DE19854209A1 - Gruppenschaltgetriebe für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Gruppenschaltgetriebe für Kraftfahrzeuge

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Abstract

Gruppenschaltgetriebe für Kraftfahrzeuge, umfassend eine Getriebeeingangswelle (10), eine zur Getriebeeingangswelle parallele Vorgelegewelle (12), eine zur Vorgelegewelle (12) parallele Getriebeausgangswelle (11) und wenigstens fünf Zahnradstufen A, B, C, D, E, F zur Bildung von Vorqärtsgängen und zwei Zahnradstufen C, F zur Bildung eines Rückwärtsganges. Die Zahnradstufen bestehen aus wenigstens drei Zahnrädern (18, 19, 20) unterschiedlichen Durchmessers, die auf der Getriebeeingangswelle (10) drehfest angeordnet sind und die jeweils mit zugerodneten Zahnrädern (21, 22, 23) kämmen, die auf der Vorgelegewelle (12) drehbar angeordnet sind, einem gesondert gelagerten Zwischenzahnrad (24), das mit demjenigen Zahnrad (19) auf der Getriebeeingangswelle (10) kämmt, das den kleinsten Durchmesser hat und das mit einem auf der Vorgelegewelle (12) drehbar gelagerten Zahnrad (25) für Rückwärtsfahrt kämmt, und wenigstens zwei Zahnrädern (30, 31) unterschiedlichen Durchmessers, die auf der Vorgelegewelle (12) drehbar gelagert sind und die jeweils mit zugeordneten Zahnrädern (28, 29) kämmen, die auf der Getriebeausgangswelle (11) drehfest angeordnet sind. Mit Wechselkupplungen (26, 27, 32) sind wahlweise zwei der auf der Vorgelegewelle (12) gelagerten Zahnräder (21, 22, 23, 25, 30, 31) mit der Vorgelegewelle kuppelbar, von denen jeweils eines mit einem der auf der Getriebeeingangswelle (10) drehfest angeordneten Zahnräder (18, 19, 20) oder mit dem Zwischenzahnrad (24) kämmt und ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Gruppenschaltgetriebe für Kraftfahrzeuge, umfas­ send eine Getriebeeingangswelle, eine zur Getriebeeingangswelle parallele Vorge­ legewelle, eine zur Vorgelegewelle parallele Getriebeausgangswelle und wenigstens fünf Zahnradstufen zur Bildung von mehreren Vorwärtsgängen und zwei Zahnradstu­ fen zur Bildung eines Rückwärtsganges, bestehend aus wenigstens drei Zahnrädern unterschiedlichen Durchmessers, die auf der Getriebeeingangswelle drehfest ange­ ordnet sind und die jeweils mit zugeordneten Zahnrädern kämmen, die auf der Vor­ gelegewelle drehbar angeordnet sind, ein gesondert gelagertes Zwischenzahnrad, das mit demjenigen Zahnrad auf der Getriebeeingangswelle kämmt, das den klein­ sten Durchmesser hat und das mit einem auf der Vorgelegewelle drehbar gelagerten Zahnrad für Rückwärtsfahrt kämmt, wenigstens zwei Zahnrädern unterschiedlichen Durchmessers, die auf der Vorgelege drehbar gelagert sind und die jeweils mit zu­ geordneten Zahnrädern kämmen, die auf der Getriebeausgangswelle drehfest an­ geordnet sind, Wechselkupplungen, mit denen wahlweise zwei der auf der Vorgele­ gewelle gelagerten Zahnräder mit der Vorgelegewelle kuppelbar sind, von denen je­ weils eines mit einem der auf der Getriebeeingangswelle drehfest angeordneten Zahnräder oder mit dem Zwischenzahnrad kämmt und jeweils das andere mit einem der auf der Getriebeausgangswelle drehfest angeordneten Zahnräder kämmt.
Bei einem in der DE 196 12 690 C1 beschriebenen Gruppenschaltgetriebe dieser Gattung ist die Vorgelegewelle zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle angeordnet. Eine Verbindung der Getriebeeingangswelle mit der zu dieser versetzt angeordneten Getriebeausgangswelle ist daher nur über eine Zahnradstufe möglich, was aber mit einem gewissen Leistungsverlust verbun­ den ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Gruppen­ schaltgetriebe dahingehend zu verbessern, daß eine unmittelbare Verbindung der Getriebeeingangswelle mit der Getriebeausgangswelle möglich ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Getriebeein­ gangswelle und die Getriebeausgangswelle koaxial angeordnet sind und daß zwi­ schen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle eine Kupplung angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Ausbildung eines Gruppenschaltgetriebes ermöglicht einen Direktgang, indem die Getriebeeingangswelle mit der Getriebeausgangswelle gekuppelt wird, während die auf der Vorgelegewelle angeordneten Zahnräder frei umlaufen können. Durch die unmittelbare Kraftübertragung im Direktgang kann ein hoher Wirkungsgrad erzielt werden. Da für den Direktgang, d. h. für ein Überset­ zungsverhältnis von 1 : 1 keine Zahnradstufe erforderlich ist, kann auch eine kom­ pakte Bauweise und damit eine Gewichtsreduzierung erzielt werden.
Das erfindungsgemäße Gruppenschaltgetriebe eignet sich zum Einbau in Kraftfahrzeuge mit herkömmlichem Hinterradantrieb. In diesem Fall ist vorgesehen, daß die Getriebeausgangswelle über eine Kegelradpaarung mit dem drehbaren Gehäuse eines Ausgleichsgetriebes in Antriebsverbindung steht. Die Getriebeaus­ gangswelle und die zwei mit dem Ausgleichsgetriebe verbundenen Antriebswellen sind zueinander rechtwinklig.
Das erfindungsgemäße Gruppenschaltgetriebe eignet sich aber auch zum Einbau in Kraftfahrzeuge mit Vorderradantrieb. In diesem Fall ist vorgesehen, daß die Getriebeausgangswelle mit dem drehbaren Gehäuse eines Ausgleichsgetriebes drehfest verbunden ist und daß die Getriebeeingangswelle und die Getriebeaus­ gangswelle als Hohlwellen ausgebildet sind und eine der mit dem Ausgleichsgetrie­ be verbundenen Antriebswellen aufnehmen.
Falls das Kraftfahrzeug einen längs eingebauten Antriebsmotor hat, dann kann dessen Abtriebswelle über eine Kegelradpaarung mit der dazu rechtwinklig angeordneten Getriebeeingangswelle in Antriebsverbindung stehen.
Falls das Kraftfahrzeug jedoch einen quer eingebauten Antriebsmotor hat, dann kann dessen Abtriebswelle über eine Stirnradverzahnung mit der Getriebeein­ gangswelle in Antriebsverbindung stehen.
Einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Gruppenschaltgetriebes gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Gruppenschaltgetriebes gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Gruppenschaltgetriebes gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, und
Fig. 4 eine Tabelle der in den einzelnen Gängen wirksamen Zahnradstufen bzw. -kupplungen, bei dem in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Gruppenschaltgetriebe.
Das in Fig. 1 gezeigte Gruppenschaltgetriebe dient zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug mit Hinterradantrieb. Das Gruppenschaltgetriebe umfaßt im wesent­ lichen eine Getriebeeingangswelle 10, eine zu dieser koaxiale Getriebeausgangs­ welle 11 und eine Vorgelegewelle 12, die zur Getriebeeingangs- und Getriebeaus­ gangswelle 10, 11 parallel ist. Die Getriebeeingangswelle 10 kann durch eine Kupplung 13 unmittelbar mit der Getriebeausgangswelle 11 verbunden werden. Am abliegenden Ende der Getriebeausgangswelle 11 ist ein Kegelrad 14 befestigt, das mit einem am Gehäuse 16 eines Ausgleichsgetriebes bekannter Konstruktion befe­ stigten Tellerrad 15 kämmt. In dem Gehäuse 16 sind zwei Abtriebswellen 17 drehbar gelagert, die zur Getriebeeingangs- und Getriebeausgangswelle 10, 11 rechtwinklig angeordnet sind.
Auf der Getriebeeingangswelle 10 sind drei Zahnräder 18, 19, 20 drehfest angeordnet, wobei der Durchmesser des mittleren Zahnrades 19 am kleinsten und der Durchmesser des der Kupplung 13 zugekehrten Zahnrades 20 am größten ist. Die Zahnräder 18, 19 und 20 kämmen mit Zahnrädern 21, 22 und 23, die auf der Vorgelegewelle 12 drehbar gelagert sind. Das Zahnrad 19 kämmt ferner mit einem gesondert gelagerten Zwischenzahnrad 24, das seinerseits mit einem auf der Vorge­ legewelle 12 drehbar gelagerten Zahnrad 25 kämmt. Zwischen den auf der Vorgele­ gewelle 12 drehbar gelagerten Zahnrädern 21 und 22 bzw. 23 und 25 ist jeweils eine Wechselkupplung 26 bzw. 27 angeordnet.
Auf der Getriebeausgangswelle 11 sind zwei Zahnräder 28 und 29 mit unter­ schiedlichem Durchmesser drehfest angeordnet, wobei das der Kupplung 13 zuge­ kehrte Zahnrad 28 den kleineren Durchmesser hat. Die beiden Zahnräder 28 und 29 kämmen mit Zahnrädern 30 und 31, die auf der Vorgelegewelle 12 drehbar gelagert sind. Zwischen den beiden Zahnrädern 30 und 31 ist eine Wechselkupplung 32 an­ geordnet.
Die Zahnradpaarungen 18 und 21, 19 und 22, 20 und 23, 28 und 30 sowie 29 und 31 bilden jeweils eine Zahnradstufe A, B, D, E und F, die bei der Vorwärtsfahrt angewendet wird. Die Zahnräder 19 und 25 bilden in Verbindung mit dem Zwischen­ zahnrad 24 eine Zahnradstufe C, die zusammen mit der Stufe F bei der Rückwärts­ fahrt angewendet wird.
In der Tabelle nach Fig. 4 sind die in den einzelnen Gängen wirksamen Zahn­ radstufen mit einem "X" gekennzeichnet. Im ersten, zweiten, dritten, vierten, sech­ sten und siebten Gang sowie im Rückwärtsgang ist die Kupplung 13 geöffnet. Es ist erkennbar, daß in den genannten Vorwärtsgängen und im Rückwärtsgang jeweils zwei Zahnradstufen wirksam sind, indem zwei auf der Vorgelegewelle gelagerte Zahnräder mittels der diesen zugeordneten Wechselkupplung mit der Vorgelege­ welle drehfest verbunden werden, wobei eines der mit diesen beiden ausgewählten Zahnrädern kämmenden Zahnräder auf der Getriebeeingangswelle 10 und das andere Zahnrad auf der Getriebeausgangswelle 11 angeordnet ist. Im fünften Gang ist die Getriebeeingangswelle 10 durch Schließen der Kupplung 13 mit der Getrie­ beausgangswelle 11 direkt verbunden, wobei alle drei Wechselkupplungen 26, 27 und 32 ausgerückt sind. Der fünfte Gang ist daher als Direktgang ausgebildet, wobei keines der auf der Vorgelegewelle 12 drehbar gelagerten Zahnräder an der Kraft­ übertragung teilnimmt.
Das in Fig. 2 gezeigte Gruppenschaltgetriebe dient zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug mit Frontantrieb. Dieses Gruppenschaltgetriebe unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform dadurch, daß die Getriebeausgangs­ welle 11' mit dem drehbaren Gehäuse 16 des Ausgleichsgetriebes drehfest verbun­ den oder mit diesem einstückig ausgebildet ist. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß die Getriebeeingangswelle 10' und dis Getriebeausgangswelle 11' als Hohlwellen ausgebildet sind und eine der mit dem Ausgleichsgetriebe verbundenen Abtriebswellen 17 aufnehmen. Am freien linken Ende der Getriebeeingangswelle 10' ist ein Stirn- oder Kettenrad 33 befestigt, das mit einem auf der (nicht gezeigten) Antriebswelle des quer eingebauten Antriebsmotors befestigten Stirn- oder Ketten­ rad kämmt. Im übrigen stimmt die Ausbildung des in Fig. 2 gezeigten Gruppen­ schaltgetriebes mit dem vorstehend beschriebenen Gruppenschaltgetriebe überein, und die in Fig. 4 gezeigte Kombination von jeweils zwei Zahnradstufen zur Bildung von sieben Vorwärtsgängen einschließlich eines Direktgangs und eines Rückwärts­ gangs trifft gleichermaßen zu.
In Fig. 3 ist eine Abwandlung des Gruppenschaltgetriebes nach Fig. 2 ge­ zeigt, bei dem die Abtriebswellen 17 nicht mit den Vorder-, sondern mit den Hinter­ rädern des Kraftfahrzeugs verbunden sind. Am linken freien Ende der gleichfalls als Hohlwelle ausgebildeten Getriebeeingangswelle 10' ist anstelle eines Stirnrades ein Tellerrad 34 befestigt. Dieses Tellerrad 34 kämmt mit einem an einer Kardanwelle 35 befestigten Kegelrad 36. Es ist auch eine Ritzel/Kronenrad Zahnradpaarung möglich. Eine solche Anordnung des Getriebes quer zum Fahrzeug in der Nähe der Hinterachse wird auch als Transaxlebauweise bezeichnet.
Für den Fachmann ist erkennbar, daß die vorstehend beschriebenen drei Ausführungsformen eines Gruppenschaltgetriebes dahingehend abgewandelt wer­ den können, daß die Anzahl der Zahnradstufen bei gleicher Baugröße vergrößert wird. Es sind auch Ausführungsformen mit weniger als sieben Gängen bei kompak­ ter Bauweise des Getriebes möglich. Eine weitere Abwandlung besteht darin, alle auf der Vorgelegewelle 12 angeordneten Zahnräder mit dieser drehfest zu verbinden und die auf der Getriebeeingangswelle 10, 10' und auf dem Ausgleichsgetriebege­ häuse 16 angeordneten Zahnräder drehbar zu lagern und die Wechselkupplungen 26, 27 und 32 diesen drehbar gelagerten Zahnrädern zuzuordnen.
Bezugszeichenliste
10
,
10
' Getriebeeingangswelle
11
,
11
' Getriebeausgangswelle
12
Vorgelegewelle
13
Kupplung
14
Kegelrad
15
Tellerrad
16
Ausgleichsgetriebegehäuse
17
Abtriebswelle
18
Zahnrad auf
10
19
Zahnrad auf
10
20
Zahnrad auf
10
21
Zahnrad auf
12
22
Zahnrad auf
12
23
Zahnrad auf
12
24
Zwischenzahnrad
25
Zahnrad auf
12
26
Wechselkupplung zwischen
21
und
22
27
Wechselkupplung zwischen
23
und
25
28
Zahnrad auf
11
29
Zahnrad auf
11
30
Zahnrad auf
12
31
Zahnrad auf
12
32
Wechselkupplung zwischen
30
und
31
33
Stirnrad auf
10
'
34
Tellerrad
35
Kardanwelle
36
Kegelrad
A Zahnradstufe
B Zahnradstufe
C Zahnradstufe
D Zahnradstufe
E Zahnradstufe
F Zahnradstufe
G Zahnradstufe

Claims (3)

1. Gruppenschaltgetriebe für Kraftfahrzeuge, umfassend eine Getriebeein­ gangswelle, eine zur Getriebeeingangswelle parallele Vorgelegewelle, eine zur Vor­ gelegewelle parallele Getriebeausgangswelle und wenigsten fünf Zahnradstufen zur Bildung von mehreren Vorwärtsgängen und zwei Zahnradstufen zur Bildung eines Rückwärtsganges, bestehend aus wenigstens drei Zahnrädern unterschiedlichen Durchmessers, die auf der Getriebeeingangswelle drehfest angeordnet sind und die jeweils mit zugeordneten Zahnrädern kämmen, die auf der Vorgelegewelle drehbar angeordnet sind, einem gesondert gelagerten Zwischenzahnrad, das mit demjenigen Zahnrad auf der Getriebeeingangswelle kämmt, das den kleinsten Durchmesser hat und das mit einem auf der Vorgelegewelle drehbar gelagerten Zahnrad für Rück­ wärtsfahrt kämmt, wenigsten zwei Zahnrädern unterschiedlichen Durchmessers, die auf der Vorgelegewelle drehbar gelagert sind und die jeweils mit zugeordneten Zahnrädern kämmen, die auf der Getriebeausgangswelle drehfest angeordnet sind, Wechselkupplungen, mit denen wahlweise zwei der auf der Vorgelegewelle gelager­ ten Zahnräder mit der Vorgelegewelle kuppelbar sind, von denen jeweils eines mit einem der auf der Getriebeeingangswelle drehfest angeordneten Zahnräder oder mit dem Zwischenzahnrad kämmt und jeweils das andere mit einem der auf der Getrie­ beausgangswelle drehfest angeordneten Zahnräder kämmt, dadurch gekennzeich­ net, daß die Getriebeeingangswelle (10, 10') und die Getriebeausgangswelle (11, 11') koaxial angeordnet sind und daß zwischen der Getriebeeingangswelle (10, 10') und der Getriebeausgangswelle (11, 11') eine Kupplung (13) angeordnet ist.
2. Gruppenschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeausgangswelle (11) über eine Kegelradpaarung (14, 15) oder eine andere Verzahnung mit dem drehbaren Gehäuse (16) eines Ausgleichsgetriebes in Antriebsverbindung steht. (Fig. 1)
3. Gruppenschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeausgangswelle (11') mit dem drehbaren Gehäuse (16) eines Aus­ gleichsgetriebes drehfest verbunden ist und daß die Getriebeeingangswelle (10') und die Getriebeausgangswelle (11') als Hohlwellen ausgebildet sind und eine der mit dem Ausgleichsgetriebe verbundenen Abtriebswellen (17) aufnehmen. (Fig. 2 und 3).
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