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Getriebeanordnung für Kraftfahrzeuge mit querliegendem Motor, insbesondere
für Kraftfahrzeuge mit Frontantrieb Die Erfindung bezieht sich auf eine Getriebeanordnung
für Kraftfahrzeuge mit querliegendem, unmittelbar im Bereich der angetriebenen Fahrzeugachse,
z.B. vor bzw. oberhalb derselben, angeordnetem Motor, insbesondere für Kraftfahrzeuge
mit Frontantrieb, bestehend aus einem seitlich zur Kupplungsausgangswelle versetzt
angeordneten Geschwindigkeitswechselgetriebe und einem diesem nachgeschalteten,
.in der
Mitte der angetriebenen 'ahrzeugachse sitzenden I)ifferentialgetriebe,
wobei das Motordrehmoment von der Kupplungsausgangswelle durch einen Zahntrieb zunächst
auf eine zwischen Kupplungsausgangswelle und Getriebehauptwelle liegende Vorgelegewelle
übertragen wird, von dieser auf die Getriebehauptwelle übergeht und schließlich
in das fahrzeugmittig liegende Differentialgetriebe eingeleitet wird.
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Getriebeanordnungen der vorgenannten Art gewinnen im Zuge des allgemeinen
Trends nach kleineren Autos zunehmend an Bedeutung. Vornehmlich bei Fahrzeugen mit
Frontantrieb, bei denen der Motor im Wagenvorderteil quer angeordnet ist, stellt
die Baulänge des aus Motor, Kupplung und Getriebe bestehenden Antriebsaggregates
im hinblick auf die beschränkte Spurbreite des Fahrzeuges eine kritische Größe dar.
Dies um so mehr, als die in Rede stehende Getriebeanordnung hauptsächlich für Kleinfahrzeuge
in Frage kommt. Andererseits ist man bestrebt, die zwischen den beiden angetriebenen
Rädern vorhandene Einbaubreite wegen der damit verbundenen Vereinfachung der Gesamtanordnung
weitgehend auszunutzen.
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Eine Getriebeanordnung der eingangs bezeichneten Art ist beispielsweise
durch die Firma Datsun (Typ lOOA) praktisch verwirklicht worden. Hierbei wird das
Motordrehmoment von
der Kupplungsausgangswelle durch ein separates
Zahnradpaar auf die Vorgelegewelle des etwa oberhalb des Differentialgetriebes angeordneten
Geschwindigkeitswechselgetriebes übertragen. Um den großen Abstand zwischen Kupplungsausgangswelle
und Geschwindigkeitswechselgetriebe zu überbrücken, ist zwischen das erwähnte Zahnradpaar
ein drittes Zahnrad zwischengeschaltet. Der Nachteil dieser bekannten Getriebeanordnung
besteht darin, daß innerhalb des Kraftflusses zwischen Getriebeausgangswelle und
Differentialgetriebe im ersten bis dritten Gang fünf Lasteingriffe und im vierten
Gang 3 Lasteingriffe erforderlich sind. Eine weitere bekannte, durch die Firma Peugeot
(Typ 104) verwirklichte Getriebeanordnung ist ähnlich wie die beschriebene Datsun-Version
aufgebaut. Das Drehmoment läßt sich nachteiligerweise in allen vier Gängen nur durch
vier Last eingriffe auf das Differentialgetriebe übertragen. Beiden bekannten Getriebeanordnungen
ist überdies der wesentliche Nachteil gemeinsam, daß Kupplung und Geschwindigkeitswechselgetriebe
von außen nur sehr schwer zugänglich sind. Es ist daher schwierig, Kupplungs- bzw.
Getriebeteile auszuwechseln.
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imine weitere Getriebeanordnung für Wagen mit Frontantrieb und querliegendem
Motor ist durch die Firma Fiat (Typ 127/128) bekanntgeworden. Bei dieser bekannten
Ausführung werden zwar nur zwei Lasteingriffe für die Übertragung des Motordrehmoments
auf
das Differentialgetriebe benötigt. Das Geschwindigteitsweehselgetriebe ist Jedoch
hier - abweichend von den beiden anderen beschriebenen bekannten Versionen - in
axialer Verlängerung der Kupplungsausgangswelle angeordnet.
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Hierdurch ergibt sich nachteiligerweise eine sehr große Baulänge der
aus Motor und Geschwindigkeitswechselgetriebe bestehenden dntriebseinheit, wodurch
wiederum eine sehr große Spurbreite des Fahrzeugs erforderlich wird. außerdem läßt
diese Getriebeanordnung naehteiligerweise keine fahrzeugmittige Anordnung des Differentialgetriebes
zu. Es ergeben sich somit ungleich lange Antriebswellen für die Fahrzeugräder. Hierdurch
bedingt er6eben sich beim Ein- und Ausfedern der angetriebenen Fahrzeugräder ungleiche
Winkelausschläge in den erforderlichen homokinetischen Gelenken.
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Der größere Winkelaunschlag und damit eine ungleich höhere mechanische
Belastung des betreffenden homokinetischen Gelenkes ergibt sich dabei an der klirzeren
der beiden Radantriebswellen.
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Der Erfindung liegt nun die rufgabe zugrunde, eine Getriebeanordnung
der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, die eine relativ kurze Baulänge des aus
Motor, Kupplung und Geschwindigkeitswechselgetriebe bestehenden Antriebsaggregates
im Hinblick auf die beschränkte Spurbreite des Fahrzeuges
aufweist.
Als weiteres, wichtiges Anliegen der Erfindung ist zu nennen, daß die Getriebeanordnung
möglichst wenige Lasteingriffe für die Ubertragung des Drehmoment es auf das Differentialgetriebe
benötigen und das Differentialgetriebe fahrzeugmittig liegen soll. Nach dem Grundgedanken
der Erfindung wird dieses Ziel bei einer Getriebeanordnung der eingangs bezeichneten
Art in einfacher und vorteilhafter Weise dadurch erreicht, daß das auf der Kupplungsausgangswelle
sitzende Zahnrad unmittelbar mit einem etwa in der Mitte der Vorgelegewelle angeordneten
Zahnrad in Eingriff steht.
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Achs-Um den relativ großen abstand zwischen Kupplungsausgangswelle
und Vorgelegewelle ohne Zwischenzahnräder zu überbrücken, schlägt die Erfindung
in vorteilhafter Weiterbildung ihres Grundgedankens vor, daß das auf der Kupplungsausgangswelle
sitzende Zahnrad unmittelbar mit einem für einen großen, vorzugsweise den größten
Gang vorgesehenen Zahnrad der Vorgelegewelle kämmt.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung, welches sich insbesondere zur
Anwendung an einem Viergang-Wechselgetriebe eignet, besteht darin, daß die Zahnräder
für den dritten und vierten Gang auf der Vorgelegewelle gegenüber der üblichen Reihenfolge
der Zahnräder vertauscht angeordnet sind und daß tlas auf der Kupplungsausgangswelle
sitzende Zahnrad mit dem für
den vierten Gang vorgesehenen Zahnrad
der Vorgelegewelle kämmt. Hierdurch läßt sich vorteilhaft eine weitere Verkürzung
des gesamten Antriebsaggregates erzielen.
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Um in jedem Fall eine fahrzeugmittige Anordnung des Differentialgetriebes
sicherzustellen, wird weiterhin eine derartige Verlängerung der Getriebehauptwelle
vorgeschlagen, daß das Abtriebszahnrad der Getriebehauptwelle jenseits der Längsmittelebene
des Fahrzeuges mit dem Differentialgetriebe in Eingriff kommt. Hierdurch wird ferner
vorteilhaft der Abstand zwischen dem Lagerauge des Getriebegehäuses und dem Zahnkranz
auf der Kupplungsschwungscheibe vergrößert und damit die Möglichkeit geschaffen,
beispielsweise bei der Demontage das Getriebegehäuse um einen diesem Abstand entsprechenden
Betrag axial abzuziehen, bevor es dann seitlich weggenommen werden kann. Hierbei
ist es zweckmäßig, die Durchmesser des auf der Kupplungsausgangswelle sitzenden
Zahnrades und des für den größten Gang vorgesehenen Zahnrads auf der Vorgelegewelle
so groß zu wählen, daß das mit dem Differentialgetriebe kämmende Abtriebszahnrad
der Getriebehauptwelle an dem Kupplungsgehäuse vorbeiführbar ist. Hierdurch ist
eine leichte Aus- bzw. Einbaubarkeit der Getriebehauptwelle gewährleistet.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung können aus den Unteransprüchen
sowie - anhand eines Ausführungsbeispiels -aus der Zeichnung und der nachstehenden
Zeichnungsbeschreibung entnommen werden. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 ein Antriebsaggregat
nach der Erfindung für frontangetriebene Fahrzeuge mit angetriebener Vorderachse
in Fahrtrichtung gesehen, Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 in Draufsicht, Fig.
3 den Gegenstand von Fig. 1 und 2 in Seitenansicht (Pfeilrichtung B), Fig. 4 eine
Getriebeanordnung nach der Erfindung im Längsschnitt (Schnitt längs IV - IV in Fig.
5), wobei auf die Anordnung von vorn, d.h. entgegen der Fahrtrichtung, geblickt
wird, und Fig. 5 die Getriebeanordnung nach Fig. 4 in Seitenansicht (schematisch).
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Nach Fig. 1 - 3 bezeichnen 10 einen quer zur Fahrtrichtung angeordneten
Motorblock eines frontangetriebenen Personenkraftfahrzeuges. Die Lage der Kurbelwelle
des Motors 10 ist
in Fig. 1 und 2 durch eine strichpunktierte Linie
und in P'ig.
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3 durch einen Punkt 11 gekennzeichnet. Am Motor 10 bezeichnet 12 die
Einlaß- und 13 die Auslaßstutzen. Ein Keilriemcn für den Antrieb nicht dargestellter
Hilfsaggregate ist mit 14 beziffert.
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Die aus Fig. 1 - 3 ersichtliche angetriebe Achse des Fahrzeuges, in
diesem Fall die Vorderachse, ist insgesamt mit 15 bezeichnet. An ihren beiden äußeren
Enden sind die Vorderräder 16 und 17 erkennbar. Die beiden Räder 16, 17 werden durch
Xlalbachsen 18 bzw. 19 angetrieben, die jeweils über ein homokinetisches Gelenk
20 bzw. 21 mit einem Differentialgetriebe 22 in Verbindung stehen. An den Rädern
16, 17 greifen die Antriebsachsen 18, 19 ebenfalls jeweils über ein homokinetisches
Gelenk 23 bzw. 24 an.
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Wie weiterhin aus Fig. 1 - 3 hervorgeht, schließt sich stirnseitig
an den Motor 10 ein mit 25 bezeichneter Geschwind Igkeitswechselgetriebeblock an.
Der Getriebeblock 25 ist gegenüber der Kurbelwellenachse 11 seitlich und nach unten
versetzt am Motorblock 10 angeflanscht. Ein vom nicht gezeigten Schalthebel kommendes
Schaltgestänge zur Betätigung des Getriebes 25 ist mit 26 bezeichnet.
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Die Übertragung des vom Motor 10 erzeugten Drehmoments auf das Geschwindigkeitswechselgetriebe
25 und von dort auf clas Differentialgetriebe 22 ist im einzelnen aus Fig. 4 und
5 ersichtlich. In Fig. 4 bezeichnet 27 die nur in Umrissen angedeutete Kupplung
und 28 die über die Kupplung 27 mit der Kurbelwelle 11 verbundene und koaxial zu
dieser angeordneter Kupplungsausgangswelle. Auf der Kupplungsausgangswelle 28 sitzt
- drehfest mit dieser verbunden - ein Stirnrad 29, welches mit dem größeren Stirnrad
30 eines Zahnradblockes 31 kämmt. Der Zahnradblock 31 ist drehfest mit der Vorgelegewelle
32 des Geschwindigkeitswechselgetriebes 25 verbunden.
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Er enthält außer dem bereits erwähnten größeren Zahnrad 30 noch ein
etwas kleineres Zahnrad 33, welches für den dritten Getriebegang vorgesehen ist.
Das größere Zahnrad 30 ist für den vierten Getriebegang gedacht. Weitere, einstückig
mit der Vorgelegewelle 32 hergestellte Zahnräder 34 und 35 sind für den ersten bzw.
zweiten Getriebegang vorgesehen. Ein weiteres mit der Vorgelegewelle 32 aus einem
Stück bestehendes Zahnrad 36 dient der Schaltung des Rückwärtsganges. Die Vorgelege-Zahnräder
30, 33, 34 und 35 stehen mit entsprechenden Zahnrädern 37 - 40 in ständigem Eingriff,
die in üblicher Weise einzeln drehbar auf der mit 41 bezifferten Getriebehauptwelle
gelagert sind. Die Schaltung der Gänge erfolgt in üblicher und daher nicht näher
gezeigter Weise durch auf der Getriebehauptwelle 41 sitzende, mit dieser drehfest
verbundene, hin- und herbewegbare Schaltklauen.
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Wie Fig. 4 weiterhin erkennen i;ißt, ist die Getriebehauptwelle 41
in Richtung auf die durch eine strichpunktierte Linie 42 gekennzeichnete Fahrzeugmitte
hin verlängert ausgebildet. Sie trägt an ihrem verlängerten Ende, das den Getriebeausgang
darstellt, ein kleineres Stirnrad 43, das mit einem größeren Stirnrad 44 ständig
in Eingriff steht. Das größere Stirnrad 44 ist durch Schrauben 45 mit dem Käfig
46 des Differentialgetriebes 22 verbunden. Von dort wird das Drehmoment in üblicher
und daher nicht näher gezeigter Weise auf die beiden Antriebsachsen 18, 19 übertragen.
Zur Ubertragungdes Motordrehmoments von der Kupplungsausgangswelle 28 auf das Differential
22 sind also bei allen vier Gängen lediglich drei Lasteingriffe erforderlich. Die
drei Lasteingriffe finden statt 1. zwischen dem Zahnrad 29 auf der Kupplungsausgangswelle
28 und dem Zahnrad 30 des Zahnradblockes 31 auf der Vorgelegewelle 32, 2. je nach
Gangwahl mit einem Zahnrad (37 - 40) der Getriebehauptwelle 41 und 3. zwischen dem
Abtriebszahnrad 43 der Getriebehauptwelle 41 und dem Zahnrad 44 des Differentialgetriebes
22.
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Aufgrund der Tatsache, daß es sich bei dem Zahnrad 30, auf welches
das Motordrehmoment durch das Zahnrad 29 unmittelbar übertragen wird, um das Zahnrad
des Vorgeleges mit größtem
Durchmesser handelt, ergibt sich zwischen
dem Zahnrad 29 und der Vorgelegewelle 32 das günstigste tbersetzungsverhältnis.
Zugleich ergeben sich dadurch gute Eingriffsverhältnisse und ein ruhiger Lauf des
Getriebes. Weiterhin ist zu erwähnen, daß bei der dargestellten Getriebeanordnung
die für den vierten bzw. dritten Gang vorgesehenen Zahnräder 30 und 33 gegenüber
üblichen Getriebeanordnungen vertauscht auf er Vorgelegewelle 32 angeordnet sind.
Das größte Zahnrad 30 des Vorgeleges kommt dadurch etwa in die Mitte der Vorgelegewelle
32 zu liegen. Dadurch wird in Bezug auf die axiale Baulänge (L in Fig. 2) des aus
Motor 10 und Getriebeblock 25 bestehenden Antriebsaggregates das Maß s im Sinne
einer Verkürzung des Antriebsaggregates gewonnen. Der zwischen den beiden Fahrzeugrädern
16, 17 zur Verfügung stehende, insbesondere bei Klein-Fahrzeugen begrenzte Raum
(Spurbreite) wird also in diesem Fall durch die erfindungsgemäße Vertauschung der
Zahnräder 30, 33 optimal ausgenutzt. Es bleibt beidseitig des Antriebsaggregates
10, 25 noch genügend Platz für die Installierung von Hilfsaggregaten und dergleichen.
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Durch die in Fig. 4 gezeigte und oben beschriebene Verlängerung der
Getriebehauptwelle 41 wird es vorteilhaft möglich, das Differentialgetriebe 22 in
der Kahrzeugmitte 42 anzuordnen, so daß die beiden Antriebsachsen 18, 19 gleich
lang sind und beim Einfedern der Räder 16, 17 gleiche Winkelausschläge l bzw.j>1
(Fig. 1) durchführen. Der Gesamtwinkelausschlag (; + 3) jeder Antriebsachse 18 bzw.
19 und damit auch die Beanspruchung
und der Verschleiß der homokinetischen
Gelenke 20, 2iq 23 und 24 wird dadurch vorteilhafterweise auf ein Minimum reduziert.
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Als ein weiteres wesentliches, vorteilhaftes Merkmal der aus Fig.
4 und 5 ersichtlichen Getriebeanordnung ist zu erwähnen, daß der Abstand zwischen
der Kupplungsausgangswelle 28 und der Getriebehauptwelle 41 so groß gewählt ist
-dies ist z.B. auch eine Folge der Drehmomentübertragung durch die beiden großen
Zahnräder 29 und 30 - daß die Getriebehauptwelle an der mit 47 bezeichneten Kupplungsschwungscheibe
(Anlasser-Zahnkranz) vorbeigeführt werden kann. Es ist somit ein Ein- und Ausbau
der Getriebehauptwelle von der Außenseite des Getriebeblockes 25 her möglich.
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Als weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung zeigt insbesondere
Fig. 4, daß das Kupplungsgehäuse (Kupplungsglocke) das Gehäuse des Geschwindigkeitswechselgetriebes
25 und das Gehäuse des Differentialgetriebes 22 aus einem einzigen Gußstück bestehen,
welches das Bezugszeichen 48 trägt. Mittels einer Reihe von Schrauben, von denen
eine in Fig. 4 gezeigt und mit 49 beziffert ist, ist das gemeinsame Gehäuse 48 an
den Motorblock 10 (Fig. 1 - 3) angeschraubt. Zur Montage sowie zum Aus- und Einbau
von Teilen weist das gemeinsame Antriebsgehäuse 48 einen Lagerdeckel 50 und drei
weitere Blechabdeckungen 51, 52 und 53 auf. So ist es z.B. möglich, die
Kupplungsscheibe
(nicht gezeigt) auszubauen, ohne daß es hierzu erforderlich ist, das Getriebe 25
vom Motor 10 zu trennen.
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Durch die durch die Abdeckung 52 verschlossene Öffnung im gemeinsamen
Gehäuse 48 kann die Kupplungsausgangswelle 28 ausgebaut werden. Anschließend, d.h.
nach Lösen der entsprechenden Teile, vermag man die Kupplungsscheibe durch die von
der Abdeckung 51 verschlossene Offnung des gemeinsamen Gehäuses 48 herauszuziehen.
Vorgelegewelle 32 und Getriebehauptwelle 41 lassen sich zusammen mit den zugehörigen
Zahnrädern und anderen Teilen nach Abnahme des Lagerdeckels 50 aus- bzw.
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einbauen. Die Teile des Differentials 22 sind nach Wegnahme der Abdeckung
53 von außen gut zugänglich.
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Patentansprüche