DE2805900C2

DE2805900C2 - Kraftübertragungseinheit für den Fahrantrieb eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE2805900C2
Application number: DE2805900A
Authority: DE
Inventors: Hideki Nagoya Morino
Original assignee: Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1977-02-14
Filing date: 1978-02-13
Publication date: 1983-09-15
Also published as: US4258587A; FR2380156B1; CA1077306A; DE2805900A1; JPS53100534A; GB1594795A; AU500328B2; FR2380156A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftübertragungseinheit für den Fahrantrieb eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch I.

Eine solche Kraftübertragungseinheit ist bekannt (GB-PS :0 08 116). Bei dieser bekannten Kraftübertragungseinheit ist das Gangwechseigetriebe für vier Vorwärtsgänge ausgelegt. Das Vorgelegetreibrad ist auf der von der gemeinsamen Ebene der Zahnräder des Übertragungsgetriebes und des Eingangsrades bezüglich der Kupplung abgewandten Seite angeordnet, da das Eingangsrad auf einer Hohlwelle sitzt, die sich in Richtung auf das Gangwechseigetriebe erstreckt und an ihrem dortigen Ende eine weitere, mit dem Vorgelegetreibrad kämmende Verzahnung trägt. Der Achsantrieb und das Ausgleichgetriebe sind unterhalb der Brennkraftmaschine angeordnet, so daß die gesamte Kraftübertragungseinheit verhältnismäßig kompakt ist.
τ Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Kraftübertragungseinheit so auszubilden, daß ihr Gangwechselgetriebe für fünf Vorwärtsgänge ausgelegt ist, wobei die gesamte Einheit dennoch möglichst kompakt sein soll.

ι» Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Da bei der Erfindung das Vorgelegetreibrad — anders als bei der bekannten Kraftübertragungseinheit π — in derselben Ebene wie die Zahnräder des Übertragungsgetriebes und das Eingangsrad angeordnet ist, hat die erfindungsgemäße Kraftübertragungseinheit geringere Baulänge als die bekannte Kraftübertragungseinheit. Das Zahnradpaar für den fünften Vorwärtsgang ist so angeordnet, daß sich dadurch die Abmessungen der Kraftübertragungseinheit weder in der Länge, noch In der Breite, noch in der Höhe vergrößern. Obwohl die erfindungsgemäße Kraftübertragungseinheit somit mehr Vorwärtsgänge schalten 2> kann als die bekannte Kraftübertragungseinheit, ist sie dennoch wegen ihrer geringeren Baulänge kompakter. Aus der GB-PS 1165 859 isi eine von der gattungsgemäßen Ausbildung abweichende Kraftübertragungseinheit bekannt — das Gangwechselgetriebe ist unter der Kupplung angebracht und entsprechend die Gesamtbauhöhe vergrößert —. bei der das Vorgelegetreibrad in der gemeinsamen Ebene der Zahnräder des Übertragungsgetriebes und des Eingangsrades angeordnet ist. so daß dieses Teilmerkmal an sich bekannt ist. Ferner ist aus der DE-OS 22 56 150 in Verbindung mit einer von der gattungsgemäßen Ausbildung abweichenden Kraftübertragungseinheit — die Primärwelle des Gangwechselgetriebes in Zweiwellenbauart ist koaxial zur Kupplung — an sich bekannt, •»ο eine die Kupplung aufnehmende Krimmer durch eine Trennwand von einer darunter angeordneten Kammer, in der bei dieser bekannten Einheit das Ausgleichgetriebe sitzt, zu trennen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im •<5 Unteranspruch gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. F.s zeigt

Fig. I einen Längsschnitt durch eine erste Ausfüh-)ü rungsform der Kraftübertragungseinheit:

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Kraftübertragungseinheit; und

Fig. 3 eine schematische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels für den Einbau der Kraftübertragungseinheit im hinteren Bereich des Fahrzeugs.

In allen Figuren sind zur Bezeichnung gleichartiger Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine 10 direkt ίο mit einem Schwungrad 12,4 verbunden, das einstückig mit einem Anlasserzahnkranz 125 ausgebildet ist, sowie mit einer lösbaren Kupplung 12, die eine Kupplungs-Kraftabgabewelle 14 hat. Die Achse der Kupplung 12 liegt parallel zur Längsachse eines Kraftfahrzeugs.
t" Ein Übertragungsgetriebe umfaßt eine Zwischenwelle 15, die unterhalb der Kraftabgabewelle 14 parallel zu dieser angeordnet ist und ein Zwischenzahnrad 18 trägt, das ständig mit einem von der Kraftabgabewelle 14

getragenen Zahnrad 16 kämmt.

Unmittelbar unterhalb der Zwischenwelle 15 und parallel zu der Kraftabgabewelle 14 ist eine Hauptwelle 22 eines Gangwechselgetriebes angeordnet, welche ein Eingangsrad 20 trägt das in konstantem Eingriff mit dem Zwischenzahnrad 18 ist und das auf der Hauptwelle 22 drehbar gelagert ist. Die Hauptwelle 22 ragt von der Maschine 10 und der Kupplung 12 weg nach hinten zu und trägt ein Zahnrad 24.4 für den dritten Gang, ein Zahnrad 24ß für den zweiten Gang und ein Zahnrad 24C für den ersten Gang. Am Vorderende der Hauptwelle 22 ist einstückig mit ihr ein Zahnrad 24£> für den fünften Gang (Schnellgang) ausgebildet, das zusammen mit der Welle dreht.

Zwischen das Eingangsrad 20 und das Zahnrad 24.4 für den dritten Gang sowie zwischen das Zahnrad 24ß für den zweiten Gang und das Zahnrad 22C für den ersten Gang sind Synchronisierschaltkupplungen 26A und 26ß vom Borg-Warner-Typ eingesetzt. Diese Synchronisierschaltkupplungen 26/4 und 26ß sind in Kerbverzahnung mit der Hauptwelle 22 zu einer Verschiebebewegung entlang derselben verbunden. Daher kommt beim Gangwechsei die Synchronhiicrschaltkupplung 26/4 entweder mit einem mit dem Eingangsrad 20 einstückigen Klauenrad 23/4 oder mit einem einstückig mit dem Zahnrad 24/4 für den dritten Gang ausgebildeten Klauenrad 25/4 in Eingriff, während die Synchronisierschaltkupplung 26ß entweder mit dem einstückig mit dem Zahnrad 24ß für den zweiten Gang ausgebildeten Klauenrad 25B oder mit dem einstückig mit dem Zahnrad 24C für den ersten Gang ausgebildeten Klauenrad 25Cin Eingriff kommt.

Eine Vorgelegewelle 28 ist parallel zur Hauptwelle 22 und in der gleichen Höhe wie diese angebracht, jedoch ist in F i g. 1 die Vorgelegewelle 28 zur Vereinfachung der Darstellung als unterhalb der Hauptwelle 22 liegend dargestellt. Die Vorgelegewelle 28 trägt ein Vorgelegetreibrad 30, das einstückig mit der Vorgelegewelle 28 ausgebildet ist und das ständig mit dem Eingangsrad 20 kämmt, das frei auf der Hauptwelle 22 dreht. Die Vorgelegewelle 28 trägt ferner ein Zahnrad 32/4 für den dritten Gang, das in ständigem Eingriff mit dem Zahnrad 244 für den dritten Gang steht, ein Zahnrad 32ß für den zweiten Gang, das ständig mit dtm Zahnrad 24ß für den zweiten Gang kämmt, und ein Zahnrad 32C für den ersten Gang, das ständig mit dem Zahnrad 24C für den ersten Gang kämmt. Die Vorgelegewelle 28 trägt ferner ein Zahnrad 32D für den fünften Gang, das frei drehbar auf der Vorgelegewelle 28 gelagert ist. ständig mit dem Zahnrad 24/5 für den fünften Gang kämmt und das einstückig mit einem Klauenrad 25D geformt ist.

Auf die Vorgelegewelle 28 ist für eine Verschiebungsbewegung entlang derselben eine Synchronisierschaltkupplung 26D in Kerbverzahnung aufgekeilt, die mit dem Klauenrad 25.O des Zahnrads 32D für den fünften Gang in Eingriff kommen kann, wodurch die Drehung der Vorgelegewelle 28 auf die Hauptwelle 22 übertragen wird.

Das vordere Ende der Hauptwelle 22 ist über eine Kerbverzahnungs· oder Keilnut-Verbindung 35 am rückwärtigen Ends einer Ii -brit/elwelle 34 befestigt, die unter die Kupplung 12 ragt und die an ihrem vorderen Ende ein Treibrilzel 36 trägt. Das Treibritzel 36 ist in ständigern Eingriff mit einem Teillerrad 38, das wiederum in Antriebsverbindung mit einer Ausgleichgetriebeeinhcit 40 verbunden ist. die ihrerseits mit (nicht ee/eieten) Vorderrädern zn deren Antrieb verbunden ist. Das Treibritzel 36 und das Tellerrad 38 bilden einen Achsantrieb.

Ein Gehäuse zum Abschließen der Kraftübertragungseinheit gemäß dem vorstehend beschriebenen

"> Aufbau ist aus einem Teilgehäuse 46 für die Kupplung und den Achsantrieb, einem Teilgehäuse 48 für das Gangwechselgetriebe und einer Zwischenplatte 50 gebildet, welche zwischen die Teilgehäuse 46 und 48 gesetzt ist.

t« Das Teilgehäuse 46 enthält eine erste Kammer 46/4. die die Kupplung 12, das Schwungrad 12Λ und den Anlasserzahnkranz 12S einschließt, eine zweite Kammer 46ß, die die Getriebeelemente für den fünften Gang einschließt, sowie eine dritte Kammer 46C die den

!"> Achsantrieb und die Ausgleichgetriebeeinheit 40 einschließt.

Im Bereich der ersten Kammer 46/4 ist das Teilgehäuse 46 mit (nicht gezeigten) Bolzen an dem Zylinderblock der Maschine 10 befestigt Die Zwischen-

-"·' platte 50 ist in ihrem oberen Bereich an dem die rückwärtige Stirnfläche der ersten Kammer 46/4 bildenden Teil des Teilgehäuses 4' angebracht. Die zweite Kammer 46S ist unterhalb de. ersten Kammer 46/4 gebildet und von dieser mittels einer Trennwand 52

■2· abgeteilt Die rückwärtige Öffnung der zweiten Kammer 46ß ist mittels der Zwischenplatte 50 angescHossen. Die dritte Kammer 46C ist vor der zweiten Kammer 46ß ausgebildet und von dieser mitteis einer Trennwand 54 abgeteilt. Dies bedeutet, daß im

'" Bereich der dritten Kammer 46Cdas Teilgehäuse 46 in Form eines Auslegers bzw. einer Ausk:agung unter die Maschine 10 ragt und zu dieser einen geringen Abstand hat. Die vordere Stirnöffnung der dritten Kammer 46C ist mittels eines Deckels 56 abgeschlossen.

)"> Das Teilgehäuse 48 für das Gangwechselgetriebe ist mittels einer Mehrzahl von Schraubbolzen an dem Teilgehäuse 46 befestigt, wobei die Zwischenplatte 50 zwischen die beiden Teilgehäuse eingesetzt ist. Das freie Ende der Kraftabgabewelle 14 ist mittels der Zwischenplatte 50 gelagert, während die Zwischenv.elle 55, die Hauptwelle 22 und die Vorgelegewelle 28 zwischen der Zwischenplatte 50 und dem Teilgehäuse 48 gelagert sine. Die Hauptwellen-Zahnradgruppe und die Vorgelegewellen-Zahnradgruppe sind in dem Raum eingeschlossen, der durch die Zwischenpiatte 50 und das Teilgehäuse 48 gebildet ist. An der Rückseite des Teilgehäuses 48 ist ein Ansatzgehäuse 58 angeschlossen, in welchem ein (nicht gezeigter) Gangschalthebel gelagert ist.

'" Als nächstes wird die Betriebsweise des ersten Ausführungsbeispieles der Kraftübertragungseinheit mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau beschrieben. Im Leerlauf wird die Kraft von der Kraftabgabewelle 14 über das Zahnrad 18, das Eingangsrad 20 und das

" Vorg-Migetreibrad 30 zur Vorgelegewelle 28 übertragen, wobei die Zahnräderpaare für den ersten, den zweiten und den dritten Gang drehen, jedoch keine Kraft auf die Hauptwelle 22 übertragen wird.

Beim Schalten "on Leerlauf auf den ersten Gang wird

^bl> die zweite Synrhronisierschaltkupplung 26ß auf der Hauptwelle 22 nacn hinten verschoben und kommt in Eingriff mit dem Kjauenrad 25Γ, so daß das Zahnrad 24C für den ersten Gang an der Hauptwelle 22 festgelegt wird, wodurch Drehmoment auf die Haupt-

"' welle 22 und folglich auf den Achsantrieb übertragen wird. Auf entsprechende Weise erfolgt die Gangschaltungauf den zweiten, den dritten oder den fünften Gang. In der Stellung für den vierten Gang ist die erste

Synchronhierschaltkupplung 26,Λ nach links verschoben und in Eingriff mit dem Klauenrad 23A des Eingangsrads 20, so daß dadurch das Eingangsrad 20 mit der Hauptwelle 22 drehfest verbunden ist.

Im Rückwärtsgang wird ein von der Zwischenwelle 15 getragenes Zwischenrad \5A über ein (nicht gezeigtes) Zwischenrad in Eingriff mit einem Rückwärtsgang-Zahnrad 15ß gebracht, das einstückig mit der Synchronisierschaltkupplung 26/\ ausgebildet ist.

Nachstehend wird das Zusammenbauverfahren beschrieben. Die Zwischenwelle 15, die Hauptwelle 22 und die Vorgelegewelle 28 werden mit den Zahnradern und den Lagern an beiden Enden bestückt. Jede der Wellen wird vertikal in der Weise festgelegt, daß die unteren Lager in entsprechende Lageröffnungen in der Zwischenplatte 50 eingesetzt werden können, die horizontal gehalten wird. Nach dem Einpassen der unteren Lager der Zwischenwelle 15. der Hauptwelle 22 und der Vorgelegewelle 28 in die entsprechenden Lageröffnungen in der Zwischenplatte 50 werden die oberen Lager in entsprechende l.ageröffnungen in dem Teilgehiiuse 48 eingepaßt. Danach wird die Teileinheit mit dem Getriebegehäuse 48. der Zwischenplatte 50. der Zwischenwelle 15. der Hauptwelle 22 und der Vorgelegewelle 28 mit Hilfe von Schraubbolzen an der hinteren Stirnfläche des Teiigehäuses 46 angebracht, die an dem Zylinderblock der Maschine 10 befestigt ist.

Es ist ersichtlich, daß die Zwischenplatte 50 in großem Ausmaß den Zusammenbau vereinfacht und erleichtert. Ferner kann im Falle eines Gctriebeschad;ns das Getriebe allein in einfacher Weise abgebaut werden. Weiterhin wird bei Bergfahrt oder Talfahrt des Kraftfahrzeugs die Kraftübertragungseinheit geneigt, jedoch dient die Zwischenplatte 50 wirkungsvoll dazu, einen Abfluß des Schmieröls aus dem Getriebegehäuse 48 in die zweite Kammer 46ß oder umgekehrt zu verhindern. Darüber hinaus dient die Zwischenplatte 50

dazu, die Steifigkeit der Krafiüberiragutigsemheii zu steigern und Geräusche und Vibrationen zu unterdrükken, die zum Fahrgastraum übertragen werden.

Eine in Fig. 2 gezeigte zweite Ausfiihrungsform der Kraftübertragungseinheit entspricht im Aufbau der vorstehend beschriebenen ersten Ausfiihrungsform im wesentlichen mit der Ausnahme, daß für einen Vierradantrieb innerhalb des Ansatzgehäuses 58 eine insgesamt mit 70 bezeichnete Kraftübertragungsvorrichtung angeordnet ist. Die Kraftübertragungsvorrichtung 70 ist aus einer Verbindungshülse 72. die auf die Hauptwelle 22 aufgekeilt ist. und einer Verbindungswelle 74 aufgebaut, die wiederum antriebsmäliig mit eiiu-r mit den Hinterrädern verbundenen Antriebswelle verbunden ist. Wenn die Verbindungshiilse 72 in Eingriff mit Klauenrädern oder Keilnutenrädern 76 der Verbindungsstange 74 gebracht wird, wird das Drehmoment nicht nur zu den Vorderrädern, sondern auch zu den Hinterrädern übertragen.

Die beiden vorstehend beschriebenen Aust'iihrungsbeispiele eignen sich für Kraftfahrzeuge mit Frontmotor, wobei dann die Brennkraftmaschine 10 oberhalb des Achsantriebs für die Vorderräder und in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs vor der Kupplung angeordnet ist. Eine andere Anordnung ist jedoch auch möglich. Bei dem in Fig. 3 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel dien«, der aus Brennkraftmaschine 10 und Kraftübertragungseinheit bestehende Block zum Antrieb von Hinte·. rädern 80 des Kraftfahrzeugs 60 und ist mit der Brennkraftmaschine vor der Hinterachse nahe dem Mittelpunkt zwischen dem vorderen und dem hinteren Ende des Fahrzeugs angeordnet Eine auf diese Weise angeordnete Brennkraftmaschine wird Mittelmotor genannt. Entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Baulänge der Kraftübertragungseinheit gering, so daß der mit 82 bezeichnete Raum am hinteren Ende des Kraftfahrzeuges vorteilhaft genutzt werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kraftübertragungseinheit für den Fahrantrieb eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuse, einer lösba: en Kupplung, deren Kraftabgabewelle koaxial zur Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verläuft, einem Gangwechselgetriebe, das eine Hauptwelle und eine Vorgelegewelle, die beide tiefer als die Kraftabgabewelle und parallel zu dieser angeordnet sind, ein Vorgelegetreibrad auf der Vorgelegewelle, ein auf der Hauptwelle drehbar gelagertes und mit dem Vorgelegetreibrad trieblich in Verbindung stehendes Eingangsrad sowie Zahnradpaare für einen ersten, einen zweiten und einen dritten Vorwärtsgang und eine die Zahnradpaare umgehende Schaltkupplung für einen direkten Gang aufweist, einem Übertragungsgetriebe zwischen der Kraftabgabewelle und dem Gangwechseigetriebe, wobei die Zahnräder des Übertragungsgetriebes und das Eingangsrad in einer gemeinsamen Ebene liegen und die Zahiaadpaare auf der von der Kupplung abgcwancitcn Seite dieser Ebene und tiefer als die Kupplung angeordnet sind, einem Achsantrieb mit einem Tellerrad und einem Treibritzel, der unterhalb der Brennkraftmaschine angeordnet ist, sowie einer unmittelbar unterhalb der Kupplung angeordneten Treibritzelweile, die die Hauptwelle mit dem Achsantrieb verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorgelegetreibrad (30) in der gemeinsamen Ebene der Zahnräder (16, 18) des Übertragungsgetriebes und des Eingangsrades (20) mit diesem dämmend angeordnet ist — wie an sich bekannt —. daß das Gangwechselgetriebe auf der Vorgelegewelle (28) und der Hauptwelle (22) ein weiteres Zahnradpaar (24£>, 3PD) für einen fünften Vorwärtsgang umfaßt, das aui der Kupplung (12) zugewandten Seite der gemeinsamen Ebene für das Übertragungsgetriebe und das Eingangsrad angeordnet ist. und daß eine Trennwand (52) des Gehäuses (46, 48, 50) dessen die Kupplung aufnehmende Kammer (46A) von seiner die Treibritzelwelle und das Zahnradpaar für den fünften Gang aufnehmenden Kammer (46B) tremt.

2. Kraftübertragungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Achsantrieb (36, 38) in trieblicher Verbindung mit einer Ausgleichgetriebeeinheit (40) für die Vorderräder steht und daß lösbar mit dem von der Treibritzelwelle (34) abgewandten Ende der Hauptwelle (22) des Gangwechselgetriebes eine Kraftübertragungsvorrichtung (70) für die Hinterräder gekuppelt ist.