eingangswelle 14 zu
verbinden, wodurch die Ausgangswelle 20 im sechsten Vorwärtsübersetzungsverhältnis betrieben
wird. Wenn der sechste Vorwärtsgang
eingestellt ist, wird somit ein Drehmoment von der Eingangswelle 14 an
das Differential 44 über
die Elemente 120, 122, 142, 144, 20, 58 und 52 geliefert.
-
Zusätzlich zum
Einbeziehen des Zahnradsatzes 140 in die Achseinheit 10' mit Getriebe
wird eine modifizierte synchronisierte Rückwärtsschaltanordnung vorgesehen.
Insbesondere zeigt 7 eine zweite Zwischenwelle 32', die nicht
drehbar an dem Gehäuse 12 zu
befestigen ist, wobei das zweite Transferzahnrad 98' drehbar darauf
angrenzend an das Rückwärtszahnrad 96 gelagert
ist. Die Nabe 130 ist derart dargestellt, dass sie nunmehr
an dem zweiten Transferzahnrad 98' befestigt ist. Somit bewirkt eine
Bewegung einer Schaltmuffe 132 nach hinten aus ihrer dargestellten
Neutralposition, dass sie das zweite Transferzahnrad 98' zur Rotation
mit dem Rückwärtszahnrad 96 verbindet.
Diese modifizierte Rückwärtszahnradanordnung
kann entsprechend in die Achseinheit 10 mit Getriebe als
Ersatz für
die in 2 gezeigte Anordnung eingebaut werden.
-
Die
vorhergehende Diskussion offenbart und beschreibt die bevorzugten
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung. Ein Fachmann erkennt unmittelbar aus
dieser Diskussion und aus den beigefügten Zeichnungen und Ansprüchen, dass
verschiedene Änderungen,
Modifikationen und Variationen daran vorgenommen werden können, ohne
vom Rahmen der Erfindung, wie er durch die folgenden Ansprüche definiert
wird, abzuweichen. Beispielsweise können die neuen hier beschriebenen
Getriebezuganordnungen zur Verwendung in der Achseinheit mit Getriebe
in entsprechender Weise in einem Heckantriebsgetriebe eingesetzt
werden, wobei das Differential entfernt wird und die Ausgangswelle
sich nach hinten zum Anschluss an die Bauteile der hinteren Antriebslinie
des Fahrzeugs erstrecken würde.