DE60308878T2

DE60308878T2 - Kraftfahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE60308878T2
Application number: DE2003608878
Authority: DE
Inventors: Hans ENSTRÖM
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2003-11-13
Filing date: 2003-11-13
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2023-11-14
Also published as: EP1531285B1; DE60308878D1; EP1531285A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeuggetriebe, umfassend ein Gehäuse mit Eingangswellenmittel und zwei Gegenwellen, liegend in einer Ebene versetzt von genanntem Eingangswellenmittel und habend Zahnräder in Eingriff mit Zahnrädern auf genanntem Eingangswellenmitel, mindestens ein Zahnrad von jedem Paar von ineinander eingreifenden Zahnrädern auf genanntem Eingangswellenmittel und genannten Gegenwellen seiend trennbar von seiner Welle, eines der genannten trennbaren Zahnräder seiend befestigt auf einer Gegenwelle, eingreifend in ein weiteres Zahnrad, welches trennbar auf einer vierten Welle getragen wird, jede der genannten Gegenwellen und genannte vierte Welle habend ein Zahnrad nicht-drehbar verbunden mit seiner Welle und zur Drehmomentübertragung an ein Ausgangsmittel, z.B. ein Antriebskegelrad eines Differenzials.
Ein Getriebe der oben beschriebenen Art ist z.B. aus US 5,715,727 bekannt. Es hat fünf oder sechs Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang. Im Rückwärtsgang wird Drehmoment von der Eingangswelle über ein trennbares Zahnrad für den ersten Gang auf einer der Gegenwellen auf ein Rückwärtsgangzahnrad auf der vierten Welle übertragen. Ein Fünfganggetriebe dieser Art kann axial kürzer gemacht werden als andere bekannte Arten von Fünfganggetrieben mit zwei Gegenwellen, bei denen Drehmoment im Rückwärtsgang von der Eingangswelle über eine der Gegenwellen zu der anderen Gegenwelle übertragen wird. Alternativ kann ein Sechsganggetriebe der oben beschriebenen Art so kurz sein wie ein Fünfganggetriebe, das an Stelle einer vierten Welle für den Rückwärtsgang eine der Gegenwellen benutzt, um die Drehrichtung der anderen Gegenwelle umzudrehen.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ausgehend von dem oben beschriebenen Getriebe, ist es, ein Getriebe zu schaffen, das noch kürzer gemacht werden kann, ohne die Anzahl der Vorwärtsgänge zu verringern.
Ein weiteres Ziel der Erfindung, ausgehend von dem oben beschriebenen Getriebe, ist es, ein Getriebe zu schaffen, das eine Anordnung hat, die speziell angepasst ist für ein sogenanntes Power-Shift-Getriebe, das zwei Eingangswellen hat, von denen eine Hohlwelle ist, die konzentrisch um die andere Eingangswelle angeordnet ist.
Dies wird gemäß der Erfindung erreicht aufgrund der Tatsache, dass das genannte Eingangswellenmittel zumindest ein Zahnrad weniger trägt als die Anzahl der Vorwärtsgänge des Getriebes und dass zumindest ein trennbares Zahnrad auf zumindest einer der Gegenwellen angeordnet ist, wenn eingerastet zu der Gegenwelle, zu übertragen Drehmoment von der Gegenwelle zu dem Ausgangsmittel mit einem Vorwärtsgang und, wenn getrennt von der Gegenwelle, zu übertragen Drehmoment über eine Übertragungswelle und zumindest ein weiteres trennbares Zahnrad auf der vierten Welle zu dem Ausgangsmittel mit einem anderen Vorwärtsgang.
In einem vorbekannten Sechsganggetriebe der oben beschriebenen Art trägt eine der Gegenwellen Zahnräder, die Drehmoment im ersten, dritten, fünften und sechsten Gang übertragen. Diese Gegenwelle ist die Längstwelle des Getriebes und bestimmt die maximale axiale Ausdehnung des Getriebegehäuses. Durch Entfernung eines dieser Zahnräder und folglich auch seines Gegenstücks auf dem Eingangswellenmittel kann die axiale Ausdehnung des Getriebegehäuses verringert werden.
In einem Kraftfahrzeug mit einem Power-Shift-Getriebe, das ein Eingangswellenmittel hat, das zwei konzentrisch angeordnete Eingangswellen umfasst, jede verbindbar mit der Kurbelwelle des Motors mittels einer eigenen Kupplung, wird der Wechsel von einem Gang zu dem nächsten Gang ausgeführt durch zunächst Vorauswählen des nächsten Ganges, dann Trennen der Kupplung des gegenwärtigen Ganges und schließlich Eingreifen in die Kupplung des nächsten Ganges. Dies bedeutet, dass die Zahnräder, die Drehmoment in Gängen mit ungeraden Nummern übertragen, auf einer Gegenwelle befestigt sein müssen und Zahnräder, die Drehmoment in Gängen mit geraden Nummern übertragen, auf der anderen Gegenwelle.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines Power-Shift-Getriebes gemäß der vorliegenden Erfindung wird das trennbare Zahnrad auf einer der Gegenwellen, das, wenn eingerastet zu der Gegenwelle, Drehmoment im dritten Gang überträgt, angeordnet, um, wenn getrennt von der Gegenwelle, zu übertragen Drehmoment im ersten Gang über die Übertragungswelle zu einem trennbaren Zahnrad für den ersten Gang auf die vierte Welle. Dies bedeutet, dass, verglichen mit dem oben beschriebenen vorbekannten Getriebe, ein Paar von ineinander greifenden Zahnrädern auf einer von den Eingangswellen und Gegenwellen weggelassen werden kann.
Die Erfindung wird im Folgenden näher beschrieben mit Bezug auf Beispiele, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt werden, wobei
1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines Sechsgangsgetriebes gemäß der Erfindung, und
2 ein Diagramm einer Anordnung der Wellen und Zahnräder, zeigt die bei Übertragung von Drehmoment im ersten und dritten Gang und dem Rückwärtsgang beteiligt sind.
In einem Getriebegehäuse, allgemein mit 1 bezeichnet sind, ein Eingangwellenmittel 2, umfassend zwei konzentrische Eingangswellen 2a und 2b, eine erste Gegenwelle 3, eine zweite Gegenwelle 4 und eine Rückwärtsgangwelle 5 drehbar befestigt. Jede Eingangswelle 2a, 2b ist angepasst, um alternativ verbunden zu sein mit der Kurbelwelle eines Motors mittels einer eigenen Kupplung (nicht gezeigt). Die Eingangswelle 2a trägt Zahnräder 6 und 7 für den fünften bzw. dritten Gang, die nicht drehbar an der Welle 2a befestigt sind, während die Eingangswelle 2b Zahnräder 8, 9 und 10 für den vierten, zweiten bzw. sechsten Gang trägt, die nicht-drehbar an der Welle 2b befestigt sind.
Die Zahnräder 6 und 7 auf der Eingangswelle 2a greifen in die Zahnräder 11 bzw. 12, die drehbar auf der Gegenwelle 4 angeordnet sind, aber eingerastet oder gelöst werden können in einer herkömmlichen Weise mittels Eingriffshülsen 13 bzw. 14, mit dazugehörigem Synchronisierungsmittel. Die Zahnräder 8 und 10 auf der Eingangswelle 2b greifen ein in die Zahnräder 15 bzw. 16 auf der Gegenwelle 3, während das Zahnrad 9 auf der Eingangswelle 2b in ein Zahnrad 17 auf der Gegenwelle 4 eingreift. Alle Zahnräder 15, 16 und 17 sind drehbar angeordnet auf ihren jeweiligen Gegenwellen 3 und 4, können aber eingerastet und gelöst werden mittels einer Eingriffshülse 18 bzw. der Eingriffshülse 13. Das Zahnrad 17 auf der Gegenwelle 4 greift auch in ein Zahnrad 19 ein, das drehbar angeordnet und einrastbar zu der Rückwärtsgangwelle 5 mittels einer Eingriffshülse 20 mit dazugehörigen Synchronisierungsmittel ist.
Ein Paar von Zahnrädern 21 und 22 sind jeweils nicht-drehbar befestigt an ihrer jeweiligen Gegenwelle 3 und 4 und jedes greift ein in ein Antriebskegelrad 23 eines Differenzials, all gemein mit 24 bezeichnet. Ein Zahnrad 25 ist nicht-drehbar befestigt auf der Rückwärtsgangwelle 5 und greift ein in das Antriebskegelrad 23.
Gemäß der Erfindung ist auch ein Zahnrad 30 für den ersten Gang drehbar auf der Rückwärtsgangwelle 5 abgeordnet. Dieses Zahnrad 30 kann eingerastet werden zu der Rückwärtsgangwelle 5 mittels der Eingriffshülse 20 und greift in ein Zahnrad 31 ein, das nicht-drehbar auf einer Übertragungswelle 32 befestigt ist, die in dem Gehäuse 1 zwischen der Gegenwelle 4 und der Rückwärtsgangwelle 5 angeordnet ist. Ein Zahnrad 33, das nicht drehbar auf der Übertragungswelle 32 befestigt ist, greift in das Zahnrad für den dritten Gang 12 auf der Gegenwelle 4 ein.
In dem beschriebenen Getriebe wird Drehmoment übertragen im dritten und fünften Gang von der Eingangswelle 2a über die Gegenwelle 4 und ihr nicht-drehbares Zahnrad 22 auf das Antriebskegelrad 23 und im zweiten, vierten und sechsten Gang von der Eingangswelle 2b über die Gegenwelle 3 und ihr nicht-drehbares Zahnrad 21 auf das Antriebskegelrad 23. Welches Zahnrad in den jeweiligen Gängen eingreift, ergibt sich aus den Figuren, und nur die Drehmomentübertragung im ersten, zweiten, dritten und Rückwärtsgang wird im Einzelnen beschrieben.
Im ersten Gang wird das Zahnrad 30 auf der Gegenwelle 5 eingerastet mittels der Eingriffshülse 20, und der Rest der trennbaren Zahnräder ist getrennt. Die Kupplung, (nicht gezeigt) der Eingangswelle 2a ist im Eingriff, während die Kupplung (nicht gezeigt) der Eingangswelle 2b nicht im Eingriff ist. Drehmoment wird nun übertragen von der getriebenen Eingangswelle 2a und dem Zahnrad 7 über das Zahnrad für den dritten Gang 12, welches nun als Zwischenrad dient, und die Zahnräder 33 und 31 auf der Übertragungswelle 32 zu dem Zahnrad für den ersten Gang 30. Da das Zahnrad 12 das Zahnrad 33 drehen wird und mit ihm die Übertragungswelle 32 in eine Richtung entgegengesetzt der Drehrichtung des Zahnrades 12, wird das Zahnrad 31 auf der Übertragungswelle 32 das Zahnrad für den ersten Gang 30 und mit ihm die Rückwärtsgangwelle 5 in dieselbe Richtung wie das Zahnrad für den dritten Gang 12 drehen dabei Drehmoment im ersten Vorwärtsgang über das nicht-drehbare Zahnrad 25 auf das Antriebskegelrad 24, übertragend.
Beim Schalten von ersten zum zweiten Gang wird das Zahnrad für den zweiten Gang 17 eingerastet zu der Gegenwelle 4 mittels der Eingriffshülse 13. Nach Lösen der Kupplung der Eingangswelle 2a wird die Kupplung der Eingangswelle 2b in Eingriff gebracht, um Drehmoment über das nicht-drehbare Zahnrad 22 auf der Gegenwelle 4 auf das Antriebskegelrad 23 zu übertragen.
Beim Schalten vom zweiten zum dritten Gang wird das Zahnrad 12 auf der Gegenwelle 4 eingerastet mittels der Eingriffshülse 14, während der Rest der trennbaren Zahnräder getrennt ist. Die Kupplung der Eingangswelle 2b ist nicht in Eingriff, und die Kupplung der Eingangswelle 2a ist in Eingriff. Drehmoment wird nun übertragen von dem Eingangwellenzahnrad 7 über das Zahnrad 12 und das nicht-drehbare Zahnrad 22 auf der Gegenwelle 4 zu dem Antriebskegelrad 23.
Im Rückwärtsgang ist das Zahnrad 19 auf der Rückwärtsgangwelle 5 eingerastet auf der Welle mittels der Eingriffshülse 20, während der Rest der trennbaren Zahnräder getrennt ist. Die Kupplung der Eingangswelle 2a ist nicht im Eingriff und die Kupplung der Eingangswelle 2b ist im Eingriff. Drehmoment wird nun übertragen von dem Zahnrad für den zweiten Gang 9 auf der Eingangswelle 2b über getrennte das Zahnrad für den zweiten Gang 17 auf der Gegenwelle 4, das Zahnrad für den Rückwärtsgang 19 und das nicht-drehbare Zahnrad 25 auf der Rückwärtsgangwelle auf das Antriebskegelrad 23. Indem das Zahnrad 17 als Zwischenrad benutzt wird, das in das Rückwärtsgangzahnrad 19 auf der Rückwärtsgangwelle 5 eingreift, wird ein Rückwärtsgang erhalten.
Der Zweck der Benutzung des Zahnrades für den zweiten Gang auch für den Rückwärtsgang ist, erstens ein möglichst hohes Übersetzungsverhältnis im Rückwärtsgang zu erhalten und zweitens Power-Shifting zu ermöglichen, d.h. Schalten mit praktisch keiner Unterbrechung der Antriebskraft, auch zwischen erstem Gang und Rückwärtsgang, da die Eingangswelle 2a für die Antriebskraft im ersten Gang und die Eingangswelle 2b im Rückwärtsgang sorgt.
Die maximale axiale Ausdehnung eines vorbekannten Sechsganggetriebes der in der obigen Einleitung beschriebenen Art, kann, um mindestens 10% verringert werden, wenn es gemäß der Erfindung modifiziert wird.

Claims

Kraftfahrzeuggetriebe umfassend ein Gehäuse (1) mit Eingangswellenmittel (2) und zwei Gegenwellen (3, 4) liegend in einer Ebene versetzt von genanntem Eingangswellenmittel und habend Zahnräder (11, 12, 15–17) in Eingriff mit Zahnrädern (6–10) auf genanntem Eingangswellenmittel, mindestens ein Zahnrad von jedem Paar von ineinander eingreifenden Zahnrädern auf genanntem Eingangswellenmittel und genannten Gegenwellen seiend trennbar von seiner Welle, eines (17) der genannten trennbaren Zahnräder seiend befestigt auf einer Gegenwelle (4) eingreifend in ein weiteres Zahnrad (19), welches trennbar auf einer vierten Welle (5) getragen wird, jede der genannten Gegenwellen und genannte vierte Welle habend ein Zahnrad (21, 22, 25) nicht-drehbar verbunden mit seiner Welle zur Drehmomentübertragung an ein Ausgangsmittel (23), dadurch gekennzeichnet, dass genanntes Eingangswellenmittel (2) mindestens ein Zahnrad weniger trägt als die Anzahl der Vorwärtsgänge des Getriebes und dass mindestens ein trennbares Zahnrad (12) auf mindestens einer (4) der Gegenwellen (3, 4) eingerichtet ist, wenn eingerastet zu der Gegenwelle, zu übertragen Drehmoment von der Gegenwelle zu dem Ausgangsmittel (23) mit einem Vorwärtsgang und, wenn getrennt von der Gegenwelle, zu übertragen Drehmoment über eine Übertragungswelle (32) und mindestens ein weiteres trennbares Zahnrad (30) auf der vierten Welle zu dem Ausgangsmittel mit einem anderen Vorwärtsgang.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass genanntes Ausgangsmittel ist ein Antriebskegelrad (23) eines Differentials eingreifend in genannte Zahnräder (21, 22, 25), nicht-drehbar verbunden mit den Gegenwellen (3, 4) und der vierten Welle (5).
Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe sechs Vorwärtsgänge hat und dass genanntes mindestens ein trennbares Zahnrad (12) auf genannter mindestens einer Gegenwelle (4) ist eingerichtet, zu übertragen Drehmoment mit einem ersten und einem dritten Vorwärtsgang.
Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass genanntes trennbares Zahnrad (12) eingerichtet zu übertragen Drehmoment mit den ersten und den dritten Gängen greift ein in ein erstes Zahnrad (33) nicht-drehbar befestigt auf genannter Übertragungswelle (32) und dass ein zweites Zahnrad (31) nicht-drehbar befestigt auf der Übertragungswelle greift ein in genanntes mindestens ein weiteres trennbares Zahnrad (30) auf der vierten Welle (5), welches, wenn eingerastet zu der vierten Welle, ist eingerichtet, zu übertragen Drehmoment zu dem Antriebskegelrad (23) mit dem ersten Vorwärtsgang.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangswellenmittel (2) umfasst eine erste und eine zweite Eingangswelle (2a, 2b), die zweite Eingangswelle (2b) seiend eine Hohlwelle konzentrisch angeordnet um die erste Eingangswelle (2a).
Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Eingangswelle (2a) zwei Zahnräder (6, 7) trägt eingerichtet zu übertragen Drehmoment mit den ersten, dritten und fünften Vorwärtsgängen während die zweite Eingangswelle (2b) trägt drei Zahnräder (8, 9, 10) eingerichtet, zu übertragen Drehmoment mit den zweiten, vierten und sechsten Vorwärtsgängen and rückwärts.
Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder auf den Eingangswellen (2a, 2b) sind nicht-drehbar verbunden mit ihren jeweiligen Eingangswellen.