DE2925011A1

DE2925011A1 - Getriebevorrichtung fuer ein kraftfahrzeug mit vierradantrieb

Info

Publication number: DE2925011A1
Application number: DE19792925011
Authority: DE
Inventors: Masayuki Kodama; Sadao Makishima; Toshio Takano
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1978-06-23
Filing date: 1979-06-21
Publication date: 1980-01-03
Also published as: US4170273A; SE437132B; DE2925011C2; JPS6256007B2; FR2429119B1; GB2024126B; SE7905467L; FR2429119A1; JPS554293A; GB2024126A

Description

Getriebevorrichtung für ein_iKraftfahrzeug mit Vierradantrieb

Priorität: 23. Juni 1978 U.S.A. 918,537

Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit Tierradantrieb«

Bei einem Personenwagen bestehen erhöhte Anforderungen für den Antrieb unter verschiedenen Bedingungen· Eine Porderaag besteht darin, daß der Wagen wirtschaftlich mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden kann, während eine andere Forderung darin besteht, daß der Magen mit hoher Leistung bei niedriger Geschwindigkeit angetrieben werden kann«. Des weiteren ist es erwünscht, daß eis Wagen mit Vierradantrieb in bestimmten -Fällen nur durch. die Vorderräder oder nur durch die Hinterräder angetrieben werden kann»

Um diese Anforderungen zu erfüllen, wird ein Untergetri vorgesehen, das mit dem Hauptgetriebe- und mit einer Kupplungseinrichtung zum Trennen der übertragung der Leistung auf die-Vorder- oder Hinterräder kombiniert ist«, wodurch der Magen in einem weiten Brehzahlbereicli und auch durch die Vorder- oder Hinterräder aagetrieöes werde kann. Biese Vorrichtung mit dem Untergetriebe und dev Kupplungseinrichtung muß Mit einem Schalthebel zms. Betätigen des Untergetrisbes und einem weiteren Schalthebel zum Betätigen der Kupplungseinrichtung ansät such su dem Schalthebel für das Hauptgetriebe versehen sein, d.h. es müssen -Irei Schalthebel vorgesehen werden* Dies erhöht die Schwierigkeit der Betätigung der Getriebe und der Kupplungseinrichtung, was den praktischen Betrieb des Wagens"be eintrachtigt.

Deshalb besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb zu schaffen«, bei der das Untergetriebe und die

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Kupplungseinrichtung durch, einen Schalthebel zum Schalten der Übertragungsdrehzahl des Untergetriebes und zum Umschalten des Vierradantriebs in den Zweiradantrieb für die Vorder- oder Hinterräder betätigt werden können.

Gemäß der Erfindung enthält die Getriebevorrichtung eine erste Haupttriebwelle, die mit der Kurbelwelle des Motors über eine Kupplungseinrichtung verbunden ist, ein Untergetriebe, das neben der ersten Haupttriebwelle angeordnet ist, eine zweite Haupttriebwelle, die neben dem Untergetriebe angeordnet ist, eine dritte Haupttriebwelle, die parallel zu der zweiten Haupttriebwelle angeordnet ist, ein Hauptgetriebe, das an der zweiten und der dritten Haupttriebwelle vorgesehen ist, eine Einrichtung zum Übertragen der Ausgangsleistung der dritten Haupttriebwelle auf die Vorderachse und die Hinterachse, eine Kupplungsvorrichtung in der Einrichtung zum Übertragen der Ausgangsleistung der dritten Haupttriebwelle zum wahlweisen Verbinden oder Trennen der Übertragung der Ausgangsleistung auf die Vorder- oder Hinterachse, einen axial gleitbaren Schaltstab zum Schalten der Kupplungseinrichtung in dem Untergetriebe, einen Betätigungsstab, der gleitbar parallel zu dem Schaltstab vorgesehen ist, einen Schalthebel, der mit dem Betätigungsstab verbunden ist, und eine Schaltgabel, die gleitbar an dem Betätigungsetab angebracht ist und in Eingriff mit der Kupplungsvorrichtung steht. Gemäß der Erfindung ist eine erste Eingriffseinrichtung, welche den Betätigungsstab und die Schaltgabel veranlaßt, in festen Eingriff miteinander innerhalb eines ersten Bewegungsbereichs des Schalthebels zu kommen, und eine zweite Eingriffseinrichtung vorgesehen, die den Betätigungsstab und den Schaltstab veranlaßt, in festen Eingriff zueinander innerhalb eines zweiten Bewegungsbereichs des Schalthebels angrenzend an den ersten Bewegungsbereich zu kommen.

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Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben, in der sind

Fig. 1a ein Schnitt, der die linke Hälfte einer Ausführungsform der Erfindung zeigt, Fig. 1b ein Schnitt, der die rechte Hälfte der Ausführungsform zeigt,

Fig. 2 ein Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1a, Fig. 3 ein Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1a, Fig. 4- ein Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 1b, Fig. 5 ein Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4-, Fig. 6a bis 6c Darstellungen, welche die Arbeitsweise

der Betätigungsvorrichtung zeigen, und Fig. 7& bis 7c Darstellungen, welche die Arbeitsweise der Betätigungsvorrichtung einer anderen Ausführungsform zeigen.

In der Zeichnung bezeichnet 1 ein Schwungrad, das an dem Ende der Kurbelwelle des Motors befestigt ist, der in Längsrichtung im vorderen !Peil des Wagens angeordnet ist.

Eine erste Haupttriebwelle 3 ist in Ausrichtung mit der Kurbelwelle drehbar gehalten und eine Kupplungsvorrichtung 2 ist an der ersten Haupttriebwelle vorgesehen, um mit dem Schwungrad 1 in Eingriff zu kommen. Ein Zweigang-Untergetriebe S ist über der Vorderachse F angeordnet und so ausgebildet, daß es die Leistung des Motors auf eine zweite Haupttriebwelle 10 überträgt. Das Untergetriebe S enthält ein Zahnrad 5» das auf der ersten Haupttriebwelle 3 gebildet ist, Gegenzahnräder 7 und 8, die drehbar auf einer Gegenwelle 6 angebracht sind, ein Zahnrad 11, das drehbar auf der zweiten Haupttriebwelle 10 angeordnet ist und eine Trägheitssperr-Synchrongetriebeeinrichtung 12, die auf der zweiten Haupttriebwelle 10 mit Keilverzahnung befestigt ist. Die Zahnräder 5 und 11 kämmen jeweils mit den Zahnrädern 7 und

Die zweite Haupttriebwelle 10 ist mit der ersten Haupttriebwelle 3 ausgerichtet und erstreckt sich in ein

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Getriebegehäuse 13 eines Vierganghauptgetriebes M und ist drehbar durch Lager 14- und 15 gehalten. Das Hauptgetriebe .K enthält eine untere Zweiganggetriebevorrichtung und eine obere Zweiganggetriebevorrichtung. Die untere Zweiganggetriebevorrichtung enthält Zahnräder 16 und 17, die auf der zweiten Haupttriebwelle 10 gebildet sind, Zahnräder 18 und 19, die drehbar auf einer dritten Haupttriebwelle 21 angebracht sind und jeweils mit den Zahnrädern 16 und 17 in Eingriff sind, und eine untere Schaltstufen-Synchrongetriebeeinrichtung 20, die auf die Welle 21 zwischen den Zahnrädern 18 und aufgekeilt ist. Die obere Zweiganggetriebevorrichtung enthält Zahnräder 22 und 23, die drehbar auf der zweiten Haupttriebwelle 10 angeordnet sind, eine obere Schaltgang -Synchronisiergetriebeeinrichtung 24, die auf die Welle 10 zwischen den Zahnrädern 22 und 23 aufgekeilt ist, und Zahnräder 25 und 26, die auf die dritte Haupttriebwelle 21 aufgekeilt sind und jeweils mit den Zahnrädern 22 und 23 in Eingriff sind. Die Einrichtung für den Rückwärtsgang ist in der Zeichnung nicht gezeigt.

Die dritte Haupttriebwelle 21 ist drehbar durch Lager 27 und 28 gehalten und mit einem Hypoidkegelzahnrad 30 versehen, das am vorderen Ende der Welle gebildet ist.

Das Hypoid-Kegelzahnrad 30 kämmt mit einem Glockenzahnrad 31 einer Endübersetzungsgetriebeeinrichtung. Die Endübersetzungsgetriebeeinrichtung ist unter dem Untergetriebe S in dem Raum zwischen der Kupplungsvorrichtung und dem Hauptgetriebe M angeordnet und ist so ausgebildet, daß es die Ausgangsleistung der dritten Haupttriebwelle auf die Vorderräder über die Vorderachse P überträgt. Das hintere Ende der dritten Haupttriebwelle 21 erstreckt sich aus dem Getriebegehäuse 13 und ist mit einem Zahnrad 37 mittels Keilverzahnung versehen.

Am hinteren Ende des Getriebegehäuses 13 ist ein weiteres Gehäuse 33 vorgesehen, in dem eine Hinterradantriebswelle 34-

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durch. Lager 35 und 36 drehbar gehalten ist. An der Hinterradantriebswelle 34- ist drehbar ein Zahnrad 38 angebracht, das mit dem Zahnrad 37 in Eingriff ist. Eine Hinterradantriebs-Synchrongetriebeeinrichtung 40 ist auf der Hinterradantriebswelle mittels Keilverzahnung angebracht. Die Hinterradantriebswelle 34- ist mit der Hinterachse über eine (nicht dargestellte) Kardanwelle verbunden.

Nachfolgend wird eine Vorrichtung zum Betätigen der Kupplungseinrichtung in dem Untergetriebe S und zum Kuppeln der dritten Haupttriebwelle 21 mit der Hinterradantriebswelle 34 beschrieben. Eine Schaltgabel 43 ist drehbar durch eine Welle 44 gehalten und die gegenüberliegenden Enden der Gabel sind in gleitbarem Eingriff mit einer Umfangsnut 42 einer Hülse 41, die Teil der Synchrongetriebeeinrichtung 12 ist. Der Hebel der Schaltgabel 43 ist schwenkbar mit einer Stange 45 verbunden, deren hinteres Ende mit einem Schaltstab 46 über einen Verbindungsteil 47 verbunden ist. Der Schaltstab 46 ist gleitbar in dem Gehäuse 33 gehalten und mit einem Paar Kerben 48 und 49 versehen, siehe Fig. 5· Mit einer der Kerben ist eine Sperrkugel 50 mittels einer Feder 5Ί in Eingriff, so daß der Schaltstab 46 an der Kerbe 48 oder 49 gesperrt werden kann. Auf dem Schaltstab 46 ist ein Arm 52 mittels eines Stifts 53 fest angebracht und eine Schaltgabel 54- ist gleitbar am Unterteil 54-a befestigt. Die Schaltgabel 54 steht in Eingriff mit einer Umfangsnut 59 einer Hülse 58 der Synchrongetriebeeinrichtung 40, im die Hülse längs der Welle 34 zu verschieben. Der Unterteil 5^-a ist mit einem Paar Kerben 55 und 56 versehen und eine unter Federlast stehende Sperrkugel 57 ist in Eingriff mit einer der Kerben, um die Schaltgabel an der Kerbe 55 oder 56 zu sperren.

Ein Betätigungsstab 60 ist gleitbar in dem Gehäuse 33 an einer Stelle neben und parallel zu dem Schaltstab

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gehalten, wobei der Arm 52 und die Schaltgabel y\- daran gleitbar befestigt sind. Der Betätigungsstab 60 ist mit einem Sperring 61 (Fig. 6) und Kerben 62 und 63 versehen. An einer an der Abdeckung 33 befestigten Führungsplatte ist ein Paar Kerben 65 und 66 den Kerben 62 und 63 gegenüberliegend vorgesehen. In dem Arm 52 und der Gabel 5^· sind Löcher 67 und 68 vorgesehen, die jeweils den Kerben 62 und 63 entsprechen. Die Löcher 67 und 68 nehmen gleitbare Stifte 70 und 71 auf, von denen jeder eine ausreichende Länge hat, um in Eingriff mit einer entsprechenden Kerbe zu kommen. Mit dem hinteren Ende des Betätigungsstabs 60 ist ein Schalthebel "2 verbunden, der um einen Stift 72 an der Stütze 75» die an dem Gehäuse befestigt ist, schwenkbar gelagert ist.

Fig. 6a zeigt die Vorderradantriebsstellung der Schalteinrichtung mit dem Schaltstab 46, dem Arm 52, der Schaltgabel 54 und. dem Betätigungsstab 60, wobei sich der Schalthebel 72 in der Vorderradantriebsstellung FF in Fig. 1b befindet. Der Betätigungsstab 60 befindet sich in der rechten äußersten Endstellung, wodurch die Schaltgabel 54 in der rechten Stellung durch den Sprengring 61 angeordnet ist, wo der Stift 71 mit der Kerbe 63 des Betätigungsstabs 60 in Eingriff ist und die Sperrkugel mit der Kerbe 55 der Schaltgabel 54 in Eingriff ist. In dieser Stellung befindet sich die Hülse 58 der Synchrongetriebeeinrichtung 40 in der rechten Lage, so daß die Kupplungsvorrichtung der Einrichtung nicht in Eingriff mit dem Zahnrad 38 ist. Der Arm 52 und der Schaltstab

JO befinden sich auch in der rechten Stellung, in welcher der Arm an den Stopper 74 anschlägt, der von der Führungsplatte 64 vorragt, und die Sperrkugel 50 mit der Nut 48 in Eingriff ist.

Hierbei befindet sich die Stange 45 in der rechten Stellung, so daß die Schalt gabel 43 betätigt wird, um die Hülse 41 des Synchrongetriebes 12 des Untergetriebes S in die

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Richtung nach links zu verschieben, um die Kupplungsvorrichtung zwischen das Zahnrad 5 und das Synchrongetriebe 12 zu kuppeln.

Auf diese Weise wird die Leistung des Motors über die Kupplungsvorrichtung 2, die erste Haupttriebwelle 3» das Zahnrad 5 und die Hülse 41 der Synchrongetriebeeinrichtung 12 auf die zweite Haupttriebwelle 10 ohne Übersetzung durch das Untergetriebe S übertragen. Das Hauptgetriebe M überträgt die Drehung der zweiten Haupttriebwelle 10 auf die dritte Haupttriebwelle 21 mittels der Vierganggetriebeeinrichtung. Wenn die Synchrongetriebeeinrichtung 20 durch Handhabung eines (nicht dargestellten) Schalthebels betätigt wird, um die Kupplungsvorrichtung zwischen die Synchrongetriebeexnrxchtung und das Zahnrad 18 zu kuppeln, wird die dritte Haupttriebwelle 21 mit der niedrigsten ersten Drehzahl gedreht. Wenn die Kupplungsvorrichtung zwischen der Synchrongetriebeeinrichtung und dem Zahnrad 19 in Eingriff ist, dreht sich die Haupttriebwelle 21 mit einer zweiten Drehzahl. Ein Eingriff der Kupplungsvorrichtung zwischen der Synchrongetriebeexnrxchtung 24 und dem Zahnrad 22 erzeugt eine dritte Drehzahl der Haupttriebwelle 21 und ein Eingriff der Kupplungsvorrichtung zwischen der Synchrongetriebeeinrichtung und dem Zahnrad 23 bewirkt die Drehung der Haupttriebwelle 21 mit einer vierten Drehzahl. Die Ausgangsleistung der Haupttriebwelle 21 wird auf die Vorderachse über die Zahnräder 3 und 31 übertragen, um die Vorderräder anzutreiben. Da die Synchrongetriebeein» richtung 40 nicht in der Eingriffsstellung mit dem Zahnrad 38 ist, werden die Hinterräder nicht angetrieben. Auf diese Weise werden nur die Vorderräder im Bereich hoher Drehzahl ohne Übersetzung des Untergetriebes S angetrieben*

Wenn der Schalthebel 72 in die Spar-Vierradantriebsstellung (4WDe) in Fig. 1b bewegt wird, wird der Betätigungsstab in die Richtung nach links bis zu einer Zwischenstellung

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verschoben. Da der Stift 71 in Eingriff mit der Kerbe des Betätigungsstabs 60 ist, wird die Schaltgabel 5^ auch in der Richtung nach links zusammen mit dem Stab verschoben. Wenn die Schaltgabel 54 die Stellung der Mg. 6b erreicht, wird die Gabel durch den Stopper 74-gestoppt, wo der Stift 71 der Nocke 66 der Führungsplatte 64 gegenüberliegt und die Sperrkugel 57 in Eingriff mit der Nocke 56 ist, was zu einem Sperren der Gabel 5^ führt. Auf diese Weise wird nur die Schaltgabel 5**· bewegt, so daß die Hülse 58 der Synchrongetriebeeinrichtung 40 in die Richtung nach links verschoben wird, um in Eingriff mit dem Zahnrad 58 zu kommen. Die Welle 3**· wird demgemäß durch die dritte Haupttriebwelle 21, die Zahnräder 37 und 38 und die Hülse 58 gedreht. Da der Schaltstab 46 nicht bewegt wird, befindet sich das Untergetriebe S in der Kupplungsstufe mit hoher Drehzahl. Auf diese Weise werden die Vorder- und Hinterräder im Bereich der hohen Drehzahl ohne Übersetzung des Untergetriebes S angetrieben.

Wenn der Schalthebel 72 in die Leistungs-Vierradantriebsstellung (4WDp) bewegt wird, wird der Betätigungsstab in die linke äußerste Endstellung verschoben. Bei diesem Vorgang bleibt die Gabel 54 in der beschrieben Stellung, wobei der Stift 71 durch die Schräge der Kerbe 63 bewegt wird, um mit der Kerbe 66 in Eingriff zu kommen. Der Arm 52 wird durch den Sprengring 61 bewegt, wodurch der Stift 70 durch die Schräge der Kerbe 65 verschoben wird_f was dazu führt, daß er von der Kerbe 65 entfernt wird und mit der Kerbe 62 in Eingriff kommt, siehe Fig. 6c. Auf diese Weise wird der Schaltstab 46 zusammen mit dem Arm 52 bewegt und durch Eingriff der Sperrkugel 50 mit der Kerbe 49 in der linken Endstellung gesperrt. Die Bewegung des Schaltstabs 46 verursacht eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn der Schaltgabel 43 über die Stange 45, wodurch die Hülse 41 der Synchrongetriebeeinrichtung

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bewegt wird, um den Eingriff zwischen der Synchrongetriebe· einrichtung und dem Zahnrad 11 herbeizuführen. Die Drehung der ersten Haupttriebwelle 5 wird deshalb auf ■die zweite Haupttriebwelle 10 mit der Übersetzung durch, die Zahnräder 5» 7» 8 und 11 übertragen. Auf diese· Meise werden die Vorder- und Hinterräder im Bereich niedriger Drehzahl angetrieben.

Bei der Ausführungsform der Fig. 7 sind der Arm 52 der Schaltstab 46 der oben beschriebenen AusfüJiruBgsform in einem Schaltstab 46a vereinigt und der Arm ist weggelassen. Der Schaltstab 46a ist mit dem Betätigungs- -Stab 60 ausgerichtet, der gleitbar in Eingriff mit einem Axialloch. f& des Schaltstabs steht«. Die anderes Seile entsprechen in ihrem Aufbau und in ihrer Wirkungsweise der ersten Ausführungsform und sind demgemäß mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Arbeitsweise dieser Ausfiihrungsform ergibt sich aus den Pig. .?a bis 7c, die den Pig· Sa bis 6c entsprechen.

OTbwoiil ia der voranstellenden Ausführungsform die Vorderräder Hauptantriebsräder und die Hinterräder Unteraatriebsräder sind, ist es auch möglich., die Hinterräder au Hauptantriebsrädern und die Vorderräder zu Unterantriebsrädern zu machen«

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Claims

REINLÄNDER & BERNHARDT

PATENTANWÄLTE

5/7 Orthstraße 12

D-8000 München

Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha

1-7-2, Nishishinjuku, Shin;juku-ku Tokyo, Japan

Patentansprüche

Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb mit einer ersten Haupttriebwelle, die mit der Kurbelwelle des Motors über eine Kupplungseinrichtung verbunden ist, mit einem Untergetriebe, das neben der ersten Haupttriebwelle angebracht ist, mit einer zweiten Haupttriebwelle, die neben dem Untergetriebe angebracht ist, wobei das Untergetriebe ein Übersetzungsvorgelege und eine manuell betätigbare Kupplungseinrichtung enthält, um die Getriebedrehzahlen zum Übertragen der Ausgangsleistung der ersten Haupttriebwelle auf die zweite Haupttriebwelle auszuwählen, mit einer dritten Haupttriebwelle, die parallel zu der zweiten Haupttriebwelle angeordnet ist, mit einem Hauptgetriebe, das an der zweiten und der dritten Haupttriebwelle angebracht ist, mit einer Einrichtung zum Übertragen der Ausgangsleistung der dritten Haupttriebwelle auf die Vorderachse und die Hinterachse, mit einer Kupplungsvorrichtung in der Einrichtung zum Übertragen der Ausgangsleistung der dritten Haupttriebwelle zum wahlweisen Verbinden oder Trennen der Übertragung der Ausgangsleistung auf die Vorder- oder Hinterachse, mit einem Schaltstab, der axial gleitbar zum Schalten der Kupplungseinrichtung in dem Untergetriebe vorgesehen ist, mit einem Betätigungsstab, der. gleifbar parallel zu dem Sehaltstab vorgesehen ist, mit einem Schalthebel, der mit dem Betätigungsstab verbunden ist, und mit einer Schaltgabel, die gleitbar an dem Betätigungsstab angebracht ist und mit der Kupplungsvorrichtung in Eingriff steht,

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ORIGINAL INSPECTED

gekennzeichnet durch eine erste Eingriffseinrichtung, die bewirkt, daß der Betätigungsstab und die Schaltgabel in festen Eingriff zueinander innerhalb eines ersten Bewegungsbereichs des Schalthebels kommen, wodurch die Schaltgabel durch Betätigen des Schalthebels verschoben wird, durch eine zweite Eingriffseinrichtung, die bewirkt, daß der Betätigungsstab und der Schaltstab in festen Eingriff zueinander innerhalb eines zweiten Bewegungsbereichs des Schalthebels angrenzend an den ersten Bewegungsbereich kommen, wodurch der Schaltstab verschoben wird, und durch eine Einrichtung zum Positionieren des Schaltstabs und des Betätigungsstabs an den jeweiligen Hubenden,
2. Getriebevorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Eingriffseinrichtung einen Arm enthält, der an dem Schaltstab befestigt ist und gleitbar an dem Betätigungsstab angebracht ist.

3· Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn*· zeichnet, daß der Betätigungsstab gleitbar in Eingriff mit einem Loch ist, das axial in dem Schaltstab vorgesehen ist.

4-. Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Eingriffseinrichtung jeweils einen radial gleitbaren Stift zur Herbeiführung des festen Eingriffs und Kerben enthalten, von denen jede Schrägen aufweist, um den Stift durch axiale Bewegung des Betätigungsstabs zurückzuziehen.

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