DE4116682A1 - Transmissionsanlage fuer kraftfahrzeuge mit vierradantrieb - Google Patents
Transmissionsanlage fuer kraftfahrzeuge mit vierradantriebInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Transmissionsanlage zur
Kraftübertragung von einem Motor auf die Vorder- und Hinterrä
der eines Kraftfahrzeugs mit Getriebeautomat und einem zentra
len Ausgleichgetriebe, und insbesondere auf eine Transmissions
anlage, die mehrere Betriebsstufen in der Übertragung vorsieht.
Bei einem herkömmlichen Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb, das
ein zentrales Ausgleichgetriebe mit Kegelrädern oder einem Pla
netengetriebe aufweist, ist das zentrale Ausgleichgetriebe
fluchtend mit einer Abtriebswelle eines Getriebeautomaten ange
ordnet. Der Getriebeautomat weist eine hydraulische Steueranla
ge und verschiedene Meßfühler zum Erfassen der Betriebszustände
des Kraftfahrzeugs auf. Zum Steuern des Ausgleichbetriebs des
zentralen Ausgleichgetriebes ist eine hydraulisch betätigte La
mellenreibungskupplung vorgesehen. Ein Drehmoment der Kupplung
wird dabei entsprechend dem Flüssigkeitsdruck der hydraulischen
Steuerung oder in Abhängigkeit von Ausgangssignalen eines Mi
krocomputers variabel gesteuert, wobei der Mikrocomputer das
Verhältnis steuert, in dem das Drehmoment zwischen den Vorder-
und Hinterrädern aufgeteilt wird, um so die Motorleistung zu
erhöhen und das Fahrverhalten, die Bremsstabilität und die An
tiblockierfunktion der Bremsanlage zu verbessern.
In der japanischen Offenlegungsschrift 63-1 76 728 wird ein
Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb beschrieben, bei dem ein zen
trales Ausgleichgetriebe vorgesehen ist, das ein einfaches Pla
netengetriebe umfaßt. Ein Ausgangsdrehmoment eines Getriebes
wird auf einen Planetenträger des einfachen Planetengetriebes
übertragen. Das Drehmoment wird entweder über ein Sonnenrad
oder ein Hohlrad auf die Vorderräder und über das jeweils ande
re Getrieberad auf die Hinterräder verteilt. Die Aufteilung des
Drehmoments auf die Vorder- und Hinterräder wird in verschieden
großen Anteilen in dem Verhältnis aufgeteilt, das durch den Un
terschied zwischen dem Teilkreis des Sonnenrades und dem Teil
kreis des Hohlrades bestimmt wird. Zur Steuerung der Ausgleich
funktion ist eine hydraulisch betätigte Lamellenreibungskupp
lung als Sperrvorrichtung vorgesehen.
In der veröffentlichten japanischen Patentschrift 53-32 466 wird
eine Transmissionsanlage für ein Kraftfahrzeug beschrieben.
Diese Anlage weist zwei Getriebesätze mit einfachem Planetenge
triebe auf, sowie ein Paar komplexer Planetengetriebe, ein Paar
Kupplungsvorrichtungen und vier Begrenzungsvorrichtungen auf,
die vier Fahrstufen im Vorwärtsgang, einen Schongang und einen
Rückwärtsgang des Getriebes bilden.
Bei den herkömmlichen Anlagen muß jedoch eine nachgeschaltete
Transmissionsanlage für einen weiteren Fahrbereich vorgesehen
werden, die ein noch kleineres Übersetzungsverhältnis besitzt.
Damit vergrößert sich der Umfang des Getriebes.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine
Transmissionsanlage zu schaffen, bei der ein Betriebsbereich
eines Getriebes erweitert wird, ohne daß der Umfang der Anlage
vergrößert werden muß.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Transmissionsanla
ge der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Getriebe
automat den Bereich der höchsten Fahrstufe aufweist;
daß das zentrale Ausgleichgetriebe ein Planetengetriebe mit ei nem ersten Sonnenrad aufweist, das mit einer Abtriebswelle des Getriebeautomaten in Wirkverbindung steht, sowie mit einem Pla netenträger, ersten und zweiten Planetenrädern, die miteinan der ein Ganzes bilden und drehbar auf dem Planetenträger gela gert sind, und mit einem zweiten Sonnenrad;
wobei das erste Planetenrad mit dem ersten Sonnenrad und das zweite Planetenrad mit dem zweiten Sonnenrad in Eingriff steht, während der Planetenträger entweder mit den Vorder- oder mit den Hinterrädern in Wirkverbindung steht, und das zweite Son nenrad mit den jeweils anderen Rädern in Wirkverbindung steht;
daß eine Feststelleinrichtung zum Hemmen des Ausgleichsbetriebs des zentralen Ausgleichgetriebes vorgesehen ist;
daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche die Fest stelleinrichtung auslöst, wenn die Abtriebsgeschwindigkeit des Getriebeautomaten in der höchsten Fahrstufe einen vorgegebenen Geschwindigkeitswert überschreitet; und
daß das zentrale Ausgleichgetriebe so ausgelegt ist, daß die vom Getriebeautomaten übertragene Eingangsgeschwindigkeit er höht wird, wenn die Feststelleinrichtung unter Bildung einer Schongangstufe den Ausgleichsbetrieb hemmt.
daß das zentrale Ausgleichgetriebe ein Planetengetriebe mit ei nem ersten Sonnenrad aufweist, das mit einer Abtriebswelle des Getriebeautomaten in Wirkverbindung steht, sowie mit einem Pla netenträger, ersten und zweiten Planetenrädern, die miteinan der ein Ganzes bilden und drehbar auf dem Planetenträger gela gert sind, und mit einem zweiten Sonnenrad;
wobei das erste Planetenrad mit dem ersten Sonnenrad und das zweite Planetenrad mit dem zweiten Sonnenrad in Eingriff steht, während der Planetenträger entweder mit den Vorder- oder mit den Hinterrädern in Wirkverbindung steht, und das zweite Son nenrad mit den jeweils anderen Rädern in Wirkverbindung steht;
daß eine Feststelleinrichtung zum Hemmen des Ausgleichsbetriebs des zentralen Ausgleichgetriebes vorgesehen ist;
daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche die Fest stelleinrichtung auslöst, wenn die Abtriebsgeschwindigkeit des Getriebeautomaten in der höchsten Fahrstufe einen vorgegebenen Geschwindigkeitswert überschreitet; und
daß das zentrale Ausgleichgetriebe so ausgelegt ist, daß die vom Getriebeautomaten übertragene Eingangsgeschwindigkeit er höht wird, wenn die Feststelleinrichtung unter Bildung einer Schongangstufe den Ausgleichsbetrieb hemmt.
Das zentrale Ausgleichgetriebe ist so ausgelegt, daß es die vom
Getriebe übertragene Geschwindigkeit erhöht, wenn der Aus
gleichsbetrieb durch die Feststelleinrichtung gehemmt wird, wo
durch eine Schongangstufe entsteht.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung handelt es sich bei
der Feststelleinrichtung um eine Bremse, die so angeordnet ist,
daß sie eine Drehung des zweiten Sonnenrades verhindert.
Weitere Aufgabe und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Transmissionsanlage für ein Kraftfahrzeug mit Vierrad
antrieb;
Fig. 2a und 2b jeweils eine vergrößterte Schnittansicht eines
zentralen Ausgleichgetriebes bzw. einer hydraulisch be
tätigten Kupplungsvorrichtung in der erfindungsgemäßen
Anlage;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des zentralen Ausgleich
getriebes und der Kupplungsvorrichtung;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausfüh
rungsbeispiels der erfindungsgemäßen Transmissionsanla
ge;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer modifizierten Aus
bildung des zweiten Ausführungsbeispiels; und
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer weiteren Modifizie
rung des zweiten Ausführungsbeispiels.
Fig. 1 zeigt eine Transmissionsanlage in einem Kraftfahrzeug
mit Vierradantrieb bei querliegender Achse, das einen vorne
liegenden Motor 10 aufweist. Zur Transmissionsanlage gehören
ein Drehmomentwandler 13 mit Gesperrekupplung 12, die sich in
einem Wandlergehäuse 1 befinden, sowie ein hinter dem Drehmo
mentwandler 13 in einem Ausgleichgehäuse 2 angeordnetes vorde
res Ausgleichgetriebe 19. Ein Getriebegehäuse 3, in dem ein Ge
triebeautomat 30 untergebracht ist, ist auf dem hinteren Ende
des Ausgleichgehäuses 2 montiert. Auf der Unterseite des Ge
triebegehäuses 3 befindet sich eine Ölwanne 5. Eine Kurbelwelle
11 des Motors 10 steht mit dem Drehmomentwandler 13 in Wirkver
bindung. Von einem Laufrad des Drehmomentwandlers 13 zum Ge
triebeautomaten 30 erstreckt sich eine Antriebswelle 14. Das
Abtriebsdrehmoment des Getriebeautomaten 30 wird auf eine Ab
triebswelle 15 übertragen, die zur Übertragung des Drehmoments
nach hinten mit der Antriebswelle 14 fluchtet.
Die Abtriebswelle 15 ist mit einer vorderen Antriebswelle 16
verbunden, die parallel unter dem Getriebeautomaten 30 über ein
Paar Untersetzungsgetriebe 17 und 18 eines zentralen Ausgleich
getriebes 50 angeordnet ist, der sich in einem Übertragungsge
häuse befindet. In einer Gehäuseerweiterung 6 ist hinter dem
zentralen Ausgleichgetriebe 50 eine Steuerung 60 für das zen
trale Ausgleichgetriebe untergebracht. Die vordere Antriebswel
le 16 steht mit den Vorderrädern über ein vorderes Ausgleichge
triebe 19 in Verbindung. Die Abtriebswelle 15 steht mit einer
hinteren Antriebswelle 20 in Verbindung, die durch das zentrale
Ausgleichgetriebe 50 und die Steuervorrichtung 60 in der Ge
häuseerweiterung 6 vorgesehen ist. Die hintere Antriebswelle 20
ist über eine Antriebswelle 21 und ein hinteres Ausgleichge
triebe 22 mit den Hinterrädern verbunden.
Der Getriebeautomat 30 umfaßt zwei Getriebesätze in Form einfa
cher Planetengetriebe, und zwar ein vorderes Planetengetriebe
31 und ein hinteres Planetengetriebe 32, die vier Vorwärtsfahr
stufen und einen Rückwärtsgang schalten. Zum vorderen Planeten
getriebe 31 gehören ein Sonnenrad 31a, ein Paar Planetenräder
31d, ein Hohlrad 31b und ein Planetenträger 31c. Zum rückwärti
gen Planetengetriebe 32 gehören ein Sonnenrad 32a, ein Paar
Planetenräder 32d, ein Hohlrad 32b und ein Planetenträger 32c.
Die Antriebswelle 14 steht mit dem hinteren Sonnenrad 32a in
Eingriff, während das vordere Hohlrad 31b und der hintere Pla
netenträger 32c mit der Abtriebswelle 15 verbunden sind.
Zwischen einem integral mit dem vorderen Planetenträger 31c
ausgebildeten Verbindungselement 33 und dem hinteren Hohlrad
32b ist eine erste Einwegkupplung 34 und eine Vorwärtsgangkupp
lung 35 hintereinander angeordnet. Eine zweite Einwegkupplung
36 und eine Bremse 37 für die Anfahrstufe und den Rückwärtsgang
sind parallel zum Verbindungselement 33 und dem Getriebegehäuse
3 angeordnet. Eine Freilaufkupplung 38 befindet sich zwischen
dem Verbindungselement 33 und dem Hohlrad 32b. Auf einem inte
gral mit dem Sonnenrad 31a ausgebildeten Verbindungselement 39
ist ein Bremsband 40 angeordnet. Eine Kupplung 43 für die hohe
Fahrstufe ist zwischen einem integral mit der Antriebswelle 14
ausgebildeten Verbindungselement 41 und einem integral mit dem
Planetenträger 31c ausgebildeten Verbindungselement 42 angeord
net. Zwischen den Verbindungselementen 39 und 41 befindet sich
eine Kupplung 44 für die Rückwärtsfahrt.
An einem vorderen Ende des Ausgleichgehäuses 3 ist eine Ölpumpe
45 vorgesehen. Die Pumpenantriebswelle 46 ist mit einem Pumpen
rad 13a des Drehmomentwandlers 13 verbunden und steht mit einem
Kreiselrad der Ölpumpe 45 in Wirkverbindung.
In der Ölwanne 5 ist ein Steuerventilkörper 47 angeordnet, der
die jeweiligen Kupplungen und eine Bremse des Getriebes 30 hy
draulisch ansteuert und betätigt.
Fig. 2a und 2b zeigen jeweils das zentrale Ausgleichgetriebe 50
und die Steuerung 60, wobei eine erste Vorgelegewelle 23 dreh
bar in der Abtriebswelle 15 an einem vorderen Abschnitt dersel
ben angeordnet und durch Muffen 28 und eine Druckscheibe 25 ge
führt ist. Ein hinten liegender Abschnitt der Vorgelegewelle 23
ist drehbar auf der hinteren Antriebswelle 20 vorgesehen. Eine
zweite Vorgelegewelle 24 ist drehbar auf dem hinteren Abschnitt
der ersten Vorgelegewelle 23 angeordnet und durch Muffen 28a
geführt. Das Untersetzungsgetriebe 17 ist drehbar auf der Ab
triebswelle 15 gelagert und durch Muffen 28 und eine Druck
scheibe 25a geführt. Das Untersetzungsgetriebe 17 und die Ab
triebswelle 15 sind mittels eines Kugellagers 26a im Getriebe
gehäuse 3 gelagert. Das zentrale Ausgleichgetriebe 50 ist zwi
schen der Abtriebswelle 15, dem Untersetzungsgetriebe 17 und
der zweiten Vorgelegewelle 24 angeordnet.
Das zentrale Ausgleichgetriebe 50 weist ein komplex aufgebautes
Planetengetriebe mit einem ersten Sonnenrad 51, das auf der Ab
triebswelle 15 ausgebildet ist, einem auf dem ersten Sonnenrad
51 abwälzenden ersten Planetenrad 52, einem auf der zweiten
Vorgelegewelle 24 ausgebildeten zweiten Sonnenrad 53 und einem
Planetenträger 55 auf. Der Planetenträger 55 weist einen ersten
Planetenradträger 55a und einen zweiten Planetenradträger 55b
auf, die über ein Verbindungsteil 57 miteinander verbunden
sind.
Der erste Planetenradträger 55a ist auf der Abtriebswelle 15
angeordnet und fest mit dem Untersetzungsgetriebe 17 verbunden.
Das erste und das zweite Planetenrad 52 und 54 sind integral
miteinander ausgebildet und bilden zusammen ein Planetenradteil
68. Das Planetenradteil 58 ist drehbar über Nadellager 27 mit
auf einer Welle 56 gelagert. Die Welle 56 ist fest mit dem
ersten Planetenradträger 55a und dem zweiten Planetenradträger
55b verbunden. Ein Nabenwulst 55e auf dem Planetenradträger
55b, der auf dessen hinterem Ende ausgebildet ist, ist über ein
Kugellager 26c drehbar auf der zweiten Vorgelegewelle 24 gela
gert. Der Planetenradträger 55b ist über ein Kugellager 26b im
Übertragungsgehäuse 4 drehbar gelagert.
Die erste Vorgelegewelle 23 weist ein von ihrem Außenumfang
nach außen wegstehendes Flanschteil 23a zwischen den Planeten
radteilen 58 auf, das in Entsprechung zum Verbindungsteil 57
vorgesehen ist. Das Verbindungsteil 57 weist ein Eingriffsteil
57d auf, das über eine Keilverzahnung fest auf dem Flanschteil
23a sitzt.
Damit wird das Abtriebsdrehmoment von der Abtriebswelle 15 des
Getriebes 30 über das erste Sonnenrad 51 und die Planetenräder
42, 54 mit jeweils vorgegebenem Drehmomentverhältnis auf den
Planetenträger 55 und das zweite Sonnenrad 53 übertragen. Die
Differenz zwischen den Umdrehungsgeschwindigkeiten von Plane
tenträger 55 und zweitem Sonnenrad 53 wird durch die Drehbewe
gung des ersten und des zweiten Planetenrades 52 und 54 ausge
glichen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird nachstehend nun die Funktions
weise des zentralen Ausgleichgetriebes 50 bei der Verteilung
des Drehmoments auf die Vorderräder und Hinterräder näher er
läutert.
Das Eingangsdrehmoment Ti des ersten Sonnenrades 51 und die Be
ziehung zwischen den Sonnenrädern 51, 53 und den Planetenrädern
52, 54 lassen sich jeweils folgendermaßen ausdrücken:
Ti = TF + TR (1)
rs₁ + rp₁ = rs₂ + rp₂ (2)
wobei TF für das vom Planetenträger 55 auf die vordere An
triebswelle 16 übertragene vordere Drehmoment steht und TR das
vom zweiten Sonnenrad 53 auf die hintere Antriebswelle 20 über
tragene hintere Drehmoment bedeutet, rs1 dem Teilkreisradius
des ersten Sonnenrades 51 entspricht, rp1 und rp2 jeweils für
die Teilkreisradien des ersten und des zweiten Planetenrades 52
und 54 stehen, und wobei rs2 der Teilkreisradius des zweiten
Sonnenrades 53 ist.
Eine Tangentialbeanspruchung P, die auf den Eingriffspunkt zwi
schen dem ersten Sonnenrad 51 und dem ersten Planetenrad 52
einwirkt, ist gleich der Summe einer auf den Planetenträger 55
einwirkenden Tangentialbeanspruchung P1 und einer auf den Ein
griffspunkt zwischen dem zweiten Sonnenrad 53 und dem zweiten
Planetenrad 54 einwirkenden Tangentialbeanspruchung P2. Damit
gilt:
P = Ti/rs₁
P₁ = TF/(rs₁ + rp₁)
P₂ = TR/rs₂
Ti/rs₁ = {(TF/(rs₁ + rp₁)} + TR/rs₂ (3)
P₁ = TF/(rs₁ + rp₁)
P₂ = TR/rs₂
Ti/rs₁ = {(TF/(rs₁ + rp₁)} + TR/rs₂ (3)
Durch Einsetzen der Beziehungen (1) und (2) in Gleichung (3)
ergibt sich:
TF = (1 - rp₁ · rs₂/rs₁ · rp₂) × Ti
TR = (rp₁ · rs₂/rs₁ · rp₂) × Ti
TR = (rp₁ · rs₂/rs₁ · rp₂) × Ti
Folglich wird deutlich, daß die normale Drehmomentverteilung
für das vordere Drehmoment TF und das hintere Drehmoment TR
durch Veränderung der Teilkreisradien der Sonnenräder 51 und 53
sowie der Planetenräder 52 und 54 auf verschiedene Werte einge
stellt werden kann.
Im vorliegenden Fall kann statt der Radien rs1, rp1, rp2 und
rs2 des ersten Sonnenrades 51, des ersten und des zweiten Pla
netenrades 52, 54 und des zweiten Sonnenrades 53 die jeweilige
Anzahl der Zähne Zs1, Zp1, Zp2 und Zs2 eingesetzt werden. Wenn
Zp1=Zp2=21, Zs1=33 und Zs2=21 gilt, so erhält man ein
Drehmomentverhältnis für die Drehmomentverteilung zwischen Vor
der- und Hinterrädern von
TF : TR = 36,4 : 63,6.
Damit läßt sich auf die Hinterräder ein hohes Drehmoment ver
teilen.
Die Steuerung 60 in der Gehäuseerweiterung 6 umfaßt eine erste
und eine zweite hydraulisch betätigte Lamellenreibungskupplung
62 und 61 zur Veränderung der normalen Drehmomentverhältnisse,
mit denen das Drehmoment auf die Vorder- und Hinterräder ver
teilt wird, sowie eine Bremse 63 für eine fünfte Fahrstufe, die
als Bremse zum Hemmen der Funktion des zentralen Ausgleichge
triebes 50 dient.
Die erste Kupplung 62 ist zwischen der ersten Vorgelegewelle 23
und der hinteren Antriebswelle 20 angeordnet und weist ein Ab
triebsteil 61a auf, das über eine Keilverzahnung auf einem Na
benteil 20a der hinteren Antriebswelle 20 angeordnet und dreh
bar auf einem Nabenwulst 6a auf der Innenseite der Gehäuse
erweiterung 6 vorgesehen ist, sowie ein Antriebsteil 62b, das
über eine Keilverzahnung auf der ersten Vorgelegewelle 23
sitzt. Eine Vielzahl von Abtriebslamellen 62f ist auf das An
triebsteil 62a gekeilt, während eine Vielzahl von Antriebsla
mellen 62e im Wechsel mit den Lamellen 62f über eine Keilver
bindung auf dem Antriebsteil 62b angeordnet ist. Auf der Innen
wandung des Abtriebsteils 62a ist gleitend ein Ringkolben 62d
angeordnet, der mit den äußeren Lamellen 62f in Eingriff steht.
Zwischen dem Kolben 62d und dem Abtriebsteil 62a ist eine Öl
kammer 62c eingeschlossen. Wird der Kammer 62c Öl zugeführt,
verschiebt sich unter dem Öldruck der Kolben 62d. Damit gelan
gen die Lamellen 62f und 62e mit den benachbarten Lamellen in
Eingriff, wodurch die Kupplung 62 eingerückt wird und ein Kupp
lungsdrehmoment entsteht. Da die erste Vorgelegewelle 23 mit
dem Planetenradträger 55b über das Verbindungsteil 57 in Ver
bindung steht, ist somit der Planetenradträger 55b über die
Vorgelegewelle 23 mit der ersten Kupplung 62 verbunden.
Die zweite Kupplung 61 weist ein Antriebsteil 61a auf, das fest
mit der zweiten Vorgelegewelle 24 verbunden ist, sowie ein Ab
triebsteil 61b, das fest auf einer Innenwandung des Abtriebs
teils 62a der ersten Kupplung 62 angeordnet ist. Eine Vielzahl
von Antriebslamellen 61e ist auf das Antriebsteil 61a aufge
keilt, während im Wechsel mit diesen eine Anzahl Abtriebslamel
len 61f über eine Keilverzahnung auf dem Abtriebsteil 61b befe
stigt ist. Auf der Innenwandung des Antriebsteils 61a ist ein
Ringkolben 61d gleitend angeordnet, der mit der äußeren Lamelle
61e in Eingriff steht. Zwischen dem Kolben 61d und dem An
triebsteil 61a ist eine Ölkammer 61c eingeschlossen.
Wird der Ölkammer 61c Öl zugeführt, gelangen die Lamellen 61e
und 61f in Eingriff und rücken so die Kupplung 61 ein.
Die Bremse 63 für die 5. Fahrstufe weist eine Trommel 63b auf,
die auf dem Antriebsteil 61a der zweiten Kupplung 61 fest ange
ordnet ist. Eine Vielzahl von Lamellen 63e, die auf der Trommel
63b über eine Keilverzahnung befestigt sind, ist im Wechsel mit
einer Vielzahl von Lamellen 63f angeordnet, die auf den Innen
umfang des Übertragungsgehäuses 4 aufgekeilt sind. Ein Kolben
63d ist gleitend auf einem Nabenwulst 4a des Übertragungsgehäu
ses 4 vorgesehen. Zwischen dem Kolben 63d und dem Übertragungs
gehäuse 4 ist eine Ölkammer 63c definiert.
Wird der Kammer 63c Öl zugeführt, wird unter dem Öldruck der
Kolben 63d verschoben, der seinerseits die Lamellen bzw. Schei
ben 63f und 63e verschiebt, wodurch die Bremswirkung der Bremse
63 herbeigeführt wird.
Die Kupplungen 61 und 62 und die Bremse 63 werden durch die
Funktionen im Steuerventilkörper 47 hydraulisch gesteuert und
betätigt.
Nachstehend wird nun die Funktionsweise des Getriebeautomaten
30 erläutert, durch die sich vier Vorwärtsgänge und ein Rück
wärtsgang ergeben.
Im ersten Gang des Fahrbereichs bzw. bei der ersten Geschwin
digkeitsstufe eines Fahrbereichs "2" oder "3" ist die Kupplung
35 für Vorwärtsfahrt eingerückt. Bei Beschleunigung des Fahr
zeugs ist das Hohlrad 32b zusammen mit dem Verbindungselement
33 durch Einrücken der Einwegkupplungen 34 und 36 fixiert. Da
mit wird die Abtriebsleistung der Antriebswelle 14 über das
Sonnenrad 32a und den Planetenträger 32c auf die Abtriebswelle
15 übertragen. Im Freilauf bzw. Ausrollen des Fahrzeugs werden
die Einwegkupplungen 34 und 36 freigegeben. Damit wird unabhän
gig vom Einrücken der Freilaufkupplung 38 die Drehbewegung der
Abtriebswelle 14 nicht auf den Motor übertragen, so daß die Mo
torbremse nicht wirksam wird.
In einer Fahrstufe "1" beim ersten Gang sind die Anfahr- und
Rückwärtsfahrbremse 37 und die Freilaufkupplung 38 wirksam, so
daß das Hohlrad 32b immer so gesperrt ist, daß die Motorbremse
wirksam ist.
In einer Fahrstufe für den zweiten Gang bzw. einem Bereich "2"
oder "3" für den zweiten Gang sind die Vorwärtsfahrtkupplung 35
und die Bandbremse 40 wirksam. Die Drehbewegung des Planeten
trägers 31c wird über das Verbindungselement 33, die Vorwärts
fahrkupplung 35 und die Einwegkupplung 34 auf das Hohlrad 32b
übertragen und damit wird die Geschwindigkeit erhöht. Bei Ver
ringerung der Fahrgeschwindigkeit wird die Freilaufkupplung 38
eingerückt, um den Eingriff zwischen dem Verbindungselement 33
und dem Hohlrad 32b zu halten. Auf diese Weise wird die Drehbe
wegung der Abtriebswelle 15 auf den Motor übertragen, womit die
Motorbremse wirksam wird.
Im Fahrbereich des dritten Ganges bzw. einer Fahrstufe "3" für
den dritten Gang sind die Vorwärtsfahrkupplung 35 und die Kupp
lung 43 für die hohe Fahrstufe eingerückt, so daß die Kupplung
43 für die hohe Fahrstufe die Antriebswelle 14 über die Verbin
dungselemente 41, 42, den Planetenträger 31c, das Verbindungs
element 33, die Vorwärtsfahrkupplung 35 und die Einwegkupplung
34 mit dem Hohlrad 32b koppelt. Dementsprechend ist das hintere
Planetengetriebe 32 als eine Einheit einbezogen, die die An
triebswelle 14 mit der Abtriebswelle 15 direkt verbindet. Bei
Verringerung der Fahrgeschwindigkeit wird die Freilaufkupplung
38 eingerückt, um die Einwegkupplung 34 zu hemmen, wodurch die
Motorbremse wirksam wird.
Im Fahrbereich des vierten Ganges, der zusätzlich zum Fahrbe
reich des Bereichs "3" des dritten Ganges vorgesehen ist,
stellt das Bremsband 40 das Sonnenrad 31a fest. Das Hohlrad 31b
läuft mit höherer Drehzahl um, und die Drehbewegung wird auf
die Abtriebswelle 15 übertragen. In diesem Fahrbereich ist die
Motorbremse immer wirksam, da die Drehbewegung ohne die Einweg
kupplungen 34, 36 übertragen wird.
Im Rückwärtsgang (R) ist die Rückwärtsfahrkupplung 44 einge
rückt. Die Antriebswelle 14 treibt das Sonnenrad 31a an. Der
Planetenträger 31c wird zusammen mit dem Verbindungselement 33
durch die wirksam werdende Anfahr- und Rückwärtsfahrkupplung 37
festgestellt. Das Hohlrad 31b im vorderen Planetengetriebe 31
läuft in umgekehrter Richtung um und treibt so die Abtriebswel
le 15 mit hohem Übersetzungsverhältnis um, womit der Rückwärts
gang erreicht ist.
Während des Ablaufs der vorgenannten Vorgänge ist die Bremse 63
für den fünften Gang gelöst. Die Kupplung 61 ist eingerückt, so
daß Vierradantrieb vorliegt. Die Kupplung 62 ist eingerückt,
wodurch ein Kupplungsdrehmoment entsteht, das die Ausgleich
funktion entsprechend dem Rutschen der Vorderräder und Hinter
räder begrenzt.
Beim fünften Gang des Fahrbereichs ist die Bremse 63 aktiviert,
die die zweite Vorgelegewelle 24 und das zweite Sonnenrad 53
feststellt, wodurch die Differentialfunktion des zentralen Aus
gleichgetriebes 50 unterbunden wird. Der Planetenträger 55
dient als Übersetzungsgetriebeteil, das die Umlaufgeschwindig
keit des ersten Sonnenrades 51 erhöht. In diesem Zustand wird
das Getriebe 30 in den zweiten Gang geschaltet, wenn das vom
zentralen Ausgleichgetriebe 50 erreichte Übersetzungsverhältnis
nicht ausreicht.
Wenn das Übersetzungsverhältnis im zweiten Gang mit i2 angege
ben wird, und das vom zentralen Ausgleichgetriebe 50 erreichte
Übersetzungsverhältnis iP ist, läßt sich das Übersetzungsver
hältnis im fünften Gang i5 folgendermaßen ausdrücken:
i₅ = i₂ · iP.
Entsprechend den vorgenannten Schaltzuständen der Getriebeteile
und Planetenräder des zentralen Ausgleichgetriebes 50 beträgt
das Übersetzungsverhältnis iP (33-21)/33=0,363. Ist i2 gleich
1,545, so nimmt i5 den Wert 0,561 an. Damit wird bei einem ent
sprechenden Abstand zwischen den Übersetzungsverhältnissen ein
Übersetzungsverhältnis erreicht, das kleiner als beim vierten
Gang ist. Der Flüssigkeitsdruck der Kupplung 62 wird entspre
chend den Fahrzuständen des Motors 10 und dem Straßenzustand so
geregelt, daß das erforderliche Übertragungsdrehmoment erzeugt
wird. Auf diese Weise erhält man einen Vierradantrieb mit Rege
lung der Drehmomentverteilung.
In der nachstehenden Tabelle 1 sind die Funktionen der Kupplun
gen und Bremsen des Getriebes 30 und der Steuerung 60 in Zuord
nung zu den Gängen dargestellt.
In der Tabelle 1 weisen die eingetragenen Kreise den Einrückzu
stand der Kupplungen und Bremsen aus, während die eingetragenen
Ovale das Kupplungsdrehmoment angeben, das zur Hemmung des Dif
ferentialbetriebs in der Kupplung 62 erzeugt wird, während der
eingetragene Doppelkreis das Übertragungsdrehmoment bezeichnet,
mit dem die Drehmomentverteilung auf die Vorder- und Hinterrä
der geregelt wird.
Tabelle 2 ist eine Übersicht über die Übersetzungsverhältnisse,
wobei Beispiele für Übersetzungsverteilungsverhältnisse in Zu
ordnung zu den Schaltzuständen gegeben sind.
In Tabelle 2 bezeichnet §1 ein Übersetzungsverhältnis zwischen
der Anzahl der Zähne Zfs1 des Sonnenrades 31a und der Anzahl
der Zähne ZR1 des Hohlrades 31b im vorderen Planetengetriebe,
das sich durch die Beziehung §1=Zfs1/ZR1 bestimmt, während §2
ein Übersetzungsverhältnis bezeichnet, das durch das Verhältnis
zwischen der Anzahl der Zähne Zrs2 des Sonnenrades 32a und der
Anzahl der Zähne ZR2 des Hohlrades 32b im hinteren Planetenge
triebe 32 definiert ist und der Beziehung §2=Zrs2/ZR2 ent
spricht.
Wenn die Umlaufgeschwindigkeit des Hohlrades 31b, des Sonnenra
des 31a und des Planetenträgers 31c des vorderen Planetenge
triebes 31 jeweils mit NR1, Ns1 bzw. Nc1 bezeichnet wird, so
läßt sich die Beziehung zwischen den verschiedenen Umlaufge
schwindigkeiten jedes Getriebeteils im vorderen Planetengetrie
be 31 durch die folgende Gleichung ausdrücken:
NR₁ + §₁ · NS₁ = (1 + §₁) · Nc₁,
wobei §1=Zfs1/ZR1 ist. Wenn die Umlaufgeschwindigkeit des
Hohlrades 32b, des Sonnenrades 32c und des Planetenträgers 32c
des hinteren Planetengetriebes 32 jeweils mit NR2, Ns2 bzw. Nc2
angegeben wird, so läßt sich die Beziehung zwischen den ver
schiedenen Umlaufgeschwindigkeiten jedes Getriebeteils im hin
teren Planetengetriebe 32 durch die folgende Gleichung ausdrüc
ken:
NR₂ + §₂ · NS₂ = (1 + §₂) · Nc₂,
wobei §₂=Zfs₂/ZR₂ ist.
Es wird nun der Funktionsablauf in der Anlage beschrieben; die
Leistung des Motors 10 wird über den Drehmomentwandler 13 und
die Antriebswelle 14 auf das Getriebe 30 übertragen. Dement
sprechend werden die Planetengetriebe 31 und 32 vorne und hin
ten angesteuert, während die Kupplungen 44, 43, 35, 38, 36, 34
und die Bremsen 40, 37 selektiv geschaltet werden, so daß die
vorstehend beschriebenen vier Vorwärtsgänge und ein Rückwärts
gang realisiert sind. Die Abtriebsleistung des Getriebes 30
wird auf das erste Sonnenrad 51 des zentralen Ausgleichgetrie
bes 50 übertragen.
Um allgemein ein stabiles Fahrverhalten des Fahrzeugs auf der
Straße zu erreichen, wird die zweite Kupplung 61 eingerückt,
wodurch über die zweite Vorgelegewelle 24 und die Kupplung die
Verbindung zwischen dem zweiten Sonnenrad 53 des zentralen Aus
gleichgetriebes 50 und der hinteren Antriebswelle 20 herge
stellt wird. Damit wird der erste Betriebszustand geschaltet,
bei dem das Drehmoment gemäß dem ersten normalen Drehmomentver
hältnis aufgeteilt wird. Dies bedeutet, daß das normale Drehmo
mentverhältnis durch das Verhältnis TF : TR=36,4 : 63,6 be
stimmt ist, und zwar in Abhängigkeit von der Anzahl der Zähne
auf dem ersten und dem zweiten Sonnenrad 51, 53 und auf den
Planetenrädern 52, 54.
Auf diese Weise wird das vom Getriebe 30 abgegebene Drehmoment
zu 36,4% über den Planetenträger 55, die Untersetzungsgetriebe
17, 18, die erste Antriebswelle 16 und das vordere Ausgleichge
triebe 19 übertragen, während 63,6% des Drehmoments über das
zweite Sonnenrad 53, die zweite Vorgelegewelle 24, die zweite
Kupplung 61, die hintere Antriebswelle 20, die Antriebswelle 21
und das hintere Ausgleichgetriebe 22 auf die Hinterräder über
tragen wird. Auf diese Weise wird ein Vierradantrieb erreicht.
Das Fahrzeug befindet sich im Übersteuerungszustand, wodurch
ein gutes Verhalten in Kurvenfahrt, Fahrkomfort und Lenkbarkeit
erzielt werden.
Durchfährt das Fahrzeug eine Kurve wird der Unterschied in der
Umlaufgeschwindigkeit der Vorder- und Hinterräder in ausrei
chend starkem Maße vom ersten und vom zweiten Planetenrad 52,
54 des zentralen Ausgleichgetriebes 50 aufgefangen, wodurch ein
scharfes Abbremsen in der Biegung verhindert wird und ein gutes
Betriebsverhalten des Fahrzeugs gewährleistet ist.
Fährt das Fahrzeug über eine rutschige Fahrbahn, kommen die
Hinterräder zuerst in Schleudern, da auf die Hinterräder ein
hohes Drehmoment übertragen wird. Damit wird die erste Kupplung
62 bei Kupplungsdruck eingerückt. Folglich wird das Kupplungs
drehmoment Tc in der Kupplung 62 aufgebaut, die parallel zum
Planetenträger 55 und dem zweiten Sonnenrad 53 des zentralen
Ausgleichgetriebes 50 vorgesehen ist. Dementsprechend wird das
Kupplungsdrehmoment Tc in Übereinstimmung mit dem Schlupfver
hältnis vom zweiten Sonnenrad 53 auf den Planetenträger 55
übertragen, um das Drehmoment für die Vorderräder zu erhöhen.
Im Gegensatz hierzu wird das auf die Hinterräder übertragene
Drehmoment verringert, um die Schleuderbewegung zu verringern
und damit das Fahrverhalten so zu verbessern, daß gute Fahr
eigenschaften und Fahrsicherheit gewährleistet sind.
Wenn die das Drehmoment begrenzende Differentialfunktion ihren
Höchstwert erreicht, wird der Planetenträger 55 mit dem zweiten
Sonnenrad 53 direkt in Eingriff gebracht, um das zentrale Aus
gleichgetriebe 50 zu sperren. Damit liegt nun ein Vierradan
trieb entsprechend der Drehmomentverteilung in Abhängigkeit von
der Achsenbelastung an den Vorder- und Hinterrädern vor. Auf
diese Weise wird die Drehmomentaufteilung laufend entsprechend
dem Schleuder- bzw. Rutschzustand geregelt, um zu verhindern,
daß die vier Räder ins Schleudern kommen.
Wird die Drehzahl des Motors im vierten Gang noch weiter er
höht, wird das Getriebe in den zweiten Gang zurückgeschaltet,
während die Bremse 63 so aktiviert wird, daß das zweite Sonnen
rad 53 des zentralen Ausgleichgetriebes 50 gesperrt ist, wo
durch die Umlaufgeschwindigkeit des Planetenträgers 55 erhöht
und damit der fünfte Gang erreicht wird. Folglich wird der
zweite Schaltbereich des Getriebes entsprechend dem zentralen
Ausgleichgetriebe 50 erheblich erweitert. Die Kraft wird über
den Planetenträger 55 auf die Vorderräder übertragen und damit
kann das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit im Schongang gefah
ren werden, bei dem ein kleineres Übersetzungsverhältnis als im
vierten Gang vorliegt.
Andererseits wird das Übertragungsdrehmoment TD in der Kupplung
62 entsprechend den Fahrbedingungen und dem Rutschen der Vor
derräder geregelt. Das Drehmoment wird über den Planetenträger
55, die erste Vorgelegewelle 23 und die Kupplung 62 übertragen.
Auf diese Weise wird der Vierradantrieb erreicht.
Das Fahrzeug fährt im untersteuerten Zustand, wodurch sich die
Stabilität des Fahrzeugs bei schneller Fahrt verbessert. Das
Drehmoment wird entsprechend dem Übertragungsdrehmoment TD auf
die Hinterräder übertragen. Auf diese Weise wird ein Rutschen
der Räder verhindert.
Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Transmis
sionsanlage, bei dem der Motor 10 im vorderen Teil des Kraft
fahrzeugs seitlich angeordnet ist. Der über die Kurbelwelle 11
mit dem Motor 10 verbundene Drehmomentwandler 13 und der Ge
triebeautomat 30 sind ebenfalls seitlich im Kraftfahrzeug ein
gebaut. Das vordere Achsdifferential 19 befindet sich im Aus
gleichgehäuse 3, während eine Übertragungsvorrichtung 65, das
zentrale Ausgleichgetriebe 50 und die Steuerung 60 für das zen
trale Ausgleichgetriebe im Übertragungsgehäuse 4 untergebracht
sind. Die Abtriebswelle 15 des Getriebes 30 ist über ein Paar
Getrieberäder 72a, 72b mit einer Vorgelegewelle 73 verbunden,
die parallel zur Abtriebswelle 15 verläuft.
Ein fest auf der Vorgelegewelle 73 angebrachtes Antriebsrad 74a
steht mit einem Achsantriebsrad 74b in Eingriff, das an einan
der gegenüberliegenden Nabenelementen 19a befestigt ist. Das
Vorderachsdifferential 19 mit Kegelradsatz weist ein Ausgleich
gehäuse 19b auf, das mit einer ersten Abtriebshohlwelle 76 des
zentralen Ausgleichgetriebes 50 verbunden ist. Im Inneren des
Ausgleichgehäuses 19b ist eine Triebwelle 19c vorgesehen, die
fest mit dem Ausgleichgehäuse 19b verbunden ist, sowie zwei
Ausgleichantriebsräder 19d, die drehbar auf der Triebwelle 19c
angeordnet sind, und zwei Nebenkegelräder 19L, 19R, die mit den
Antriebsrädern 19d in Eingriff stehen. Die Nebenräder 19L und
19R sind jeweils mit der linken und rechten Vorderachse 70L und
70R so verbunden, daß die Abtriebsleistung des Getriebes je
weils auf das linke und das rechte Vorderrad 71L bzw. 71R über
tragen wird.
Im Übertragungsgehäuse 4 sind das zentrale Ausgleichgetriebe 50
und die Steuerung 60 koaxial zum vorderen Ausgleichgetriebe 19
und zur Achse 70R angeordnet, während sich die Übertragung 65
hinter dem zentralen Ausgleichgetriebe befindet.
Das zentrale Ausgleichgetriebe 50 weist eine Antriebshohlwelle
75 auf, die mit dem Nebenteil 19a verbunden ist, sowie die La
mellenreibungskupplung 62. Die zweite Vorgelegewelle 24 ist
drehbar auf der ersten Abtriebswelle 76 angeordnet. Die erste
Abtriebswelle 76 ist drehbar auf der rechten Vorderachse 70R
angeordnet. Das zentrale Ausgleichgetriebe 50 umfaßt das erste
Sonnenrad 51, das integral auf der Antriebswelle 75 ausgebildet
ist, das erste Planetenrad 52, das mit dem ersten Sonnenrad 51
in Eingriff steht, das zweite Sonnenrad 53, das integral auf
der zweiten Vorgelegewelle 24 ausgebildet ist, das zweite Pla
netenrad 54, das mit dem zweiten Sonnenrad 53 in Eingriff
steht, und den Planetenträger 55. Der erste Planetenradträger
55a und der zweite Planetenradträger 55b sind jeweils drehbar
auf der Antriebswelle 75 bzw. der zweiten Vorgelegewelle 24 an
geordnet.
Auf diese Weise wird das von der Abtriebswelle 15 des Getriebes
30 abgegebene Drehmoment über das Antriebsrad 74a, das Achs
antriebsrad 74b, das Nabenteil 19a und die Antriebswelle 75 und
von dort weiter über die Planetenräder 52, 54 zum Planetenträ
ger 55 und zum zweiten Sonnenrad 53 mit einem jeweils vorgege
benen Drehmomentverhältnis übertragen.
In Aufbau und Funktionsweise ist die Steuerung 60 genauso wie
die Steuerung 60 des ersten Ausführungsbeispiels ausgelegt.
Ein Übertragungsantriebsrad 77a steht mit einem fest auf einer
Übertragungswelle 78 der Übertragungsvorrichtung angeordneten
Abtriebsrad 77b in Eingriff, wobei die Übertragung 65 hinter
dem zentralen Ausgleichgetriebe 50 angeordnet ist. Die Übertra
gungswelle 78 ist mit der hinteren Antriebswelle 20 senkrecht
zur Übertragungswelle 78 über ein Paar Kegelräder 79a, 79b ver
bunden, um auf diese Weise die Antriebsleistung über die hinte
re Antriebswelle 20, die Antriebswelle 21 und das hintere Aus
gleichgetriebe 22 auf die jeweils mit dem linken und rechten
Hinterrad 81L bzw. 81R verbundene linke und rechte Hinterachse
80L und 80R zu übertragen.
Im folgenden wird nun der Funktionsablauf der Anlage erläutert;
die Leistung des Motors 10 wird über den Drehmomentwandler 13
auf den Getriebeautomaten 30 übertragen, in dem das Übertra
gungsverhältnis geregelt wird. Die vom Getriebe 30 abgegebene
Leistung wird über die Ausgangswelle 15, die Getrieberäder 72a,
72b, die Vorgelegewelle 73, das Antriebsrad 74a, das Achs
antriebsrad 74b, die Nabenteile 19a und die Antriebswelle 75
auf das erste Sonnenrad 51 des zentralen Ausgleichgetriebes
übertragen. Das Drehmoment des Planetenträgers 55 wird über die
erste Abtriebswelle 76, das vordere Ausgleichgetriebe 19 und
die Achsen 70L und 70R auf die Vorderräder 71L, 71R übertragen.
Das Drehmoment für die Hinterräder 81L, 81R wird dagegen über
das zweite Sonnenrad 53, die zweite Vorgelegewelle 24, die
Kupplung 62, das Übertragungsantriebs- und Abtriebsrad 77a und
77b, die Übertragungswelle 78, die Kegelräder 79a und 79b, die
hintere Antriebswelle 20, die Antriebswelle 21, das hintere
Ausgleichgetriebe 22 und die Hinterachsen 80L und 80R übertra
gen. Auf diese Weise besteht zu jederzeit ein Vierradantrieb.
Dementsprechend wird in gleicher Weise wie beim ersten Ausfüh
rungsbeispiel die Differentialfunktion durch die Lamellenrei
bungskupplung 62 begrenzt, während der Schaltbereich des Ge
triebes durch das Einrücken der Kupplung 62 und die Aktivierung
der Bremse 63 in den fünften Gang geschaltet wird.
Fig. 5 zeigt eine modifizierte Realisierung des zweiten Ausfüh
rungsbeispiels der Erfindung. Bei dieser modifizierten Ausfüh
rungsform ist das vordere Ausgleichgetriebe 19 direkt neben der
Steuerung 60 auf derselben Seite wie der Motor 10 angeordnet.
Das zentrale Ausgleichgetriebe 50 ist koaxial zum vorderen Aus
gleichgetriebe 19 auf der rechten Achse 70R hinter dem Getrie
beautomaten 30 angeordnet. Das Achsantriebsrad 74b ist hierbei
fest auf der Antriebswelle 75 befestigt, die drehbar auf der
rechten Achse 70R angeordnet ist. Die den Planetenträger 55 ab
stützende erste Ausgangswelle 76 ist mit dem Ausgleichgehäuse
19b des vorderen Ausgleichgetriebes 19 verbunden. Das Übertra
gungsantriebsrad 77a ist fest auf dem Nabenteil 19a angeordnet.
In jeder anderen Beziehung gleicht diese modifizierte Ausfüh
rungsform in Auslegung und Funktionsweise dem zweiten Ausfüh
rungsbeispiel.
Fig. 6 zeigt eine weitere modifizierte Möglichkeit zur Reali
sierung des zweiten Ausführungsbeispiels, wobei das zentrale
Ausgleichgetriebe 50 und die Steuerung 60 im Getriebegehäuse 3
direkt hinter dem Getriebeautomaten 30 angeordnet sind. Die Ab
triebshohlwelle 76 liegt koaxial zu einer Vorgelegehohlwelle
73a. Das mit dem Getrieberad 72a kämmende Getrieberad 72b ist
integral auf der Vorgelegehohlwelle 73a angeordnet. Das erste
Sonnenrad 51 des zentralen Ausgleichgehäuses 50 ist integral
auf der Vorgelegehohlwelle 73a angeformt. Das auf der Vorgele
gehohlwelle 73a angeordnete Antriebsrad 74a ist integral auf
dem ersten Planetenradträger 55a des Planetenträgers 55 ange
formt. Das mit dem Antriebsrad 74a kämmende Achsantriebsrad 74b
ist über einen Leitwulst 74c auf der Antriebshohlwelle 75 ange
bracht. Die Antriebshohlwelle 75 ist fest mit dem Ausgleichge
häuse 19b des vorderen Ausgleichgetriebes 19 verbunden.
Mit einem Flanschabschnitt des Antriebsteils 62a der hydrau
lisch betätigten Kupplung 62, die auf der Abtriebswelle 76
sitzt, ist eine Abtriebswelle 76a fest verbunden. Das Übertra
gungsantriebsrad 77a der Übertragungsvorrichtung 65a ist fest
auf der Welle 76a vorgesehen, während das Übertragungsabtriebs
rad 77b, das mit dem Antriebsrad 77a kämmt, fest am Nabenteil
19a angebracht ist. Mit dem Nabenteil 19a ist auch fest eine
Hohlwelle 82 verbunden, die drehbar auf der rechten Achse 70R
angeordnet ist. Ein fest angebrachtes Getrieberad 83a ist auf
der Hohlwelle 82 vorgesehen, während mit diesem ein fest auf
der Übertragungswelle 78 angeordnetes Getrieberad 83b kämmt.
Bei dieser modifizierten Ausführungsform ist der im Übertra
gungsgehäuse angeordnete Transmissionsmechanismus vereinfacht.
Erfindungsgemäß wird das zentrale Ausgleichgehäuse für die Ver
teilung des Drehmoments auf die Vorder- und Hinterräder wirksam
dazu eingesetzt, einen fünften (Schon-) Gang zu schaffen, so
daß das Getriebe fünf Gänge für die Vorwärtsfahrt besitzt. Da
die Anzahl der Getriebeschaltbereiche erhöht wird, erhöhen sich
auch Motorleistung und Kraftstoffverbrauch des Motors.
Die Fahrstufe des fünften Ganges läßt sich ohne Veränderungen
an der Transmission, beispielsweise am Getriebeautomaten, am
zentralen Ausgleichgetriebe und an der Steuerung, erreichen.
Auf diese Weise ergibt sich eine kompakt gebaute Anlage mit
vereinfachtem Aufbau.
Während der Fahrt im jeweils geschalteten Gang des Getriebes
wird die Drehmomentverteilung durch das zentrale Ausgleichge
triebe geregelt, welches mit einem System zur Begrenzung der
Differentialfunktion ausgestattet ist. Während der Fahrt im
fünften Gang wird die Drehmomentverteilung durch dieses System
zur Begrenzung der Ausgleichfunktion gesteuert.
Da das zentrale Ausgleichgetriebe einen komplexen Planetenge
triebesatz umfaßt, ist es möglich, die Drehmomentverteilung und
das Übersetzungsverhältnis für den fünften Gang auf verschiede
ne Werte einzustellen.
Das zentrale Ausgleichgetriebe und die Steuerung sind koaxial
auf dem hinteren Ende des klein ausgeführten Getriebes angeord
net. Damit wird die Montage günstiger, während Teile des zen
tralen Ausgleichgetriebes und der Lamellenkupplungen mehreren
verschiedenen Transmissionsbauformen gemeinsam sind.
Auch wenn hier die derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiele
dieser Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, liegt es
doch auf der Hand, daß diese Beschreibung nur zum Zwecke der
Veranschaulichung dient, und daß verschiedene Veränderungen und
Modifizierungen im Rahmen der Erfindung möglich sind, wie er in
den beiliegenden Ansprüchen umrissen ist.
Claims (6)
1. Transmissionsanlage zur Kraftübertragung von einem Motor
auf die Vorder- und Hinterräder eines Kraftfahrzeugs mit
Getriebeautomat und einem zentralen Ausgleichgetriebe zur
Verteilung der Antriebskraft des Motors auf die Vorder- und
Hinterräder,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Getriebeautomat (30) den Bereich der höchsten Fahr stufe aufweist;
daß das zentrale Ausgleichgetriebe (50) ein Planetengetrie be mit einem ersten Sonnenrad (51) aufweist, das mit einer Abtriebswelle (15) des Getriebeautomaten (30) in Wirkver bindung steht, sowie mit einem Planetenträger (55), ersten und zweiten Planetenrädern (52, 54), die miteinander ein Ganzes bilden und drehbar auf dem Planetenträger (55) gela gert sind, und mit einem zweiten Sonnenrad (53);
wobei das erste Planetenrad (52) mit dem ersten Sonnenrad (51) und das zweite Planetenrad (54) mit dem zweiten Son nenrad (53) in Eingriff steht,
während der Planetenträger (55) entweder mit den Vorder- oder mit den Hinterrädern in Wirkverbindung steht, und das zweite Sonnenrad (53) mit den jeweils anderen Rädern in Wirkverbindung steht;
daß eine Feststelleinrichtung (63) zum Hemmen des Aus gleichsbetriebs des zentralen Ausgleichgetriebes (50) vor gesehen ist;
daß eine Steuereinrichtung (60) vorgesehen ist, welche die Feststelleinrichtung (63) auslöst, wenn die Abtriebsge schwindigkeit des Getriebeautomaten (30) in der höchsten Fahrstufe einen vorgegebenen Geschwindigkeitswert über schreitet; und
daß das zentrale Ausgleichgetriebe (50) so ausgelegt ist, daß die vom Getriebeautomaten (30) übertragene Eingangsge schwindigkeit erhöht wird, wenn die Feststelleinrichtung (63) unter Bildung einer Schongangstufe den Ausgleichsbe trieb hemmt.
daß der Getriebeautomat (30) den Bereich der höchsten Fahr stufe aufweist;
daß das zentrale Ausgleichgetriebe (50) ein Planetengetrie be mit einem ersten Sonnenrad (51) aufweist, das mit einer Abtriebswelle (15) des Getriebeautomaten (30) in Wirkver bindung steht, sowie mit einem Planetenträger (55), ersten und zweiten Planetenrädern (52, 54), die miteinander ein Ganzes bilden und drehbar auf dem Planetenträger (55) gela gert sind, und mit einem zweiten Sonnenrad (53);
wobei das erste Planetenrad (52) mit dem ersten Sonnenrad (51) und das zweite Planetenrad (54) mit dem zweiten Son nenrad (53) in Eingriff steht,
während der Planetenträger (55) entweder mit den Vorder- oder mit den Hinterrädern in Wirkverbindung steht, und das zweite Sonnenrad (53) mit den jeweils anderen Rädern in Wirkverbindung steht;
daß eine Feststelleinrichtung (63) zum Hemmen des Aus gleichsbetriebs des zentralen Ausgleichgetriebes (50) vor gesehen ist;
daß eine Steuereinrichtung (60) vorgesehen ist, welche die Feststelleinrichtung (63) auslöst, wenn die Abtriebsge schwindigkeit des Getriebeautomaten (30) in der höchsten Fahrstufe einen vorgegebenen Geschwindigkeitswert über schreitet; und
daß das zentrale Ausgleichgetriebe (50) so ausgelegt ist, daß die vom Getriebeautomaten (30) übertragene Eingangsge schwindigkeit erhöht wird, wenn die Feststelleinrichtung (63) unter Bildung einer Schongangstufe den Ausgleichsbe trieb hemmt.
2. Transmissionsanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Feststelleinrichtung (63) so angeordnet ist, daß
sie eine Drehbewegung des zweiten Sonnenrades (53) verhin
dert.
3. Transmissionsanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Feststelleinrichtung (63) eine hydraulisch betätig
te Bremse zum Abbremsen des zweiten Sonnenrades (53) ist.
4. Transmissionsanlage nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerung (60) einen Hydraulikkreis (53, 47, 61c,
63) zum Zuführen von Drucköl zur hydraulisch betätigten
Bremse (63) aufweist.
5. Getriebeautomat für ein Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb,
das einen Motor aufweist, sowie einen direkt mit dem Motor
verbundenen Drehmomentwandler, der in einem Getriebegehäuse
angeordnet ist und ein Drehmoment von Motor auf eine vorde
re Antriebswelle und eine hintere Antriebswelle überträgt,
und ein koaxial auf einer Abtriebswelle angeordnetes zen
trales Ausgleichgetriebe zur Differenzierung der Drehge
schwindigkeit zwischen den Vorder- und Hinterrädern, wobei
das zentrale Ausgleichgetriebe ein komplex aufgebautes Pla
netengetriebe und eine erste Reibungskupplung aufweist, die
zwischen einer ersten mit einem Planetenträger des Plane
tengetriebes verbundenen Vorgelegewelle und der Radan
triebswelle angeordnet ist, wobei auf dem zentralen Aus
gleichgetriebe ein feststehendes Teil vorgesehen ist, und
wobei das komplex aufgebaute Planetengetriebe ein erstes
und ein zweites Planetenrad aufweist, die als Ganzes auf
einem Planetenträger gelagert sind, und bei welchem eine
mit dem Planetengetriebe kämmende Vorgelegewelle vorgesehen
ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine zweite Reibungskupplung (61) auf der zweiten Vor gelegewelle (24) angeordnet ist, welche die Ausgleichsfunk tion des zentralen Ausgleichgetriebes (50) durch Eingriff mit dem feststehenden Teil (61a) einschränkt; und
daß eine dritte Reibungskupplung auf der Radantriebswelle angeordnet ist, welche die Kraft des Rades zur Verteilung des Drehmoments auf die Vorder- und Hinterräder überträgt, indem das Ausgleichgetriebe in Abhängigkeit von der Diffe renzierfunktion angesteuert wird.
daß eine zweite Reibungskupplung (61) auf der zweiten Vor gelegewelle (24) angeordnet ist, welche die Ausgleichsfunk tion des zentralen Ausgleichgetriebes (50) durch Eingriff mit dem feststehenden Teil (61a) einschränkt; und
daß eine dritte Reibungskupplung auf der Radantriebswelle angeordnet ist, welche die Kraft des Rades zur Verteilung des Drehmoments auf die Vorder- und Hinterräder überträgt, indem das Ausgleichgetriebe in Abhängigkeit von der Diffe renzierfunktion angesteuert wird.
6. Getriebeautomat (30) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß er des weiteren folgendes aufweist:
- - ein erstes Sonnenrad (31a) in Wirkverbindung mit der Ab triebswelle (15) des zentralen Ausgleichgetriebes (50) und im Eingriff mit dem ersten Planetenrad (52);
- - ein koaxial hinter dem ersten Sonnenrad (31) angeordnetes zweites Sonnenrad (32a), das drehbar mit einer der An triebswellen über die dritte Reibungskupplung verbunden ist;
- - wobei das zentrale Ausgleichgetriebe (50) durch Sperrung der zweiten Reibungskupplung (61) als einfaches Planeten getriebe geschaltet ist, so daß ein niedrigeres Überset zungsverhältnis als in der ersten Fahrstufe des Getrie beautomaten (30) und damit eine Verbesserung des Fahrver haltens des Kraftfahrzeugs mit Vierradantrieb erzielbar ist.
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