DE602004009893T2

DE602004009893T2 - Fahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE602004009893T2
Application number: DE200460009893
Authority: DE
Inventors: Hans ENSTRÖM
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2004-05-07
Filing date: 2004-05-07
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2024-05-08
Also published as: EP1593877B1; EP1593877A1; DE602004009893D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einem Gehäuse mit einer Antriebs- bzw. Eingangswelleneinrichtung und zwei Zwischen- bzw. Gegenwellen, die in einer von der Eingangswelleneinrichtung versetzten Ebene liegen und Zahnräder aufweisen, die mit Zahnrädern an der Eingangswelleneinrichtung in Eingriff sind, zum Übertragen eines Drehmoments mit einer Anzahl von Vorwärtsganggeschwindigkeiten, wobei zumindest ein Zahnrad von jedem Paar wechselseitig eingreifender Zahnräder an der Eingangswelleneinrichtung und den Gegenwellen von seiner Welle lösbar ist, wobei ein Zahnrad zum Übertragen eines Drehmoments im Rückwärtsgang an einer vierten Welle lösbar getragen wird, wobei jede der Gegenwellen und die vierte Welle ein Zahnrad aufweisen, das mit der Welle nicht drehbar verbunden ist, zum Übertragen eines Drehmoments an eine Ausgangseinrichtung, z. B. ein Antriebskegelrad eines Differentials.
Ein Getriebe des oben beschriebenen Typs wird in US 5 715 727 beschrieben. Es weist fünf oder sechs Vorwärtsgeschwindigkeiten und eine Rückwärtsgeschwindigkeit auf. Ein Drehmoment im Rückwärtsgang wird von der Eingangswelle über das lösbare Zahnrad der ersten Ganggeschwindigkeit an einer der Gegenwellen auf ein Rückwärtsganggeschwindigkeits-Zahnrad an der vierten Welle übertragen. Die axiale Länge eines derartigen Getriebes kann verringert werden durch Lagern auch des lösbaren Zahnrads der ersten Ganggeschwindigkeit an der vierten Welle, anstelle von an einer der Gegenwellen, und um ein Drehmoment an dieses Zahnrad von einem der lösbaren Zahnräder der Gegenwelle über ein Zahnrad an einer Übertragungswelle zu übertragen. Ein Getriebe dieses Typs wird in EP 03025970.9 beschrieben, welche nach der Einreichung der Anmeldung veröffentlicht ist. Bei diesem Getriebe überträgt das lösbare Zahnrad für eine dritte Vorwärtsganggeschwindigkeit über die Übertragungswelle ein Drehmoment an das Zahnrad der ersten Ganggeschwindigkeit an der vierten Welle, während ein Drehmoment im Rückwärtsgang über ein Zahnrad der zweiten Vorwärtsganggeschwindigkeit an einer der Gegenwellen an das Rückwärtsganggeschwindigkeits-Zahnrad an der vierten Welle übertragen wird.
EP 1077336 A1 offenbart ein Getriebe mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Wenn man auswählt, das Rückwärtsgang-Zahnrad an der vierten Welle von dem Zahnrad der zweiten Ganggeschwindigkeit an einer der Gegenwellen anzutreiben, ist ein Rückwärtsgang-Zahnrad mit eher großem Durchmesser erforderlich, um ein geeignetes Übersetzungsverhältnis im Rückwärtsgang zu erhalten.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ausgehend von dem in EP 03025971.7 beschriebenen Getriebe, welche nach der Einreichung der Anmeldung veröffentlicht ist, ist es, ein Getriebe zu erzielen, das ein kleineres Rückwärtsgang-Zahnrad an der vierten Welle aufweisen kann und dennoch ein geeignetes Übersetzungsverhältnis und ein hohes Endantriebsdrehmomentniveau hat.
Dies wird gemäß der Erfindung aufgrund der Tatsache erzielt, dass das Zahnrad zur Übertragung eine Drehmoments im Rückwärtsgang an der vierten Welle eine Zahnradeinrichtung in Eingriff nimmt, die an einem lösbaren Vorwärtsganggeschwindigkeits-Zahnrad an einer der Gegenwellen antreibend angebracht ist, wobei die Zahnradeinrichtung einen kleineren Durchmesser aufweist als der Durchmesser des Vorwärtsganggeschwindigkeits-Zahnrads.
Diese Zahnradeinrichtung kann ein separates Zahnrad sein, das zum Beispiel an dem Zahnrad der zweiten Ganggeschwindigkeit an einer der Gegenwellen nicht drehbar angebracht ist oder damit in einem Stück hergestellt ist, womit die Wahl des Übersetzungsverhältnisses im Rückwärtsgang vollständig unabhängig von dem Durchmesser irgendeines lösbaren Vorwärtsganggeschwindigkeits-Zahnrads gemacht wird.
Die Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf Beispiele ausführlicher beschrieben, welche in den beigefügten Zeichnungen gezeigt werden, wo
1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform von einem Getriebe mit sechs Geschwindigkeiten gemäß der Erfindung zeigt,
2 einen Aufbau der an einem Übertragungsdrehmoment beteiligten Zahnräder zeigt, wenn der 1te, 2te, 3te und Rückwärtsgang im Eingriff ist, und
3 einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform von einem Getriebe mit sechs Geschwindigkeiten gemäß der Erfindung zeigt.
In einem im Allgemeinen mit 1 bezeichneten Getriebegehäuse sind eine Eingangswelleneinrichtung 2 mit zwei konzentrischen Eingangswellen 2a und 2b, eine erste Gegenwelle 3, eine zweite Gegenwelle 4 und eine Rückwärtsgangwelle 5 drehbar angebracht. Jede Eingangswelle 2a, 2b ist geeignet, wechselweise mit der Kurbelwelle eines Motors mittels einer eigenen Kupplung (nicht gezeigt) verbunden zu werden. Die Eingangswelle 2a trägt Zahnräder 6 und 7 für die 5te beziehungsweise 3te Ganggeschwindigkeit, die nicht drehbar an der Welle 2a befestigt sind, während die Eingangswelle 2b Zahnräder 8, 9 und 10 für die 4te, 2te beziehungsweise 6te Ganggeschwindigkeit trägt, die nicht drehbar an der Welle 2b befestigt sind.
Die Zahnräder 6 und 7 an der Eingangswelle 2a gelangen mit Zahnrädern 11 beziehungsweise 12 in Eingriff, die drehbar an der Gegenwelle 4 gelagert sind, aber auf eine herkömmliche Art arretiert oder freigegeben werden können, mittels von Eingriffshülsen 13 beziehungsweise 14, mit einer zugehörigen Synchronisationseinrichtung. Die Zahnräder 8 und 10 an der Eingangswelle 2b gelangen mit Zahnrädern 15 beziehungsweise 16 an der Gegenwelle 3 in Eingriff, während das Zahnrad 9 an der Eingangswelle 2b ein Zahnrad 17a an der Gegenwelle 4 in Eingriff nimmt. Sämtliche Zahnräder 15, 16 und 17a sind an ihren jeweiligen Gegenwellen 3 und 4 drehbar gelagert, aber können mittels einer Eingriffshülse 18 beziehungsweise der Eingriffshülse 13 arretiert und freigegeben werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Zahnrad 17b starr an dem Zahnrad 17a angebracht, und ist somit mittels der Eingriffshülse 13 an der Gegenwelle 4 arretierbar und von ihr freigebbar. Wie man sieht, weist das Zahnrad 17b einen kleineren Durchmesser auf als das Zahnrad 17a, und gelangt mit einem Zahnrad 19 in Eingriff, das drehbar gelagert ist und mittels einer Eingriffshülse 20, mit zugehöriger Synchronisationseinrichtung, an der Rückwärtsgangwelle 5 arretierbar ist. Durch Übertragen eines Drehmoments im Rückwärtsgang über ein Zahnrad 17b mit einem kleineren Durchmesser als das Zahnrad 17a der 2ten Ganggeschwindigkeit, kann ein Rückwärtsgang-Zahnrad 19 mit einem kleineren Durchmesser für ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis verwendet werden, verglichen mit der Verwendung des Zahnrads 17a zur Drehmomentübertragung im Rückwärtsgang.
Jedes von einem Paar von Zahnrädern 21 und 22 ist nicht drehbar an seiner jeweiligen Gegenwelle 3 und 4 befestigt, und gelangt mit einem Antriebskegelrad 23 eines im Allgemeinen mit 24 bezeichneten Differentials in Eingriff. Ein Zahnrad 25 ist nicht drehbar an der Rückwärtsgangwelle 5 befestigt, und gelangt mit dem Antriebskegelrad 23 in Eingriff. Da das Übersetzungsverhältnis im Rückwärtsgang unter anderem von dem Durchmesser eines Zahnrads 17b abhängig ist, dessen Durchmesser nicht durch den Durchmesser irgendeines Vorwärtsgeschwindigkeits-Zahnrads bestimmt wird, können die Durchmesser der Zahnräder 17b und 19 so ausgewählt werden, dass ein geeignetes Übersetzungsverhältnis im Rückwärtsgang erhalten wird, zugleich wie das Endantriebs-Zahnrad 25 den gleichen Durchmesser wie die Endantriebs-Zahnräder 21 und 22 an den Gegenwellen aufweisen kann.
Ein Zahnrad 30 ist drehbar an der Rückwärtsgangwelle 5 angebracht. Das Zahnrad 30 kann an der Welle 5 mittels der Eingriffshülse 20 arretiert werden, und gelangt mit einem Zahnrad 31 in Eingriff, das nicht drehbar an einer Übertragungswelle 32 angebracht ist, die sich zwischen der Gegenwelle 4 und der Rückwärtsgangwelle 5 befindet. Ein Zahnrad 33, das nicht drehbar an der Übertragungswelle 32 angebracht ist, gelangt mit dem Zahnrad 12 an der Gegenwelle 4 in Eingriff.
Bei dem beschriebenen Getriebe wird ein Drehmoment in der 3ten und der 5ten Ganggeschwindigkeit von der Eingangswelle 2a über die Gegenwelle 4 und ihr nicht drehbares Zahnrad 22 an das Antriebskegelrad 23 übertragen, und in der 2ten, der 4ten und der 6ten Ganggeschwindigkeit von der Eingangswelle 2b über die Gegenwelle 3 und ihr Zahnrad 21 an das Antriebskegelrad 23. Welche Zahnräder bei jeweiligen Ganggeschwindigkeiten in Eingriff gelangen ist aus den Figuren ersichtlich, und zusätzlich zu der Drehmomentübertragung im Rückwärtsgang, die oben bereits beschrieben wurde, wird lediglich eine Drehmomentübertragung in der 1ten ausführlich beschrieben.
Im 1ten Gang ist das Zahnrad 30, mittels der Eingriffshülse 20, an der Rückwärtsgangwelle 5 arretiert, und der Rest der lösbaren Zahnräder ist gelöst. Die Kupplung (nicht gezeigt) der Eingangswelle ist gelöst. Ein Drehmoment wird nun übertragen von der angetriebenen Eingangswelle 2a und dem Zahnrad 7 über das Zahnrad 12 der 3ten Ganggeschwindigkeit, welches nun als ein Zwischenrad bzw. eine Leerlaufrolle dient, und den Zahnrädern 33 und 31 an der Übertragungswelle auf das Zahnrad 30 der 1ten Ganggeschwindigkeit. Da das Zahnrad 12 das Zahnrad 33 drehen wird, und mit ihm die Übertragungswelle in eine Richtung entgegengesetzt der Rotationsrichtung des Zahnrads 12, wird das Zahnrad 31 an der Übertragungswelle 32 das Zahnrad 30 der 1ten Ganggeschwindigkeit drehen, und mit ihm die Rückwärtsgangwelle 5 in die gleiche Richtung wie das Zahnrad 12 der 3ten Ganggeschwindigkeit, wodurch ein Drehmoment in der 1ten Vorwärtsganggeschwindigkeit über das Zahnrad 28 an das Antriebskegelrad 24 übertragen wird.
Das in 3 gezeigt Getriebe unterscheidet sich von dem oben beschriebenen lediglich bezüglich der Drehmomentübertragung im 1ten Gang. Lediglich die Zahnräder, die ein Drehmoment in dem 1ten, 2ten, 5ten und im Rückwärtsgang übertragen, wurden mit Bezugszeichen versehen, welche die gleichen sind wie diejenigen, die in 1 gezeigt werden. Wie man in 3 sehen kann, wird ein Drehmoment im 1ten Gang auf das Zahnrad 33 an der Übertragungswelle 32 von dem Zahnrad 11 der 5ten Ganggeschwindigkeit übertragen, anstelle des Zahnrads 12 der 3ten Ganggeschwindigkeit, wie in den 1 und 2 gezeigt.

Claims

Kraftfahrzeuggetriebe mit einem Gehäuse (1) mit einer Eingangswelleneinrichtung (2) und zwei Gegenwellen (3, 4), die in einer von der Eingangswelleneinrichtung versetzten Ebene liegen und Zahnräder (11, 12, 15–17) aufweisen, die mit Zahnrädern (6–10) an der Eingangswelleneinrichtung in Eingriff sind, zum Übertragen eines Drehmoments mit einer Anzahl von Vorwärtsganggeschwindigkeiten, wobei zumindest ein Zahnrad von jedem Paar wechselseitig eingreifender Zahnräder an der Eingangswelleneinrichtung und den Gegenwellen von seiner Welle lösbar ist, wobei ein Zahnrad (19) zum Übertragen eines Drehmoments im Rückwärtsgang an einer vierten Welle (5) lösbar getragen wird, wobei jede der Gegenwellen und die vierte Welle ein Zahnrad (21, 22, 25) aufweisen, das mit seiner Welle nicht drehbar verbunden ist, zum Übertragen eines Drehmoments an ein Antriebskegelrad (23) eines Differentials (24), das die Zahnräder (21, 22, 25), die nicht drehbar mit den Gegenwellen (3, 4) und der vierten Welle (5) verbunden sind, in Eingriff nimmt, wobei das Zahnrad (19) zum Übertragen eines Drehmoments im Rückwärtsgang an der vierten Welle (5) eine Zahnradeinrichtung (17b) in Eingriff nimmt, die an einem lösbaren Vorwärtsganggeschwindigkeits-Zahnrad (17a) an einer (4) der Gegenwellen antreibend angebracht ist, wobei die Zahnradeinrichtung einen kleineren Durchmesser aufweist als der Durchmesser des Vorwärtsganggeschwindigkeits-Zahnrads und dass die Eingangswelleneinrichtung zumindest fünf Zahnräder (6–10) aufweist, im Eingriff mit den Zahnrädern (11, 12, 15–17) an den Gegenwellen (3, 4), zum Übertragen eines Drehmoments an das Antriebskegelrad (23) zum Vorwärtsantrieb mit zumindest fünf unterschiedlichen Ganggeschwindigkeiten, dadurch gekennzeichnet, dass ein lösbares Zahnrad (11, 12) an einer der Gegenwellen ein Zahnrad (33) an einer Übertragungswelle (32), zum Übertragen eines Drehmoments in einer Vorwärtsganggeschwindigkeit an ein Zahnrad (30) an der vierten Welle (5), in Eingriff nimmt, um ein Drehmoment zu übertragen, zum Vorwärtsantrieb mit einer zusätzlichen Ganggeschwindigkeit, die sich von den fünf unterschiedlichen Ganggeschwindigkeiten unterscheidet.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradeinrichtung (17b) ein Zahnrad ist, das nicht drehbar an einem Vorwärtsganggeschwindigkeits-Zahnrad (17a) angebracht ist.
Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das lösbare Zahnrad (19) an der vierten Welle (5) zum Übertragen eines Drehmoments im Rückwärtsgang ein Zahnrad (17b) in Eingriff nimmt, das an einem Zahnrad (17a) angebracht ist, das angeordnet ist, um ein Drehmoment in einer zweiten Vorwärtsganggeschwindigkeit zu übertragen.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (21, 22, 25), die nicht drehbar mit den Gegenwellen (3, 4) und der vierten Welle (5) verbunden sind, den gleichen Durchmesser aufweisen.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelleneinrichtung (2) eine erste und eine zweite Eingangswelle (2a, 2b) umfasst, wobei die zweite Eingangswelle (2b) eine Hohlwelle ist, die konzentrisch um die erste Eingangswelle (2a) gelagert ist.