WO1991013273A1 - Getriebeaggregat für kraftfahrzeuge mit einem stufenlos regelbaren zugorgangetriebe - Google Patents

Getriebeaggregat für kraftfahrzeuge mit einem stufenlos regelbaren zugorgangetriebe Download PDF

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WO1991013273A1
WO1991013273A1 PCT/EP1991/000291 EP9100291W WO9113273A1 WO 1991013273 A1 WO1991013273 A1 WO 1991013273A1 EP 9100291 W EP9100291 W EP 9100291W WO 9113273 A1 WO9113273 A1 WO 9113273A1
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Horst Reiner Butz
Hans-Jörg DACH
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Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/021—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings toothed gearing combined with continuous variable friction gearing
    • F16H37/022—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings toothed gearing combined with continuous variable friction gearing the toothed gearing having orbital motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • B60K17/06—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of change-speed gearing

Definitions

  • the invention relates to a gear unit for motor vehicles according to the kind defined in the preamble of claim 1.
  • a gear unit of this type is e.g. described in DE-PS 34 24 856.
  • Such a transmission installation is particularly critical when the installation position of a transmission extends far into the passenger compartment, with the cardan shaft tunnel narrowing. This affects e.g. long drive motors, e.g. Six or eight-cylinder engines. The same also applies if the engine position is to be moved far to the rear for reasons of weight distribution.
  • DE-PS 34 24 856 has therefore already proposed a configuration and arrangement of the gear unit by means of which a more compact structural unit is achieved. This essentially takes place in that the reversing gear designed as a forward-reverse change-over planetary gear transmission is pulled further forward with respect to its storage.
  • the present invention is therefore based on the object of eliminating the disadvantages described above, in particular of creating a gear unit. fen, which can also be used in motor vehicles with a drive motor arranged in the longitudinal direction at the front and driven rear wheels without space problems, in particular without redesigning the body or impairing the passenger compartment.
  • the invention now divides them into at least two housings which are spatially separated from one another.
  • the starting element and the reversing gear form a structural unit, while the continuously variable Huaweiorgang gear and the reduction gear form a spatially separate structural unit.
  • the transmission as a whole can be arranged in a non-disruptive manner in the motor vehicle.
  • the housing for the continuously variable train transmission and the reduction gear can be arranged at a point in the motor vehicle compartment at which a correspondingly large free space is available.
  • the housing for the start-up element and the reversing gear will be arranged on the engine, which can be done, for example, by flange mounting.
  • the housing for the Buchorgang gearbox and the reduction gearbox will be arranged in the area of the rear axle of the vehicle, whereby it can also be identical to the rear axle housing or can be integrated into the rear axle housing.
  • the Switzerlandorgang gearbox will be arranged transversely to the vehicle, which will be the case in particular if its housing is arranged on the rear axle of the vehicle. In such a case, the available space is optimally used.
  • the secondary disk set of the wrap-around gear and the differential gear are arranged coaxially.
  • the reduction gear is arranged as an epicyclic gear, whereby it can also be arranged coaxially with the output shaft of the Geborgang gearbox or the input shaft of the differential gear.
  • the transmission of the torque between the spatial separate transmission parts can, for. B. done by a bevel gear, which is arranged in an advantageous manner in the housing for the train gear and the reduction gear.
  • the torque connection itself between the output shaft of the reversing gear and the input shaft of the Switzerland gear transmission can advantageously be made directly by the propeller shaft of the motor vehicle.
  • the transmission assembly according to the invention is fundamentally of a known type and known components are also used for the individual transmission members, the individual components and their mode of operation are only briefly discussed below.
  • the crankshaft of an internal combustion engine forms a drive shaft 1 which leads to a starting element 2 of the transmission unit.
  • the starting element 2 consists of a hydrokinetic torque converter 3 which has a turbine part T, a pump part P and a stator part S.
  • a lock-up clutch 4 is provided. By means of the lock-up clutch 4, the input shaft of the hydrokinetic torque converter 3 can be bridged if necessary to avoid slip losses.
  • the drive shaft 5 of the hydrokinetic torque converter 3 is connected to the input member of a reversing gear 6, which is designed as a forward-reverse switching planetary gear and acts in a known manner.
  • the changeover from forward to reverse takes place by means of clutches 7 and 8, whereby a torque connection between the planetary gear carrier 6A and the sun gear or via the ring gear 6B can take place.
  • the sun gear 9 forms the output member of the reversing gear.
  • the starting element 2 and the reversing gear 6 are located in a common housing 10.
  • the gear parts for the starting element 2 and the turning gear 6 are generally only dimensioned so large that the housing 10 surrounding them can easily be arranged in the engine compartment or in the existing cardan shaft tunnel.
  • the other gear parts of the gear unit according to the invention in particular the continuously variable Wegorgang gear 14 and a reduction gear 15 are arranged together in a housing 16, which is also shown in broken lines in the drawing.
  • the housing 16 can be identical to the rear axle housing, in which the differential (rear axle differential) 17 is arranged in the usual way.
  • a bevel gear 18 is provided in the housing 16, the input shaft 19 of which is also connected to the cardan shaft 13 via a flange connection 20.
  • the Switzerlandorgang gearbox is designed as a U-loop gearbox of known design.
  • the main components of the belt transmission are an input shaft 21 with a fixed conical disk part 22 and an axially displaceable conical disk part 23, which is generally hydraulically axially displaceable.
  • the torque is transmitted to the reduction gear 15 via a pulling element 24, which has a stationary second conical disk part 25 and an axially displaceable conical disk part 26 and a secondary shaft 27, which is designed as a hollow shaft Be designed as a reduction planetary gear.
  • the planet gear carrier 28 forms the connection element to the drive bell 29 of the differential gear 17.
  • the differential gear 17 itself is constructed in a conventional manner and distributes the torque to two drive shafts 30 and 31.
  • the secondary pulley set of the belt transmission 14, the reduction gear 15 and the differential gear 17 are arranged coaxially and transversely to the motor vehicle.

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Abstract

Ein Getriebeaggregat für Kraftfahrzeuge ist mit einem stufenlos regelbaren Zugorgangetriebe (14) und einem zugeordneten Wendegetriebe (6), insbesondere einem Vorwärts-Rückwärts-Umschalt-Planetenradgetriebe, für Kraftfahrzeuge mit einem in Längsrichtung vorn angeordneten Antriebsmotor und angetriebenen Hinterrädern versehen. Die Antriebswelle (1) des Antriebsmotores ist über ein Anfahrelement (2), insbesondere eine hydraulische Kupplung oder einen hydrokinetischen Drehmomentwandler (3) mit einer Eingangswelle (5) verbunden, die mit dem Eingangsglied des Wendegetriebes (6) verbunden ist, wobei dem Wendegetriebe (6) das Zugorgangetriebe (14) und ein Reduziergetriebe (15) nachgeordnet sind. Das Anfahrelement (2) und das Wendegetriebe (6) einerseits und das stufenlos regelbare Zugorgangetriebe (14) und das Reduziergetriebe (15) andererseits sind jeweils in einem gemeinsamen Gehäuse (10 bzw. 16) angeordnet, wobei die beiden Gehäuse räumlich getrennt voneinander liegen.

Description

Getriebeaggregat für Kraftfahrzeuge mit einem stufenlos regelbaren Zugorgangetriebe
Die Erfindung betrifft ein Getriebeaggregat für Kraft¬ fahrzeuge nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Ein Getriebeaggregat dieser Art ist z.B. in der DE-PS 34 24 856 beschrieben.
Der Einbau eines derartigen stufenlosen Getriebes für Kraftfahrzeuge mit einem in Querrichtung vorne ange¬ ordneten Antriebsmotor und angetriebenen Vorderrädern ist im allgemeinen problemlos. Schwierigkeiten ergeben sich jedoch bei Fahrzeugen, bei denen der Antriebsmo- tor in Längsrichtung vorne angeordnet ist und bei dem die Hinterräder angetrieben sind. Bei derartigen Fahr¬ zeugen sind die Übersetzungsgetriebe im Fahrzeug- bzw. Kardanwellentunnel im Bereich des vorderen Fahrgast¬ raumes angeordnet. Stufenlose Getriebe, insbesondere in einer Ausbildung als Umschlingungsgetriebe, besit¬ zen jedoch den Nachteil einer großen radialen Erstrek- kung, und zwar bezogen auf die Getriebehauptachse. Ei¬ nes der wesentlichen Gründe hierfür liegt in den zwei parallel angeordneten Scheibensätzen.
Diese Ausführungsform führt dazu, daß bei einem Einbau eines derartigen stufenlosen Getriebes in den bisheri¬ gen Getriebeeinbauraum entweder Probleme mit der Bo- denfreiheit entstehen oder daß der Fußraum in dem Fahrzeug ungünstig eingeschränkt werden muß, wobei hinzukommt, daß in einem derartigen Fall Änderungen der Karosserie erforderlich sind.
Insbesondere dann, wenn die Einbaulage eines Getriebes weit in den Fahrgastraum ragt, wobei sich der Kardan¬ wellentunnel verengt, ist ein derartiger Getriebeein¬ bau besonders kritisch. Dies betrifft z.B. langbauende Antriebsmotore, wie z.B. Sechs- oder Achtzylindermo- tore. Gleiches gilt auch, wenn die Motorlage aus Ge¬ wichtsverteilungsgründen weit nach hinten verlegt wer¬ den soll.
In der DE-PS 34 24 856 ist deshalb bereits eine Ausge¬ staltung und Anordnung des Getriebeaggregates vorge¬ schlagen worden, durch die eine kompaktere Baueinheit erreicht wird. Im wesentlichen erfolgt dies dadurch, daß das als Vorwärts-Rückwärts-Umschalt-Planetenradge- triebe ausgebildete Wendegetriebe bezüglich seiner La¬ gerung weiter nach vorne gezogen wird.
Nachteilig dabei ist jedoch, daß zum einen diese Aus¬ bildung relativ aufwendig ist und zum anderen die da¬ durch erreichte Kompaktheit auch nicht in allen Fällen ausreichend ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu¬ grunde, die vorstehend beschriebenen Nachteile zu be¬ seitigen, insbesondere ein Getriebeaggregat zu schaf- fen, das auch in Kraftfahrzeugen mit einem in Längs¬ richtung vorn angeordneten Antriebsmotor und angetrie¬ bene Hinterrädern ohne Bauraumprobleme, insbesondere ohne Umgestaltungen der Karosserie oder Beeinträchti¬ gungen des Fahrgastraumes, verwendet werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den kenn¬ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale ge¬ löst.
Im Unterschied zu den bekannten Getriebebauarten er¬ folgt erfindungsgemäß nunmehr eine Aufteilung in we¬ nigstens zwei Gehäuse, die räumlich voneinander ge¬ trennt sind. Dabei bilden das Anfahrelement und das Wendegetriebe eine Baueinheit, während das stufenlos regelbare Zugorgangetriebe und das Reduziergetriebe eine räumlich davon getrennte Baueinheit bilden.
Auf diese Weise läßt sich das Getriebe in seiner Ge¬ samtheit in nicht störender Weise im Kraftfahrzeug an¬ ordnen. Insbesondere kann dabei das Gehäuse für das stufenlos regelbare Zugorgangetriebe und das Reduzier¬ getriebe an einer Stelle im Kraftfahrzeugraum angeord¬ net werden, an der ein entsprechend großer freier Raum zur Verfügung steht.
Im allgemeinen wird man das Gehäuse für das Anfahrele¬ ment und das Wendegetriebe am Motor anordnen, was z.B. durch ein Anflanschen erfolgen kann. In einer vorteilhaften Weise wird man das Gehäuse für das Zugorgangetriebe und das Reduziergetriebe im Be¬ reich der Hinterachse des Fahrzeuges anordnen, wobei es auch mit dem Hinterachsgehäuse identisch sein kann bzw. in das Hinterachsgehäuse integriert werden kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird man das Zugorgangetriebe quer zum Fahrzeug anord¬ nen, was insbesondere dann der Fall sein wird, wenn man dessen Gehäuse an der Hinterachse des Fahrzeuges anordnet. In einem derartigen Falle ist nämlich der vorhandene Bauraum damit optimal ausgenützt.
Dabei kann in einer Weiterbildung der Erfindung vorge¬ sehen sein, daß der Sekundärscheibensatz des Umschlin- gungsgetriebes und das Ausgleichsgetriebe koaxial an¬ geordnet sind.
Durch diese Ausgestaltung wird der vorhandene Bauraum sehr gut ausgenützt und weiterhin ist auf diese Weise auch nur ein geringer Bauaufwand erforderlich.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Reduziergetriebe als Umlaufrädergetriebe an¬ geordnet ist, wobei es ebenfalls koaxial zu der Aus¬ gangswelle des Zugorgangetriebes bzw. der Eingangswel¬ le des Ausgleichsgetriebes koaxial angeordnet sein kann.
Die Übertragung des Drehmomentes zwischen den räumlich voneinander getrennten Getriebeteilen kann z. B. durch ein Kegelradgetriebe erfolgen, das in vorteilhafter Weise in dem Gehäuse für das Zugorgangetriebe und das Reduziergetriebe angeordnet wird.
Die Drehmomentverbindung selbst zwischen der Ausgangs¬ welle des Wendegetriebes und der Eingangswelle des Zugorgangetriebes kann in vorteilhafter Weise direkt durch die Kardanwelle des Kraftfahrzeuges erfolgen.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeiεpiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschrieben.
Da das erfindungsgemäße Getriebeaggregat grundsätzlich von bekannter Bauart ist und für die einzelnen Getrie¬ beglieder auch bekannte Bauteile verwendet werden, wird nachfolgend auf die einzelnen Bauteile und ihre Wirkungsweise nur kurz eingegangen.
Die Kurbelwelle eines nicht dargestellten Verbren- nungsmotores bildet eine Antriebswelle 1 die zu einem Anfahrelement 2 des Getriebeaggregates führt. Das An¬ fahrelement 2 besteht aus einem hydrokinetischen Dreh¬ momentwandler 3, der ein Turbinenteil T, ein Pumpen- teil P und ein Statorteil S aufweist. Zusätzlich ist eine überbrückungskupplung 4 vorgesehen. Durch die überbrückungskupplung 4 kann die Eingangswelle des hy¬ drokinetischen Drehmomentwandlers 3 im Bedarfsfalle zur Vermeidung von SchlupfVerlusten überbrückt werden. Die Antriebswelle 5 des hydrokinetischen Drehmoment¬ wandlers 3 ist mit dem Eingangsglied eines Wendege¬ triebes 6 verbunden, das als Vorwärts-Rückwärts-Um- schalt-Planetenradgetriebes ausgebildet ist und in be¬ kannter Weise wirkt. Die Umschaltung von vorwärts auf rückwärts erfolgt dabei durch Kupplungen 7 und 8, wo¬ durch entsprechend eine Drehmomentverbindung zwischen dem Planetenradträger 6A und dem Sonnenrad oder über das Ringrad 6B erfolgen kann. Das Sonnenrad 9 bildet das Ausgangsglied des Wendegetriebes.
Wie durch die strichpunktierte Linie angedeutet ist, befinden sich das Anfahrelement 2 und das Wendegetrie¬ be 6 in einem gemeinsamen Gehäuse 10. Eine Welle 11, auf der das Sonnenrad 9 befestigt ist führt aus- dem Gehäuse 10 heraus und ist über eine Flanschverbindung 12 mit der Kardanwelle 13 des Kraftfahrzeuges verbun¬ den.
Die Getriebeteile für das Anfahrelement 2 und das Wen¬ degetriebe 6 sind im allgemeinen nur so groß dimensio¬ niert, daß das sie umgebende Gehäuse 10 problemlos im Motorraum oder in dem vorhandenen Kardanwellentunnel angeordnet werden kann.
Die übrigen Getriebeteile des erfindungsgemäßen Ge- triebeaggregateε, insbesondere das stufenlos regelbare Zugorgangetriebe 14 und ein Reduziergetriebe 15 sind gemeinsam in einem Gehäuse 16 angeordnet, das in der Zeichnung ebenfalls strichpunktiert dargestellt ist. Das Gehäuse 16 kann mit dem Hinterachsgehäuse, in wel¬ chem in üblicher Weise auch das Ausgleichsgetriebe (Hinterachsdifferential) 17 angeordnet ist, identisch sein.
Zur Drehmomentverbindung mit den in dem Gehäuse 10 an¬ geordneten Getriebeteilen ist in dem Gehäuse 16 ein Kegelradgetriebe 18 vorgesehen, dessen Eingangswelle 19 ebenfalls über eine Flanschverbindung 20 mit der Kardanwelle 13 verbunden ist.
Das Zugorgangetriebe ist als U schlingungsgetriebe be¬ kannter Bauart ausgebildet. Als wesentliche Bauteile weist das Umschlingungsgetriebe eine Eingangswelle 21 mit einem feststehenden Kegelscheibenteil 22 und ein axial verschiebbares Kegelscheibenteil 23 auf, das im allgemeinen hydraulisch axial verschiebbar ist. über ein Zugorgan 24, das mit einem feststehenden zweiten Kegelscheibenteil 25 und einem axial dazu verschieb¬ baren Kegelscheibenteil 26 und eine Sekundärwelle 27, die als Hohlwelle ausgebildet ist, erfolgt die Weiter¬ leitung des Drehmomentes zu dem Reduziergetriebe 15. Das Reduziergetriebe 15 kann in üblicher Weise als Un- tersetzungs-Planetenradgetriebe ausgebildet sein. Da¬ bei bildet der Planetenradträger 28 das Anschlußele¬ ment zu der Antriebsglocke 29 des Differentialgetrie¬ bes 17. Das Differentialgetriebe 17 selbst ist in üb¬ licher Weise aufgebaut und verteilt das Drehmoment auf zwei Antriebswellen 30 und 31. Wie ersichtlich sind der Sekundarscheibensatz des Um- schlingungsgetriebes 14, das Reduziergetriebe 15 und das Differentialgetriebe 17 koaxial und quer zum Kraftfahrzeug angeordnet.
B e z u g s z e i c h e n l i s t e
Aktenz: ZF 2220
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Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Getriebeaggregat für Kraftfahrzeuge mit einem stu¬ fenlos regelbaren Zugorgangetriebe und einem zugeord¬ neten Wendegetriebe, insbesondere einem Vorwärts-Rück- wärts-Umschalt-Planetenradgetriebe, für Kraftfahrzeuge mit einem in Längsrichtung vorn angeordneten Antriebs¬ motor und angetriebenen Hinterrädern, wobei die An¬ triebswelle des Antriebsmotores über ein Anfahrele¬ ment, insbesondere einer hydraulische Kupplung oder einem hydrokinetischen Drehmomentwandler, mit einer Eingangswelle verbunden ist, die mit dem Eingangsglied des Wendegetriebes verbunden ist, wobei dem Wendege¬ triebe das Zugorgangetriebe und ein Reduziergetriebe nachgeordnet sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Anfahrelement (2) und das Wendegetriebe (6) einer¬ seits und das stufenlos regelbare Zugorgangetriebe (14) und das Reduziergetriebe (15) andererseits je¬ weils in einem gemeinsamen Gehäuse (10,16) angeordnet sind, wobei die beiden Gehäuse räumlich getrennt von¬ einander liegen.
2. Getriebeaggregat nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Gehäuse (10) für das Anfahrelement (2) und das Wendegetriebe (6) an dem Antriebsmotor angeordnet sind.
3. Getriebeaggregat nach Anspruch 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Gehäuse (16) für das Zugorgangetriebe (14) und das Reduziergetriebe (15) im Bereich der Hinterachse des Kraftfahrzeuges angeordnet ist.
4. Getriebeaggregat nach Anspruch 3 , d a d u r c h' g e k e n n z e i c h n e t, daß das Gehäuse (16) für das Zugorgangetriebe (14) und das Reduziergetriebe (15) mit dem Hinterachsgehäuse iden¬ tisch ist.
5. Getriebeaggregat nach einem der Ansprüche 1 - 4 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Zugorgangetriebe (14) quer zum Kraftfahrzeug ange¬ ordnet ist.
6. Getriebeaggregat nach einem der Ansprüche 1 - 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Sekundarscheibensatz (24,25) des als Umschlin¬ gungsgetriebe (14) ausgebildeten Zugorgangetriebes und das Ausgleichsgetriebe (17) koaxial angeordnet sind.
7. Getriebeaggregat nach einem der Ansprüche 1 - 6 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Reduziergetriebe als Umlaufrädergetriebe (16) aus¬ gebildet ist.
8. Getriebeaggregat nach Anspruch 6 und 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Umlaufrädergetriebe (15) koaxial zu den Sekundar¬ scheibensatz (25,26) des Umschlingungsgetriebes (14) und des Ausgleichsgetriebes (17) angeordnet ist.
9. Getriebeaggregat nach einem der Ansprüche 1 - 8 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Übertragung des Drehmomentes von dem Wendegetriebe (6) zu dem Zugorgangetriebe (14) ein Kegelradgetriebe (18) vorgesehen ist.
10. Getriebeaggregat nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Kegelradgetriebe (18) in dem Gehäuse (16) für das Zugorgangetriebe (14) und das Reduziergetriebe (15) angeordnet ist.
11. Getriebeaggregat nach den Ansprüchen 2 und 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Drehmomentverbindung zwischen dem Wendegetriebe (6) und dem Zugorgangetriebe (14) durch die Kardan¬ welle (13) des Kraftfahrzeuges gebildet ist.
PCT/EP1991/000291 1990-02-20 1991-02-14 Getriebeaggregat für kraftfahrzeuge mit einem stufenlos regelbaren zugorgangetriebe WO1991013273A1 (de)

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