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Gegenstand
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein automatisches Getriebe und speziell
ein automatisches Getriebe, welches klein gebaut werden kann, um leicht
in ein Fahrzeug eingebaut werden zu können.
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Hintergrund
der Erfindung
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In
Fahrzeugen gibt es automatische Schaltgetriebe zur Übersetzung
der Antriebskraft des Antriebsmotors entsprechend des Fahrzustandes
des Fahrzeuges und Vorrichtungen zur Kraftübertragung umfassend eine Übertragungseinrichtung
und andere zur Übertragung
der Antriebskraft.
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Automatische
Getriebe umfassen solche mit einer automatisierten manuellen Schaltung
zur Verbesserung der Übertragungseffizienz
der Antriebskraft verglichen mit normalen Automatikgetrieben. Das
Automatikgetriebe basierend auf einem Schaltgetriebe umfasst verschiedene
Gänge mit
einer Vielzahl von Getriebezügen
zwischen Eingangs- und Ausgangswelle und eine Kupplung zur Übertragung der
Antriebskraft auf einem Kraftpfad von der Eingangswelle zu der Ausgangswelle,
wobei Gänge
gewechselt werden können
während
die Kupplung Antriebskraft von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle überträgt, wodurch
ein Auskuppeln des Beschleunigungsmomentes verringert wird.
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Ein
derartiges automatisches Schaltgetriebe wird offenbart beispielsweise
in den japanischen Offenlegungsschriften Nr. 2001-227599, 2001-289288, H06-201027,
2001-280495 und der japanische Gebrauchsmusteroffenlegungsschrift
H05-96617.
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Entsprechend
der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2001-227599 ist beim automatischen Schaltgetriebe
basierend auf einem manuellen Schaltgetriebe eine Vielzahl von Lagerwellen
umfassend Zahnräder,
die Getriebezüge
definieren, angeordnet mit einer Zwischenwelle an einer Position
anders als der Achslinie, und eine Nebenkupplung ist angeordnet
auf der Zwischenwelle zur variablen Steuerung des übertragenen
Momentes während des
Schaltens der Gänge.
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Entsprechend
der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2001-289288 ist beim automatisierten Schaltgetriebe
eine Hauptwelle, eine Gegenwelle und eine erste und zweite Nebenwelle
in etwa parallel angeordnet. Die Hauptwelle umfasst ein daran angeordnetes
erstes Zahnrad zur Übertragung
eines Drehmomentes der Hauptwelle über einen zweiten Weg auf die
Gegenwelle. Die zweite Welle verfügt über ein drittes daran angeordnetes
Zahnrad zur Übertragung
des Drehmomentes der Hauptwelle über
einen dritten Weg auf die Gegenwelle. Das erste und dritte Zahnrad
sind in einer ersten Ebene angeordnet und erstrecken sich senkrecht
zu den Wellen. Die Hauptwelle umfasst des Weiteren ein zweites daran
angeordnetes Zahnrad zur Übertragung
des Drehmomentes der Hauptwelle über
einen ersten Weg auf die Gegenwelle. Die zweite Nebenwelle umfasst
ein daran angeordnetes viertes Zahnrad zur Übertragung des Drehmomentes
der Hauptwelle über
einen dritten Weg auf die Gegenwelle. Das zweite und vierte Zahnrad
sind angeordnet in einer zweiten Ebene, die sich senkrecht zu den
Wellen erstreckt.
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Entsprechend
der japanischen Offenlegungsschrift Nr. H06-201027 umfasst ein automatisiertes Schaltgetriebe
basierend auf einem manuellen Schaltgetriebe eine Dämpfungskupplung
angeordnet an einem Ende einer Eingangswelle in Richtung der Antriebsmaschine,
und eine Kupplung mit einer Vielzahl von Kupplungsscheiben angeordnet an
dem anderen Ende der Eingangswelle entgegengesetzt angeordnet zu
der Antriebsmaschine. Während
eines Schaltens der Gänge
kann eine Veränderung
der Fahrzeuggeschwindigkeit verringert werden durch Nutzung der
Kupplung mit einer Vielzahl von Kupplungsscheiben und der Zahnräder an den
Eingangs- und Ausgangswellen.
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Entsprechend
der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2001-280495 umfasst ein manuelles Schaltgetriebe
ein Park-Zahnrad auf einer Gegenwelle außerhalb des Getriebegehäuses um
so vorhandene Komponenten des Getriebes gemeinsam nutzen zu können.
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Entsprechend
der japanischen Gebrauchsmusteroffenlegungsschrift Nr. H05-96617
ist beim Getriebegehäuse
eines Zahnradgetriebes ein Aufnahmebereich zur Aufnahme von Schmieröl innerhalb
oder anliegend an einer inneren Wand in nur einem Teil, durch das
Schmieröl
durch Zahnräder
aufwärts
gefördert
wird, gebildet. Der Rückweg
wird gebildet angrenzend an eine andere Wand, welche nicht zu dem
Aufnahmebereich gehört,
um so das Öl in
einer Abwärtsbewegung
zurückzufördern, das
in dem Aufnahmebereich aufgenommen wurde, um so das Öl in dem
Bereich zur Verfügung
zu stellen, in dem dieses zur Schmierung benötigt wird.
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Bei
einem konventionellen Automatikgetriebe, welches angeordnet ist
an einem FF-Fahrzeug (Frontmotor, Frontantrieb), bei dem das übliche manuelle
Schaltgetriebe automatisiert ist und ein bestimmter Gang eingelegt
ist während
die hydraulische Kupplung genutzt wird, ist eine zusätzliche
hydraulische Kupplung und eine Ölpumpe
zur Kühlung ausgestattet
um das Auskuppeln des Beschleunigungsmomentes während des Gangwechsels zu reduzieren.
Dies vergrößert die
Länge,
was unvorteilhaft ist beim Einbau in das Fahrzeug. Des Weiteren verkompliziert
die zusätzliche Ölpumpe den
Aufbau der Wellen. Das Ausbilden eines Kanals für das Kühlöl verkompliziert zusätzlich den
Aufbau des Getriebegehäuses.
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In
der japanischen Offenlegungsschrift Nr. H06-201027 verlängert die
Anordnung der Kupplung am anderen Ende der Eingangswelle gegenüber der Antriebsmaschine
die Länge
des automatischen Schaltgetriebes um die Breite der Kupplung. Es
ist schwierig, das Getriebe in dem Fahrzeug anzuordnen aufgrund
von gegenseitiger Beeinflussung mit dem Fahrzeugrahmen bei quer
liegendem Einbau von Antriebsmaschine und Getriebe in dem Fahrzeug.
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Die
nachveröffentlichte
EP 1 205 685 A2 beschreibt
ein Automatikgetriebe für
Fahrzeuge mit einer ersten Eingangswelle, einer zweiten Ausgangswelle,
wenigstens einer ersten Ganggruppe und wenigstens einer zweiten
Ganggruppe. Das Automatikgetriebe umfasst außerdem einen Drehmomentübertragungsmechanismus.
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Die
DE 199 56 734 A1 zeigt
ein Fahrzeuggetriebe mit einer Eingangswelle, einer Ausgangswelle und
einer zu den beiden genannten Wellen parallelen, dritten Welle.
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Die
EP 1 126 192 A2 befasst
sich mit einem Automatikgetriebe mit einer Eingangswelle, einer Ausgangswelle
und einer Hauptkupplung. Das Automatikgetriebe weist zudem eine
Zwischenwelle und eine auf die Zwischenwelle montierte Nebenkupplung
auf.
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Der
EP 0 449 344 A1 ist
ein Getriebe zu entnehmen, welches Gegenwellen mit Zuführ- und Schmieröldurchgängen aufweist.
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Die
JP 06201027 A beschreibt
ein weiteres bekanntes Automatikgetriebe.
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Die
JP 2001227599 A wiederum zeigt ein Automatikgetriebe mit einer Zwischenwelle
und einer Nebenkupplung.
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Die
JP 2001280495 A zeigt ein Getriebe mit einer Gegenwelle.
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Die
JP 2001289288 A beschreibt ein anderes Getriebe mit mehreren Nebenwellen.
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Die
JP 5-96617 U schließlich
befasst sich mit einem Getriebe für Traktoren.
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Zur
Vermeidung oder Minimierung der zuvor genannten Nachteile ist es
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein automatisiertes Schaltgetriebe vorzuschlagen,
welches möglichst
klein und platzsparend ist.
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Diese
Aufgabe wird durch ein automatisches Getriebe gemäß den Ansprüchen 1 und
2 gelöst.
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung dient der Getriebezug für den mittleren
Gang auch als Getriebezug zum Antrieb der Zwischenwelle mit der
Nebenkupplung. Die Gesamtlänge
des automatisierten Schaltgetriebes kann reduziert werden sowohl
um die Breite des antreibenden Zahnrades zum Antrieb der Zwischenwelle
als auch um die Breite der Nebenkupplung, so dass das automatisierte
Schaltgetriebe miniaturisiert werden kann. Die gegenseitige Beeinflussung
mit dem Fahrzeugrahmen kann eliminiert werden bei Quereinbau der
Antriebsmaschine und des automatisierten Schaltgetriebes in einem FF-Fahrzeug
(Frontmotor, Frontantrieb).
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen:
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1 ist
eine Zeichnung zur Veranschaulichung eines automatisierten Schaltgetriebes
entsprechend einer ersten Ausführungsform
der Erfindung.
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2 ist
eine Zeichnung zur Veranschaulichung eines automatisierten Schaltgetriebes
entsprechend einer zweiten Ausführungsform.
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3 ist
eine Zeichnung zur Veranschaulichung eines automatisierten Schaltgetriebes
entsprechend einer dritten Ausführungsform.
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4 ist
ein vergrößerter Querschnitt
darstellend eine Zwischenwelle mit einer Nebenkupplung und einer
Kühlölpumpe entsprechend
der dritten Ausführungsform.
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5 ist
eine Zeichnung darstellend den Zusammenhang zwischen den Wellen
entsprechend der dritten Ausführungsform.
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6 ist
eine Darstellung einer vierten Auführungsform eines automatisierten
Schaltgetriebes.
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7 ist
eine Darstellung einer fünften
Ausführungsform
eines automatisierten Schaltgetriebes.
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Detaillierte
Beschreibung
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend im Detail beschrieben mit
Bezug zu den Zeichnungen, die eine erste Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung darstellen.
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In 1 bezeichnet
Bezugszeichen 2 eine Antriebsmaschine, welche in ein Fahrzeug
eingebaut ist und 4 ein automatisiertes Schaltgetriebe,
welches verbunden ist mit der Antriebsmaschine 2 über eine Hauptkupplung 6.
Das automatisierte Schaltgetriebe basiert auf einem üblichen
manuellen Schaltgetriebe und umfasst schaltbare Gänge, die
durch eine Vielzahl von Getriebezügen (fünf Getriebezüge für Vorwärtsgänge und
einen für
Rückwärtsgänge) gebildet werden.
Die Gänge
werden automatisch geschaltet. Die Hauptkupplung 6 zwischen
der Antriebsmaschine 2 und dem automatisierten Schaltgetriebe 4 dient als
eine Start- und Betriebskupplung und wird elektronisch bedient.
Die Hauptkupplung 6 umfasst ein Kupplungsteil 6a,
welches angeordnet ist an der Kurbelwelle 8 in Richtung
auf die Antriebsmaschine 2 und ein Kupplungsteil 6b,
welches angeordnet in Richtung des automatisierten Schaltgetriebes 4,
wobei die Kupplungsteile der Kupplung ein- und auskuppelbar sind.
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Das
automatisierte Schaltgetriebe 4 umfasst eine Eingangswelle
(Hauptwelle) 10, die verbunden ist mit der Antriebsmaschine über das
Kupplungsteil 6b der Hauptkupplung 6. Parallel
zu der Eingangswelle 10 umfasst das automatisierte Schaltgetriebe eine
Ausgangswelle (Gegenwelle) 12, eine Rückwärtsgangwelle 14 und
eine Zwischenwelle (Nebenkupplungswelle) 16.
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Zwischen
der Eingangs- und der Ausgangswelle 10,12 sind
schaltbare Zahnräder 18,
welche durch die Getriebezüge
gebildet werden, angeordnet zur Übertragung
der Antriebskraft von der Eingangswelle 10 zu der Ausgangswelle 12 bei
unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen.
Die schaltbaren Zahnräder 18 sind
eingeteilt in eine untere Schaltgruppe 18/1, eine mittlere
Schaltgruppe 18/2 und eine obere Schaltgruppe 18/3.
Die untere und obere Schaltgruppe 18/1, 18/3 bilden
einen ersten Pfad zur direkten Übertragung
des Antriebsmomentes von der Eingangswelle 10 auf die Ausgangswelle 12.
Der erste Pfad wird gebildet aus dem unteren ersten Pfad 20/1 in
Richtung auf die untere Schaltgruppe 18/1, einen oberen
ersten Pfad 20/2 in Richtung auf die obere Schaltgruppe 18/3.
Die mittlere Schaltgruppe 18/2 bildet einen zweiten Pfad 22 zur Übertragung
des Drehmomentes über
eine Zwischenwelle 16 von der Eingangswelle 10 zu
der Ausgangswelle 12.
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Die
untere Schaltgruppe 18/1 überträgt das Drehmoment direkt von
der Eingangswelle 10 auf die Ausgangswelle 12 und
ist angeordnet in Richtung auf die Antriebsmaschine 2 und
umfasst einen ersten Getriebezug 24 und einen zweiten Getriebezug 26. Die
mittlere Schaltgruppe 18/2 überträgt das Drehmoment über die
Zwischenwelle 16 und ist angeordnet zwischen der oberen
Schaltgruppe und der unteren Schaltgruppe 18/1, 18/3 und
umfasst einen dritten Getriebezug 28.
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Die
obere Schaltgruppe 18/3 überträgt das Drehmoment direkt von
der Eingangswelle 10 auf die Ausgangswelle 12 und
ist mit Abstand angeordnet von der Antriebsmaschine 2 und
umfasst einen vierten Getriebezug 30 und einen fünften Getriebezug 32.
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Der
Getriebezug 24 für
den ersten Gang umfasst ein Antriebszahnrad 34 für den ersten
Gang, welches angeordnet ist an der Eingangswelle 10 und ein
angetriebenes Zahnrad 36 für den ersten Gang, welches
drehbar angeordnet ist an der Ausgangswelle 12 und mit
dem Antriebszahnrad 34 für den ersten Gang kämmt, und
hat eine erste Eingriffsbaugruppe 36a für den ersten Gang.
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Der
Getriebezug 26 für
den zweiten Gang umfasst ein Antriebszahnrad 38 für den zweiten Gang
als Eingangszahnrad für
untere Gänge,
welches angebracht ist an der Eingangswelle 10 und ein angetriebenes
Zahnrad 40 für
den zweiten Gang als Ausgangszahnrad für untere Gänge, welches drehbar angeordnet
ist an der Ausgangswelle 12 und mit dem Antriebszahnrad 38 für den zweiten
Gang kämmt,
und verfügt über eine
Eingriffsbaugruppe 40a für den zweiten Gang.
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Der
Getriebezug 28 für
den dritten Gang umfasst ein Antriebszahnrad 42 für den dritten
Gang als Eingangszahnrad für
mittlere Gänge,
welches integriert ist in das angetriebene Zahnrad 40 für den zweiten
Gang (das Ausgangszahnrad für
den unteren Gang), ein erstes Zwischenzahnrad 44/1 als
Eingang für
das Drehmoment, wobei dieses angeordnet ist an der Zwischenwelle 16 und
mit dem Antriebszahnrad 42 für den dritten Gang kämmt, ein
zweites Zwischenzahnrad 44/2 zur Ausgabe des Drehmomentes,
welches drehbar bezüglich
der Zwischenwelle 16 angeordnet ist und einem angetriebenen Zahnrad 46 für den dritten
Gang als Ausgangszahnrad für
die mittleren Gänge,
welches angeordnet ist an der Ausgangswelle 12 und mit
dem zweiten Zwischenzahnrad 44/2 kämmt. Das erste Zwischenzahnrad 44/1 wird
demgegenüber
angetrieben durch das Antriebszahnrad 42 für den dritten
Gang (das Eingangszahnrad für
die mittleren Gänge),
welches integriert ist in das angetriebene Zahnrad 40 für den zweiten
Gang (das Ausgangszahnrad für
die unteren Gänge).
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Der
Getriebezug 30 für
den vierten Gang umfasst ein viertes Antriebszahnrad 48 für den vierten Gang,
als Eingangszahnrad für
höhere
Gänge,
welches drehbar angeordnet ist an der Eingangswelle 10 und über eine
Eingriffbaugruppe 48a für
den vierten Gang verfügt
und ein angetriebenes Zahnrad 50 für den vierten Gang, welches
mit dem Antriebszahnrad 48 für den vierten Gang kämmt und
welches angeordnet ist an der Ausgangswelle 12.
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Der
Getriebezug 32 für
den fünften
Gang umfasst ein Antriebszahnrad 52 für den fünften Gang, welches drehbar
angeordnet ist an der Eingangswelle 10 und welches über eine
Eingriffsbaugruppe 52a für den fünften Gang verfügt, und
ein angetriebenes Zahnrad 54 für den fünften Gang, welches mit dem
Antriebszahnrad 52 für
den fünften Gang
kämmt und
welches an der Ausgangswelle 12 angeordnet ist.
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Der
Getriebezug 56 für
den Rückwärtsgang ist
angeordnet zwischen der Eingangs- und Ausgangswelle 10 und 12.
Der Getriebezug 56 für
den Rückwärtsgang
umfasst ein Antriebszahnrad 58 für den Rückwärtsgang, welches angeordnet
ist an der Eingangswelle 10 und ein Umkehrzahnrad 62 für den Rückwärtsgang,
welches mit dem Antriebszahnrad 58 für den Rückwärtsgang eingekuppelt und ausgekuppelt
wird und axial verschiebbar auf der Rückwärtsgangwelle 14 angeordnet
ist und welche über eine
Rückwärtsgangschaltmuffe 60 verfügt.
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Zwischen
dem ersten und zweiten Getriebezug 24 und 26 umfasst
die Ausgangswelle 12 eine erste/zweite Synchronisiereinrichtung 64 zur
Schaltung der Getriebeübersetzungen.
Die erste/zweite Synchronisiereinrichtung 64 umfasst eine
erste/zweite Klaue 66, welche angeordnet ist an der Ausgangswelle 12 und
eine erste/zweite Muffe 68, welche axial beweglich aber
nicht drehbar auf die erste/zweite Klaue 66 entlang der
Ausgangswelle 12 bewegbar ist, zum wahlweisen Ein- und
Auskuppeln der Eingriffsbaugruppe 36a des angetriebenen
Zahnrades 36 für
den ersten Gang oder der Eingriffsbaugruppe 40a für den zweiten
Gang des angetriebenen Zahnrades 40 für den zweiten Gang. Die erste/zweite
Synchronisiereinrichtung 64 wird automatisch während des
Gangwechsels gesteuert. Die erste/zweite Muffe 68 schließt ein angetriebenes
Zahnrad 70 für
den Rückwärtsgang
zum Eingriff mit dem Umkehrzahnrad 62 für den Rückwärtsgang ein.
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Zwischen
dem vierten und fünften
Getriebezug 30 und 32 umfasst die Eingangswelle 10 zusätzlich eine
vierte/fünfte
Synchronisiereinrichtung 72 zum Schalten der Zahnradübersetzungen.
Die vierte/fünfte
Zahnradübersetzung 72 umfasst
eine vierte/fünfte
Klaue 74, welche angeordnet ist an der Eingangswelle 10 und
eine vierte/fünfte
Schiebemuffe 76, die an der vierten/fünften Klaue 74 axial
entlang der Eingangswelle 10 beweglich aber nicht drehbar angeordnet
ist zum wahlweisen Ein- und Auskuppeln der Eingriffsbaugruppe 48 für den vierten
Gang des Antriebszahnrades 48 für den vierten Gang oder der Eingriffsbaugruppe 52a für den fünften Gang
des Antriebszahnrades 52 für den fünften Gang. Die vierte/fünfte Synchronisiereinrichtung 72 ist
automatisch gesteuert während
des Gangwechsels.
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An
einer Zwischenwelle 16 ist eine Neben- oder Zweitkupplung 78 angeordnet
zur Übertragung der
Antriebskraft über
den Antriebskraftpfad von der Eingangswelle 10 auf die
Ausgangswelle 12. Die Nebenkupplung 78 ist eine
hydraulische Kupplung und wird durch Hydraulikdruck zum Ein- und
Auskuppeln betätigt.
Die Nebenkupplung 78 umfasst eine Vielzahl von Kupplungscheiben 80,
welche parallel zu der Zwischenwelle 16 angeordnet und
mit dieser verbunden sind, eine Druckplatte 82 zum Aufeinanderdrücken und
Lösen der
Kupplungsscheiben 80 und ein Kupplungsgehäuse 84,
welches drehbar angeordnet ist an der Zwischenwelle 16.
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Auf
diese Weise umfasst der erste Pfad 20 in Richtung der Eingangswelle 10 das
Antriebszahnrad 48 für
den vierten Gang (das Eingangszahnrad für den höheren Gang), welches ein- und
ausgekuppelt werden kann durch die vierte/fünfte Schaltmuffe 76 und
in Richtung der Ausgangswelle 12 das angetriebene Zahnrad 40 des
zweiten Ganges, welches eingekuppelt und ausgekuppelt werden kann
durch die erste/zweite Schaltmuffe 68 und verbunden ist
mit dem zweiten Pfad 22 an dem nachgeordneten Ende des
Zahnrades 40. Der zweite Pfad 22 umfasst auf der
Zwischenwelle 16 das erste Zwischenzahnrad 44/1 als
Eingang für
das Drehmoment, das zweite Zwischenzahnrad 44/2 als Ausgang
für das
Drehmoment und die Nebenkupplung 78.
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Zusätzlich werden
in dem automatisierten Schaltgetriebe 4 die Gänge geschaltet
während
die Nebenkupplung 78 die Antriebskraft von der Eingangswelle 10 auf
die Ausgangswelle 12 überträgt. Das
zweite Zwischenzahnrad 44/2 ist drehbar angeordnet an der
Zwischenwelle 12 und kämmt
mit dem angetriebenen Zahnrad 46 für den dritten Gang (das Ausgangszahnrad
für die
mittleren Gänge)
an der Ausgangswelle 12.
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Die
Nebenkupplung 78 an der Zwischenwelle 16 ist in
Querrichtung neben der vierten/fünften Schiebemuffe 76 für die obere
Schaltgruppe 18/3 positioniert (also in Richtung „x" in 1).
Auf diese Weise sind die Eingangswelle 10 und die Zwischenwelle 16 parallel
zueinander positioniert und die Nebenkupplung 78 ist an
einem Abschnitt der Zwischenwelle 16 angeordnet, in der
Art, dass diese in Querrichtung gegenüber der vierten/fünften Schiebemuffe 76 liegt,
welche verbunden ist mit der Eingangswelle 10. Die Nebenkupplung 78 ist
angeordnet an der Ausgangswelle 12 an einer Stelle, an
der das Ausgangszahnrad nicht angeordnet ist.
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An
einem Ende der Ausgangswelle 12 in Richtung des Antriebsmotors 2 in
Bezug auf das Antriebszahnrad 36 für den ersten Gang ist ein Differential 88 verbunden über ein
Nachgelege 86. Das Nachgelege 86 umfasst ein Untersetzungszahnrad 90,
welches angeordnet ist an der Ausgangswelle 12 und ein
Hohlrad 92, welches in Eingriff ist mit dem Zahnrad 90.
Das Differential 88 schließt eine Gehäusebaugruppe 94 mit
dem daran angeordneten Hohlrad 92 ein sowie ein Planetenrad 96,
welches verbunden ist mit der Gehäusebaugruppe 94. Die
Planetenradbaugruppe 96 ist verbunden mit einer linken
und rechten Abtriebswelle 98, 98, an denen ein
linkes und ein rechtes Antriebsrad (jeweils nicht dargestellt) angebracht
sind. Auf diese Weise ist die Ausgangswelle 12 verbunden
mit den Antriebsrädern über das
Nachgelege 86, das Differential 88 und die Abtriebswellen 98, 98.
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Verschiedene
Aktuatoren (nicht dargestellt) betätigen die Hauptkupplung 6,
die Schiebemuffe 60 für
den Rückwärtsgang,
die erste/zweite Schiebemuffe 68, die vierte/fünfte Schiebemuffe 76 und
die Nebenkupplung 78.
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Die
Funktionsweise der zuvor dargestellten Ausführungsform wird nachfolgend
beschrieben.
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Während des
Betriebes beispielsweise im dritten Gang und während die Nebenkupplung 78 eingekuppelt
ist, wird das Beschleunigungsmoment von der Hauptkupplung 6 übertragen
auf die Ausgangswelle 12 über das Antriebszahnrad 38 des zweiten
Ganges, das angetriebene Zahnrad 40 des zweiten Ganges,
das Antriebszahnrad 42 des dritten Ganges, das erste Zwischenzahnrad 44/1,
die Zwischenwelle 16, das Kupplungsgehäuse 84, das zweite
Zwischenzahnrad 44/2 und das angetriebene Zahnrad 46 des
dritten Ganges um die Ausgangswelle 12 in Rotation zu versetzen.
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Wie
zuvor beschrieben definiert in einer ersten Ausführungsform die Getriebeschaltung 18 den erste
Pfad 20/1 und 20/2, der das Drehmoment direkt überträgt von der
Eingangswelle 10 auf die Ausgangswelle 12 und
den zweiten Pfad 22, der das Drehmoment über die
Zwischenwelle 16 auf einem Kraftübertragungspfad von der Eingangswelle 10 auf die
Ausgangswelle 12 überträgt. Im ersten
Pfad 20/1 kann das angetriebene Zahnrad 40 des
zweiten Ganges, welches mindestens eines der Ausgangszahnräder ist,
auf der Ausgangswelle 12 eingekuppelt und ausgekuppelt
werden durch die erste/zweite Schaltmuffe 68. Der zweite
Pfad 22 ist verbunden mit dem nachgeschalteten Ende des
angetriebenen Zahnrades 40 des zweiten Ganges. Der zweite
Pfad umfasst an der Zwischenwelle 16 das erste Zwischenzahnrad 44/1 als
Eingang für
das Drehmoment, die Nebenkupplung 78 und das Zwischenzahnrad 44/2 zur
Ausgabe des Drehmomentes, welches drehbar angeordnet ist an der
Nebenkupplung 78. Die Ausgangswelle 12 umfasst
das angetriebene Zahnrad 46 für den dritten Gang, so dass
dieses mit dem zweiten Zwischenzahnrad 44/2 kämmen kann,
wobei diese die mittlere Schaltgruppe 18/2 bilden. Auf
diese Weise wird der Getriebezug 28 für den dritten Gang oder die
mittlere Schaltgruppe 18/2 gebildet aus dem Antriebszahnrad 42 für den dritten
Gang, welches integriert ist in das angetriebene Zahnrad 40 für den zweiten
Gang, das erste Zwischenzahnrad 44/1, welches verbunden
ist mit der Zwischenwelle 16 und in Eingriff ist mit dem Antriebszahnrad 42 des
dritten Ganges, der Nebenkupplung 78, dem Nebenzahnrad 44/2 für den zweiten
Gang, welches verbunden ist mit dem Kupplungsgehäuse 84 und dem angetriebenen
Zahnrad 46 für den
dritten Gang, welches befestigt ist an der Ausgangswelle 12 und
in Eingriff ist mit dem zweiten Zwischenzahnrad 44/2. Entsprechend
dieser Information fungiert die mittlere Schaltgruppe ebenso als
Zahnradübersetzung
zum Antrieb der Zwischenwelle 16 mit der Nebenkupplung 78.
Entsprechend variant ist die Länge „L1" des automatisierten
Schaltgetriebes 4 um die Breite (gemessen axial entlang
der Wellen 10, 12) des Zahnrades, welches vorgesehen
ist zum Antrieb der Zwischenwelle 16 und der Nebenkupplung 78 um
das automatisierte Schaltgetriebe 4 zu miniaturisieren.
Die Interferenz mit dem Fahrzeugrahmen (nicht dargestellt) kann
verhindert werden, indem die Antriebsmaschine und das automatisierte
Schaltgetriebe in dem FF-Fahrzeug (Frontantrieb, Frontmotor) eingebaut
werden oder quer relativ zu dem Fahrzeug eingebaut werden.
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Zusätzlich ist
die Nebenkupplung radial ausgerichtet mit der vierten/fünften Schaltmuffe
entlang der Axialrichtung der Wellen, so dass die Nebenkupplung
positioniert ist zwischen den Ausgangszahnrädern 50, 54 der
oberen Schaltgruppe 18/3 (dem Bereich, der der vierten/fünften Schaltmuffe 76 der
oberen Schaltgruppe 18/3 zugewandt ist). Auf diese Weise
ist die Nebenkupplung 78 bei Nutzung eines geringen Bauraumes
positioniert in einem Bereich, in dem kein Ausgangszahnrad angeordnet
ist.
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Des
Weiteren ist das erste Zwischenzahnrad 44/1 angetrieben
durch das Antriebszahnrad 42 des dritten Ganges, welches
integriert ist in das angetriebene Zahnrad 40 des zweiten
Ganges als Ausgangszahnrad, was die Flexibilität bei der Auswahl von Übersetzungsverhältnissen
der Zahnradübersetzung,
die die mittlere Schaltgruppe 18/2 bilden, verbessert.
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2 zeigt
eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und wird nachfolgend beschrieben.
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Nachfolgend
werden die gleichen Bezugszeichen für Merkmale, die eine im wesentlichen
identische Funktion gegenüber
der anhand der 1 dargestellten Ausführungsform
besitzen, benutzt.
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Diese
zweite Ausführungsform
wird gekennzeichnet dadurch, dass das erste Zwischenzahnrad 44/1 direkt
angetrieben wird durch das angetriebene Zahnrad für den zweiten
Gang. Insbesondere ist in dieser Ausführungsform das erste Zwischenzahnrad 44/1 in
direktem Eingriff mit dem angetriebenen Zahnrad 40 des
zweiten Ganges anstatt mit dem Antriebszahnrad 42 des dritten
Ganges, dem Eingangszahnrad für
mittlere Gänge,
dessen letzteres Zahnrad bei der Ausführungsform gemäß 2 entfernt wurde.
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Entsprechend
der zweiten Ausführungsform (2)
kann die Länge „L2" des automatisierten Schaltgetriebes 4 auf
eine geringere Größe verringert
werden durch die axiale Breite des Antriebszahnrades 42 des
dritten Ganges verglichen mit der Länge „L1" des automatisierten Schaltgetriebes 4 in der
ersten Ausführungsform
(1). Die Zahnradübersetzung 28 des
dritten Ganges in der 2 benutzt nur drei Bauelemente,
hier das erste Zwischenzahnrad 44/1, das zweite Zwischenzahnrad 44/2 und das
angetriebene Zahnrad 46 des dritten Ganges, wobei auf diese
Weise die Anzahl der Bauelemente zur Kostenreduktion reduziert werden
kann.
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3 zeigt
eine dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Diese
dritte Ausführungsform
wird gekennzeichnet dadurch, dass der zweite Pfad 20/2 kein
angetriebenes Zahnrad 46 für den dritten Gang aufweist,
hier also das Ausgangszahnrad für
die mittleren Gänge,
demgegenüber
aber das zweite Zwischenzahnrad 44/2 direkt in Eingriff
ist mit dem angetriebenen Zahnrad 50 für den vierten Gang (dem Ausgangszahnrad
für die
höheren
Gänge).
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Entsprechend
dieser dritten Ausführungsform
wurde das angetriebene Zahnrad 46 für den dritten Gang, hier das
Ausgangszahnrad für
die mittleren Gänge,
weggelassen. Das angetriebene Zahnrad 50 des vierten Ganges,
hier das Abtriebszahnrad für
die höheren
Gänge,
wird normalerweise verwendet, so dass das automatisierte Schaltgetriebe
die gleiche Länge „L2" wie das der zweiten
Ausführungsform (2)
besitzt, wodurch die Anzahl der Bauelemente und das Gewicht reduziert
werden können.
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Zusätzlich ist
in den Ausführungsformen
der 1 – 3 die
Zwischenwelle 16 an einem Ende mit der Nebenkupplung 78 versehen
und an dem anderen Ende mit der Kühlölpumpe 102 wie dargestellt in 4.
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Die
Zwischenwelle 16 ist an beiden Enden gelagert in Lagern 104/1, 104/2.
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Innerhalb
der Nebenkupplung 78 hat die Nebenwelle 16 ein
Stützrohr 106,
welches darin eingebaut ist in Richtung auf das Lager 104/1,
mit einer Hülsenform.
Die Nebenkupplung 78 umfasst einen Zylinder 112 mit
inneren und äußeren Gleitabschnitten 108 und 110,
wobei der innere Gleitabschnitt sowohl an das Stützrohr 106 als auch
das Lager 104/1 stößt, wobei
dieses weiterhin einen c-förmigen
Querschnitt, der sich axial entlang der Zwischenwelle 16 erstreckt,
aufweist. Das Stützrohr 106 berührt an einem
Ende eine Innenseite des Lagers 104/1, welches an einem äußeren Ende
mit einer Fixiernut 114, welche von einem Ende der Zwischenwelle 16 in
diese eingebracht ist, in Kontakt ist.
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Zwischen
den inneren und äußeren Gleitabschnitten 108, 110 des
Zylinders 112 ist ein axial beweglicher Kolben 118 angebracht
zur Bildung einer Öldruckkammer 116.
Der Kolben 118 weist ein Dichtmaterial 120, welches
in Kontakt ist mit einer inneren Seite des äußeren Gleitabschnitts 116,
auf und verfügt über ein
Verbindungslager 122, welches mit einem dessen Enden verbunden
ist. Das Verbindungslager 112 ist verbunden mit der Druckplatte 124.
In einem äußeren Umfangsabschnitt
des inneren Gleitabschnitts 108 des Zylinders 112 ist
ein Federanschlag 126 angeordnet. Zwischen dem Federanschlag 126 und
dem Kolben 118 ist eine Feder 128 eingebracht um
den Kolben 118 in die Richtung, in der die Öldruckkammer 116 das
geringere Volumen hat, zu drücken.
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Die
Zwischenwelle 16 verfügt über eine
Auflage 132 einer Scheibenaufnahme 130, welche
in einer Nut angebracht ist um mit dem Unterstützungsrohr zu fluchten und
gegenüber
dem Zylinder 112 zu liegen. In einem äußeren Umfangsbereich 134 der Scheibenaufnahme 130 ist
eine Vielzahl von ersten Scheiben 136 in einer Linie positioniert.
In einem äußeren Umfangsbereich 84a des
Kupplungsgehäuses 84 ist
eine Vielzahl von zweiten Scheiben 138 wechselweise mit
den ersten Scheiben 136 angeordnet. Die ersten und zweiten
Scheiben 136, 138 sind angeordnet zwischen der
Druckplatte 124 und einer Seitenbaugruppe 84b des
Kupplungsgehäuses 84.
Die Druckplatte 124 und die Seitenbaugruppe 84b des Kupplungsgehäuses 84 sind
befestigt an dem zweiten Zwischenzahnrad 44/2, welches
drehbar gelagert ist auf der Zwischenwelle 16 mittels eines
Rollenlagers 140. Die Zwischenwelle 16 verfügt über ein
erstes Zwischenzahnrad 44/1, welches fluchtend mit dem
zweiten Zwischenzahnrad 44/2 darin integriert ist.
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Des
Weiteren ist die Zwischenwelle 16 an dem anderen Ende mit
der Kühlölpumpe 102 ausgestattet.
Die Kühlölpumpe 102 schließt eine
erste Pumpenabdeckung 142, die in Kontakt ist mit dem Lager 104/2,
ein und eine Pumpenplatte 148 ist befestigt an der Pumpenabdeckung 142 mittels
eines Positionierstiftes 1 und einer Befestigungsschraube 46.
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Des
Weiteren erstreckt sich eine Kühlölnut 150 axial
entlang der Mittellinie der Zwischenwelle 16. Die Zwischenwelle 16 verfügt auch über eine
erste Ölpassage 152,
welche darin gebildet wird, um mit der Kühlölnut 150 zu kommunizieren
und sich radial erstreckt bis zu dem Rollenlager 140, und
hat eine zweite Ölpassage 156,
welche in Verbindung ist mit der Kühlölnut 150 und sich
radial erstreckt bis zu einem Spalt 154 zwischen dem Stützrohr 106 und
der Scheibenaufnahme 130. Die Kühlölpumpe 102 kann auf
diese Weise einfach positioniert werden an einem Ende der Zwischenwelle 16 gegenüber der
Nebenkupplung 78 an dem anderen Ende der Zwischenwelle 16.
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5 zeigt
die Positionsrelationen zwischen der Eingangswelle 10,
der Ausgangswelle 12, der Rückwärtsgangwelle 14 und
der Zwischenwelle 16, wobei sich diese Wellen quer zu dem
Fahrzeug erstrecken. Die Rückwärtsgangwelle 14 ist
angeordnet in Richtung der Vorderseite des Fahrzeuges. Die Ausgangswelle 12 ist
angeordnet in Richtung des Fahrzeughecks aber ein bisschen tiefer
als die Rückwärtsgangwelle 14.
Die Eingangswelle 10 ist angeordnet über und zwischen der Rückwärtsgangwelle 14 und
der Ausgangswelle 12. Die Zwischenwelle 16 ist
angeordnet unterhalb und zwischen der Rückwärtsgangwelle 16 und
der Ausgangswelle 12. Auf diese Weise ist die Zwischenwelle 16 angeordnet
an der tiefste Stelle der Wellen. Die Abtriebswelle 98 ist angeordnet
in der gleichen Höhe
wie die Ausgangswelle 12.
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Entsprechend
ist die dauerhaft durch die Eingangswelle 10 angetriebene
Zwischenwelle an einem Ende mit der Nebenkupplung 78 und
an dem anderen Ende mit der Kühlölpumpe 102 ausgestattet. Die
Kühlölnut 150 in
der Zwischenwelle 16 verbindet die Kühlölpumpe 102 mit der
Nebenkupplung 78, was nicht nur zusätzliche Zahnräder zum
Antrieb der Kühlölpumpe 102 sowie
zusätzliche
Baugruppen wie Ketten vermeidet, sondern auch die Kühlölpumpe 102 antreibt,
und so das Kühlöl zu der
Nebenkupplung 78 fördert.
Dies reduziert die Anzahl der Bauelemente und verkürzt die
Kühlölpassage 150 zur
Verringerung des Verlustes an Antriebskraft.
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Zusätzlich verkürzt eine
Positionierung der Zwischenwelle 16 unterhalb der Eingangs-
und Ausgangswelle 10, 12 die Ölpassage, welche sich von einem Ölaufnahmebereich
zu der Kühlölpumpe 102 in dem
automatischen Getriebe 4 erstreckt, um so das Ansaugen
des Kühlöls zu verbessern.
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6 zeigt
eine vierte Ausführungsform
als spezielle Ausgestaltung der folgenden Erfindung.
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Diese
vierte Ausführungsform
ist eine Variation der Gestaltung der zweiten Ausführungsform (2),
wobei die Ausgangswelle 12 ein angetriebenes Zahnrad 46 für den dritten
Gang benachbart zu dem angetriebenen Zahnrad 54 für den fünften Gang umfasst
und wobei das zweite Zwischenzahnrad 44/2 in Angriff ist
mit dem angetriebenen Zahnrad 46 des dritten Ganges, welches
befestigt ist an dem Kupplungsgehäuse 84 der Nebenkupplung 78 in Richtung
des anderen Endes der Zwischenwelle 16. Entsprechend dieser
vierten Ausführungsform (6)
ist das angetriebene Zahnrad 46 des dritten Ganges dagegen
nicht angeordnet zwischen dem zweiten und dritten angetriebenen
Zahnrad 40, 50 an der Ausgangswelle 12,
so dass kleinere Lücken
zwischen dem zweiten und vierten Antriebszahnrad 38, 48 an
der Eingangswelle 10 und zwischen dem zweiten und vierten
angetriebenen Zahnrad 40 und 50 an der Ausgangswelle 12 entstehen.
Das automatische Getriebe 4 wird durch die kleineren Lücken verkürzt und
ergibt so ein automatisches Getriebe 4 mit einer Länge über alles "L 3", so dass die Befestigung
desselben in einem Fahrzeug verbessert wird.
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7 zeigt
eine fünfte
Ausführungsform
als eine spezielle Ausführung
der vorliegenden Erfindung.
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Die
fünfte
Ausführungsform
ist eine Variation des Aufbaus der dritten Ausführungsform (3), wobei
eine Nebenkupplung 78 vorhanden ist und das zweite Zwischenzahnrad 44/2 ein
Eingriff ist mit dem angetriebenen Zahnrad 50 des vierten
Ganges.
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Entsprechend
der fünften
Ausführungsform (7)
ist der Durchmesser der Nebenkupplung 78 verringert und
ein Ringzahnrad 202 wird anstelle des zweiten Zwischenzahnrades 44/2 verwendet.
Das Ringzahnrad 202 ist direkt befestigt an und erstreckt sich
um den äußeren Umfang
der Kupplungsgehäuse 84,
so dass die Außenbereiche
der Nebenkupplung 78 kompakter gestaltet werden können, um
die Gesamtgröße des Automatikgetriebes 4 miniaturisieren
zu können.
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Wie
zuvor beschrieben umfassen bei einem automatischen Getriebe entsprechend
der vorliegenden Erfindung die schaltbaren Gänge den ersten Pfad zur direkten Übertragung
des Drehmomentes der Eingangswelle auf die Ausgangswelle und den zweiten
Pfad zur Übertragung
des Drehmomentes über
eine Zwischenwelle in dem Antriebskraftpfad von der Eingangswelle
auf die Ausgangswelle. Der erste Pfad umfasst mindestens ein Ausgangszahnrad,
welches durch eine Schaltmuffe ein- und auskuppelbar ist, an der
Ausgangswelle. Das Ausgangszahnrad ist nachfolgend verbunden mit
dem zweiten Pfad. Der zweite Pfad umfasst das erste Zwischenzahnrad
an der Zwischenwelle als Eingang für das Drehmoment, die Nebenkupplung
und das zweite Zwischenzahnrad, welches drehbar angeordnet ist an
der Nebenkupplung zur Abgabe des Drehmomentes. Die Ausgangswelle
umfasst ein Ausgangszahnrad für
mittlere Gänge
im Eingriff mit dem zweiten Zwischenzahnrad, welches auf dieses
Weise einen schaltbaren Gang für
die mittleren Gänge
bildet. Im Ergebnis wird die Zwischenwelle angetrieben durch den
Getriebezug für
den mittleren Gang. Die Gesamtlänge
des automatischen Getriebes kann reduziert werden um die axiale Breite
sowohl des Antriebszahnrades, das sowohl zum Antrieb der Zwischenwelle
als auch der Nebenkupplung dient, so dass das automatische Getriebe
in seiner Größe (Länge) reduziert
werden kann. Eine gegenseitige Beeinflussung mit dem Fahrzeugrahmen
kann eliminiert oder minimiert werden bei einem Einbau des Antriebsmotors
und des automatischen Getriebes in ein FF (Frontmotor, Frontantrieb)
Fahrzeug oder bei quer liegendem Einbau in einem Fahrzeug.