DE10028134A1 - Zahnräderwechselgetriebe mit einer Antriebswelle,einer Vorlegewelle und einer Antriebswelle - Google Patents

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Zahnräderwechselgetriebe mit einer Antriebswelle, einer Vorgelegewelle und einer Abtriebswelle, insbesondere für einen Front-Quereinbau bei einem Kraftfahrzeug, und mit Zahnradebenen, von denen zumindest einzelne wenigstens ein mit einer Kupplung schaltbares Losrad aufweisen. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, daß die Zahnradebenen sechs Vorwärtsgetriebegängen und einem Rückwärtsgetriebegang zugeordnet und sämtliche Kupplungen auf den zwei Wellen angeordnet sind, die von den drei Wellen zueinander den größten Achsenabstand aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnräderwechselgetriebe mit einer Antriebswelle, einer Vorgelegewelle und einer Abtriebswelle nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 43 18 713 C1 ist ein gattungsbildendes Zahnräder­ wechselgetriebe bekannt. Das Zahnräderwechselgetriebe besitzt eine Antriebswelle, eine Vorgelegewelle und eine Abtriebswel­ le. Die Antriebswelle, die Vorgelegewelle und die Abtriebswel­ le spannen in axialer Richtung betrachtet mit ihren Mittelach­ sen ein Dreieck auf, wobei der Achsenabstand zwischen der An­ triebswelle und der Vorgelegewelle größer ist als zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle und der Vorgelegewelle und der Abtriebswelle.

Das Zahnräderwechselgetriebe weist fünf Zahnradebenen auf, die fünf Vorwärtsgetriebegängen und einem Rückwärtsgetriebegang zugeordnet sind. In axialer Richtung, ausgehend von einem nicht näher dargestellten Wandler betrachtet, ist die erste Zahnradebene einem ersten Getriebegang, die zweite Zahnradebe­ ne einem dritten und einem Rückwärtsgetriebegang und die drit­ te Zahnradebene einem zweiten und vierten Getriebegang zuge­ ordnet. Die vierte Zahnradebene dient zum Durchtrieb von der Antriebswelle zur Vorgelegewelle, und die fünfte Zahnradebene ist einem fünften Getriebegang zugeordnet. Die Zahnradebenen besitzen jeweils ein über eine Kupplung schaltbares Losrad. Die Kupplungen für den dritten und vierten Getriebegang sind auf der Antriebswelle, die Kupplung für den fünften Getriebe­ gang ist auf der Abtriebswelle und die Kupplungen für den Rückwärtsgetriebegang und den zweiten Getriebegang sind auf der Vorgelegewelle angeordnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Zahnräderwechselgetriebe weiterzuentwickeln, insbesondere hin­ sichtlich Kraftstoffverbrauch, Fahrleistung und Schaltkomfort, und zwar bei möglichst kompakter und leichter Bauweise. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Die Erfindung geht aus von einem Zahnräderwechselgetriebe mit einer Antriebswelle, einer Vorgelegewelle und einer Abtriebs­ welle, insbesondere für einen Front-Quereinbau bei einem Kraftfahrzeug, und mit Zahnradebenen, von denen zumindest ein­ zelne wenigstens ein mit einer Kupplung schaltbares Losrad aufweisen.

Es wird vorgeschlagen, daß die Zahnradebenen sechs Vorwärtsge­ triebegängen und einem Rückwärtsgetriebegang zugeordnet und sämtliche Kupplungen auf den zwei Wellen angeordnet sind, die von den drei Wellen zueinander den größten Achsenabstand auf­ weisen. Mit dem sechsten Getriebegang kann eine große Getrie­ bespreizung und eine feine Abstufung der Getriebegänge er­ reicht werden, wodurch ein vorteilhafter Kraftstoffverbrauch und ein hoher Schaltkomfort erreichbar sind. Gleichzeitig kann mit der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung auf den zwei Wel­ len mit dem größten Achsenabstand der radiale Bauraum vorteil­ haft genutzt und axiale Baulänge eingespart werden.

Ist aus Bauraumgründen zwischen der Antriebswelle und mit ei­ nem Differentialgetriebe wirkungsmäßig verbundenen Seitenwel­ len ausreichend Platz für die Abtriebswelle, so wird vorteil­ haft die Vorgelegewelle in der Weise angeordnet, daß sich zwi­ schen der Antriebswelle und der Vorgelegewelle der größte Ach­ senabstand einstellt. In diesem Fall sind die Kupplungen vor­ teilhaft auf der Antriebswelle und der Vorgelegewelle angeord­ net. Grundsätzlich sind jedoch auch andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Wellenanordnungen denkbar, bei denen sich beispielsweise zwischen der Abtriebswelle und der Vorge­ legewelle der größte Achsenabstand einstellt und dadurch auf diesen Wellen vorteilhaft sämtliche Kupplungen angeordnet wer­ den.

Durch den größtmöglichen radialen Abstand der Kupplungen, kön­ nen diese vorteilhaft platzsparend in einer Ebene angeordnet werden. Eine vorteilhafte Stufung der Getriebegänge ist dabei erreichbar, indem die Kupplungen für, den dritten und den sech­ sten Getriebegang und/oder die Kupplungen für den zweiten und fünften Getriebegang und/oder die Kupplungen für den Rück­ wärtsgetriebegang und den vierten Getriebegang in einer Ebene angeordnet sind. Sind drei Zahnradebenen jeweils zwei Getrie­ begängen zugeordnet, kann mit insgesamt wenigen Zahnradebenen und geringem axialen Bauraum eine hohe Anzahl an Getriebegän­ gen erreicht werden.

In zwei weiteren Ausgestaltungen der Erfindung wird vorge­ schlagen, daß die Kupplung für den ersten Getriebegang oder die Kupplung für den Rückwärtsgetriebegang auf der Vorgelege­ welle angeordnet ist. Der radiale Bauraum einer Eingangskupp­ lung eines halbautomatisierten oder eines manuell zu schalten­ den Zahnräderwechselgetriebes und insbesondere eines Wandlers eines Automatikgetriebes kann vorteilhaft für die Kupplung des ersten Getriebegangs oder für die Kupplung des Rückwärtsge­ triebegangs genutzt werden. Automatikgetriebe, deren Antriebs­ welle von einer Brennkraftmaschine über einen Wandler ange­ trieben werden, bauen aufgrund des Wandlers in der Regel län­ ger als manuell zu schaltende Zahnräderwechselgetriebe, wo­ durch sich die erfindungsgemäße Lösung aufgrund ihrer kompak­ ten Anordnung besonders für Automatikgetriebe eignet.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbe­ schreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche ent­ halten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Grundsätz­ lich kann die erfindungsgemäße Lösung jedoch auch bei halbau­ tomatisierten oder manuell zu schaltenden Zahnräderwechselge­ trieben eingesetzt werden.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Getriebeschema eines erfindungsgemäßen Zahnräder­ wechselgetriebes,

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch das Zahnräder­ wechselgetriebe aus Fig. 1 und

Fig. 3 eine Tabelle zur Angabe der im jeweiligen Getriebegang geschalteten Kupplung.

Fig. 1 zeigt ein Zahnräderwechselgetriebe mit einer von einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine über einen hydro­ dynamischen Wandler 36 antreibbaren Antriebswelle 10, einer Vorgelegewelle 11 und einer Abtriebswelle 12 für einen Front- Quereinbau bei einem Kraftfahrzeug. Die Antriebswelle 10, die Vorgelegewelle 11 und die Abtriebswelle 12 sind in axialer Richtung der Wellen 10, 11, 12 betrachtet nahezu entlang einer Geraden nebeneinander angeordnet, wobei die Abtriebswelle 12 zwischen der Antriebswelle 10 und der Vorgelegewelle 11 ange­ ordnet ist und sich zwischen den drei Wellen 10, 11, 12 ein größter Achsenabstand zwischen der Antriebswelle 10 und der Vorgelegewelle 11 befindet (Fig. 2). Die Vorgelegewelle 11 ist in Vorwärtsfahrtrichtung 13 hinter und oberhalb der Abtriebs­ welle 12 und die Antriebswelle 10 ist in Vorwärtsfahrtrichtung 13 vor und unterhalb der Abtriebswelle 12 angeordnet. Grund­ sätzlich wäre eine gleiche Anordnung auch für eine der Vor­ wärtsfahrtrichtung 13 entgegengesetzten Vorwärtsfahrtrichtung denkbar, so daß die Vorgelegewelle 11 in Vorwärtsfahrtrichtung vor der Abtriebswelle 12 und die Antriebswelle 10 hinter der Abtriebswelle 12 angeordnet ist.

Das Zahnräderwechselgetriebe ist mit einem Differentialgetrie­ be 14 wirkungsmäßig verbunden, das über Seitenwellen 15 auf nicht näher dargestellte Antriebsräder abtreibt. Die Seiten­ wellen 15 sind in Vorwärtsfahrtrichtung 13 hinter und unter­ halb der Abtriebswelle 12 angeordnet. Ferner besitzt das Zahn­ räderwechselgetriebe eine Rücklaufachse 16 zur Drehrichtungs­ umkehr für einen Rückwärtsgetriebegang R, die in Vorwärts­ fahrtrichtung 13 vor und oberhalb der Abtriebswelle 12 ange­ ordnet ist.

Das Zahnräderwechselgetriebe besitzt vom Wandler 36 aus be­ trachtet in axiale Richtung 17 eine einem ersten Getriebegang I zugeordnete erste Zahnradebene 21, in der auf der Abtriebs­ welle 12 ein Festrad 18 und auf der Vorgelegewelle 11 ein Losrad 19 angeordnet sind (Fig. 1). Das Losrad 19 ist über ei­ ne auf der Vorgelegewelle 11 angeordnete, reibschlüssige La­ mellenkupplung KI mit der Vorgelegewelle 11 wirkungsmäßig kup­ pelbar, wobei die Lamellenkupplung KI in axialer Richtung 17 vor der Zahnradebene ZI im radialen Bereich des Wandlers 36 angeordnet ist.

In axialer Richtung 17 neben der ersten Zahnradebene ZI be­ sitzt das Zahnräderwechselgetriebe eine zweite, dem Rückwärts­ getriebegang R und einem vierten Getriebegang IV zugeordnete Zahnradebene ZIV/R. In der Zahnradebene ZIV/R sind ein Losrad 20 auf der Antriebswelle 10, ein Festrad 21 auf der Abtriebs­ welle 12, ein Losrad 22 auf der Rücklaufachse 16 und ein Losrad 23 auf der Vorgelegewelle 11 angeordnet. Das auf der Antriebswelle 10 angeordnete Losrad 20 ist über eine dem vier­ ten Getriebegang IV zugeordnete, reibschlüssige Lamellenkupp­ lung KIV mit der Antriebswelle 10 wirkungsmäßig kuppelbar. Das auf der Vorgelegewelle 11 angeordnete Losrad 23 ist über eine dem Rückwärtsgetriebegang R zugeordnete, reibschlüssige Lamel­ lenkupplung KR mit der Vorgelegewelle 11 wirkungsmäßig kuppel­ bar. Die Lamellenkupplungen KIV und KR sind in axialer Rich­ tung 17 nach der Zahnradebene ZIV/R in einer Ebene angeordnet.

In axialer Richtung 17 neben der Zahnradebene ZIV/R ist ein Festrad 24 auf der Abtriebswelle 12 angeordnet, über das die Abtriebswelle 12 wirkungsmäßig mit einem Zahnrad 25 des Diffe­ rentialgetriebes 14 verbunden ist.

In axialer Richtung 17 neben dem Festrad 24 besitzt das Zahn­ räderwechselgetriebe eine Zahnradebene ZII/ZV, die einem zwei­ ten und einem fünften Getriebegang II, V zugeordnet ist. In der Zahnradebene 2II/ZV sind ein Losrad 26 auf der Antriebs­ welle 10, ein Festrad 27 auf der Abtriebswelle 12 und ein Losrad 28 auf der Vorgelegewelle 11 angeordnet. Das Losrad 26 auf der Antriebswelle 10 ist über eine dem fünften Getriebe­ gang V zugeordnete, reibschlüssige Lamellenkupplung KV mit der Antriebswelle 10 kuppelbar. Das Losrad 28 auf der Vorgelege­ welle 11 ist über eine dem zweiten Getriebegang II zugeordne­ te, reibschlüssige Lamellenkupplung KII mit der Vorgelegewelle 11 kuppelbar. Die Lamellenkupplungen KV und KII sind auf einer der Zahnradebene ZIV/R zugewandten Seite in einer Ebene ange­ ordnet.

In axialer Richtung 17 nach der Zahnradebene ZII/V besitzt das Zahnräderwechselgetriebe eine Zahnradebene ZD1, in der sich ein auf der Abtriebswelle 12 angeordnetes Losrad 29 und ein auf der Vorgelegewelle 11 angeordnetes Festrad 30 befinden. Das Losrad 29 ist drehfest mit einem ebenfalls auf der Ab­ triebswelle 12 angeordneten Losrad 31 einer Zahnradebene ZD2 verbunden, das mit einem auf der Antriebswelle 10 angeordneten Festrad 32 kämmt. Durch die zwei Zahnradebenen ZD1 und ZD2 wird ein Freiheitsgrad geschaffen, um eine gewünschte Stufung und Spreizung der Getriebegänge I bis VI einzustellen. Die Zahnradebenen ZD1 und ZD2 könnten jedoch auch zu einer Zahnra­ debene zusammengefaßt werden, und zwar insbesondere bei einer Brennkraftmaschine mit einem großen Drehmoment, wodurch axia­ ler Bauraum eingespart werden könnte.

In axialer Richtung 17 neben der Zahnradebene ZD2 besitzt das Zahnräderwechselgetriebe eine einem dritten und einem sechsten Getriebegang III, VI zugeordnete Zahnradebene ZIII/VI. In der Zahnradebene ZIII/VI befinden sich ein Losrad 33 auf der An­ triebswelle 10, ein Festrad 34 auf der Abtriebswelle 12 und ein Losrad 35 auf der Vorgelegewelle 11. Das auf der Antriebs­ welle 10 angeordnete Losrad 33 ist über eine dem sechsten Ge­ triebegang VI zugeordnete, reibschlüssige Lamellenkupplung KVI mit der Antriebswelle 10 kuppelbar. Das auf der Vorgelegewelle 11 angeordnete Losrad 35 ist über eine dem dritten Getriebe­ gang III zugeordnete, reibschlüssige Lamellenkupplung KIII mit der Vorgelegewelle 11 kuppelbar. Die Lamellenkupplungen KVI, KIII sind in axialer Richtung 17 hinter der Zahnradebene ZIII/VI in einer Ebene angeordnet.

Die Lamellenkupplungen KI, KII, KIII, KR für den ersten, den zweiten und den dritten Getriebegang I, II, III und den Rück­ wärtsgetriebegang R sind auf der Vorgelegewelle 11 und die La­ mellenkupplungen KIV, KV, KVI für den vierten, den fünften und den sechsten Getriebegang IV, V, VI sind auf der Antriebswelle 10 angeordnet. Die Lamellenkupplungen KI bis KIII sind in axialer Richtung 17 auf der Vorgelegewelle 11 und die Lamel­ lenkupplungen KIV bis KVI sind in axialer Richtung 17 auf der Antriebswelle 10 entsprechend den zugeordneten Getriebegängen I, II, III, IV, V, VI aufsteigend angeordnet.

Im ersten Getriebegang I wird das Drehmoment von der Antriebs­ welle 10 über das Festrad 32 auf die Losradkombination 29, 31 übertragen. Die Vorgelegewelle 11 wird über das Losrad 29 und das Festrad 30 angetrieben. Die Lamellenkupplung KI ist ge­ schlossen und leitet das Drehmoment von der Vorgelegewelle 11 weiter an das Losrad 19, das mit dem Festrad 18 kämmt. Das Festrad 18 überträgt das Drehmoment auf die Abtriebswelle 12, von der es über das Festrad 24 auf das Zahnrad 25 des Diffe­ rentialgetriebes 14 übertragen wird. Das Differentialgetriebe 14 treibt über die Seitenwellen 15 die Antriebsräder des Kraftfahrzeugs an.

Im zweiten Getriebegang II ist die Lamellenkupplung KII ge­ schlossen und die restlichen Lamellenkupplungen KI, KIII, KIV, KV, KVI sind geöffnet (Fig. 3). Der zweite Getriebegang II un­ terscheidet sich vom ersten Getriebegang I dadurch, daß das Drehmoment von der Vorgelegewelle 11 über die Lamellenkupplung KII auf das Losrad 28 und von dort über das Festrad 27 auf die Abtriebswelle 12 übertragen wird (Fig. 1).

Im dritten Getriebegang III ist ausschließlich die Lamellen­ kupplung KIII geschlossen (Fig. 3). Der dritte Getriebegang III unterscheidet sich vom erste Getriebegang I dadurch, daß das Drehmoment von der Vorgelegewelle 11 über die Lamellen­ kupplung KIII auf das Losrad 35 und von dort über das Festrad 34 auf die Abtriebswelle 12 übertragen wird (Fig. 1).

Im Rückwärtsgetriebegang R ist ausschließlich die Lamellen­ kupplung KR geschlossen (Fig. 3). Der Rückwärtsgetriebegang R unterscheidet sich vom ersten Getriebegang I dadurch, daß das Drehmoment von der Vorgelegewelle 11 über die Lamellenkupplung KR auf das Losrad 23 und von dem weiter auf das auf der Rück­ laufachse 16 angeordnete Losrad 22 übertragen wird (Fig. 1). Das Losrad 22 überträgt das Drehmoment über das Festrad 21 auf die Abtriebswelle 12, wobei die Drehrichtung im Vergleich zum ersten Getriebegang I umgekehrt ist. Von der Abtriebswelle 12 wird das Drehmoment über das Festrad 24 und das Zahnrad 25 auf das Differentialgetriebe 14 übertragen.

Im vierten Getriebegang IV ist ausschließlich die Lamellen­ kupplung KIV geschlossen (Fig. 3). Das Drehmoment wird von der Antriebswelle 10 über die Lamellenkupplung KIV auf das Losrad 20 übertragen (Fig. 1). Das Losrad 20 überträgt das Drehmoment auf das auf der Abtriebswelle 12 angeordnete Festrad 21. Von der Abtriebswelle 12 wird das Drehmoment über das Festrad 24 und das Zahnrad 25 auf das Differentialgetriebe 14 übertragen.

Im fünften Getriebegang V ist ausschließlich die Lamellenkupp­ lung KV geschlossen (Fig. 3). Der fünfte Getriebegang V unter­ scheidet sich vom vierten Getriebegang IV dadurch, daß das Drehmoment von der Antriebswelle 10 über die Lamellenkupplung KV auf das Losrad 26 und vom Losrad 26 auf das Festrad 27 auf der Abtriebswelle 12 übertragen wird (Fig. 1).

Im sechsten Getriebegang VI ist ausschließlich die Lamellen­ kupplung KVI geschlossen (Fig. 3). Der sechste Getriebegang VI unterscheidet sich vom vierten Getriebegang IV dadurch, daß das Drehmoment von der Antriebswelle 10 über die Lamellenkupp­ lung KVI auf das Losrad 33 und vom Losrad 33 auf das Festrad 34 auf der Abtriebswelle 12 übertragen wird (Fig. 1).

Claims (9)

1. Zahnräderwechselgetriebe mit einer Antriebswelle, einer Vorgelegewelle und einer Abtriebswelle, insbesondere für einen Front-Quereinbau bei einem Kraftfahrzeug, und mit Zahnradebe­ nen, von denen zumindest einzelne wenigstens ein mit einer Kupplung schaltbares Losrad aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnradebenen (ZI, ZIV/R, ZII/V, ZIII/VI) sechs Vor­ wärtsgetriebegängen (I, II, III, IV, V, VI) und einem Rück­ wärtsgetriebegang (R) zugeordnet und sämtliche Kupplungen (KI, KII, KIII, KIV, KV, KVI, KR) auf den zwei Wellen (10, 11) an­ geordnet sind, die von den drei Wellen (10, 11, 12) zueinander den größten Achsenabstand aufweisen.

2. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen (KI, KII, KIII, KIV, KV, KVI, KR) auf der Antriebswelle (10) und der Vorgelegewelle (11) angeordnet sind.

3. Zahnräderwechselgetriebe nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen (KIII, KVI) für den dritten Getriebegang (III) und für den sechsten Getriebegang (VI) in einer Ebene angeordnet sind.

4. Zahnräderwechselgetriebe nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen (KII, KV) für den zweiten Getriebegang (II) und den fünften Getriebegang (V) in einer Ebene angeordnet sind.

5. Zahnräderwechselgetriebe nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen (KR, KIV) für den Rückwärtsgetriebegang (R) und den vierten Getriebegang (IV) in einer Ebene angeordnet sind.

6. Zahnräderwechselgetriebe nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß drei Zahnradebenen (ZIV/R, ZII/V, ZIII/VI) jeweils zwei Getriebegängen (IV, R, II, V, III, VI) zugeordnet sind.

7. Zahnräderwechselgetriebe nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (KI) für den ersten Getriebegang (I) auf der Vorgelegewelle (11) angeordnet ist.

8. Zahnräderwechselgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung für den Rückwärtsgetriebegang auf der Vorge­ legewelle angeordnet ist.

9. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (10) über einen Wandler (36) mit einer Brennkraftmaschine wirkungsmäßig verbunden ist.