DE3637173A1 - Transaxle-anordnung mit mehrstufigem abtrieb - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen eine Transaxle-Anordnung und insbesondere eine Transaxle- Anordnung, die einen mehrstufigen Abtrieb enthält. Die Anordnung ist besonders zur Verwendung in einem modernen, kompakten Fahrzeug mit Vorderradantrieb geeignet.

Bei Fahrzeugen mit Hinterradantrieb ist die Größe von Getriebe, Abtrieb und Differential im allgemeinen nicht kritisch. Da moderne Fahrzeuge jedoch kompakt und für Vorderradantrieb ausgelegt sind, werden diese Komponenten, die zusammen als Transaxle-Anordnung bezeichnet werden, in ein einzigen Gehäuse gepackt und gemeinsam mit anderen Komponenten im Motorraum zwischen den Vorderrädern eingeschlossen. Da Platz im Motorraum kostbar ist, ist die Größe des Gehäuses kritisch.

Weiters ist heutzutage allgemein anerkannt, daß ein Schnell­ gang ein wichtiges Merkmal eines Getriebes ist. Bei dem typischen manuellen Getriebe ist es wünschenswert, fünf Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang vorzusehen, wobei der fünfte Gang ein Schnellgang ist. Um den Schnellgang herzustellen, erzeugt ein Schnellgang-Zahnradsatz eine Geschwindigkeitserhöhung. Leistung wird dann dem Abtrieb zugeführt, der wiederum eine Geschwindigkeitsverringerung erzeugt. Wenn es möglich wäre, diese Erhöhung und Verrin­ gerung zu vermeiden, könnte die Größe der Zahnräder, und damit das Gehäuse der Transaxle-Anordnung, kompakter ge­ staltet werden.

Es besteht ein Bedarf nach einer Transaxle-Anordnung, die einen Schnellgang enthält, aber kleinere Zahnräder aufweist, wodurch das gesamte Gehäuse optimaler ausfällt.

Die Erfindung soll hier Abhilfe schaffen. Die erfindungs­ gemäße Transaxle-Anordnung enthält ein Getriebe und einen mehrstufigen Abtrieb. Der Abtrieb enthält mehrere Stufen in Folge. Das Getriebe besitzt ein Eingangsteil, mehrere Zahnradsätze, die wahlweise einrückbar sind, um Leistung vom Eingangsteil der ersten Stufe des Abtriebs zuzu­ führen, und einen weiteren Zahnradsatz, der einrückbar ist, um Leistung vom Eingangsteil einer anderen Stufe des Abtriebs zuzuführen, wodurch die erste Stufe umgangen wird.

Die Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung. In den beigefügten Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht der Ausrichtung der verschiedenen Wellen und Zahnräder der erfindungsgemäßen Transaxle-Anordnung;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1, wobei die verschiedenen Wellen der Klarheit wegen in eine einzige Ebene gedreht sind; und

Fig. 3 ein der Fig. 2 ähnelnder Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1 mit Darstellung zusätz­ licher Einzelheiten der Transaxle-Anordnung.

Während die Erfindung viele verschiedene Ausführungsformen erfahren kann, ist hier im einzelnen eine bevorzugte Aus­ führungsform beschrieben und gezeigt.

Die Zeichnungen, insbesondere Fig. 1 und 2, zeigen im allgemeinen eine Transaxle-Anordnung 10, die speziell zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug mit Vorderradantrieb ausgelegt ist. Die Anordnung 10 enthält ein Getriebeteil 12, in diesem Fall ein manuelles Getriebe, ein mehrstufiges Abtriebsteil 14 und ein Differentialteil 16. Diese Bauteile der Anordnung 10 sind in einem einzigen Gehäuse 18 einge­ schlossen.

Das Getriebe 12 enthält eine Eingangswelle 20, die im Gehäuse 18 drehbar gelagert ist. Die Welle 20 kann Lei­ stung von einem (nicht gezeigten) zugehörigen Motor emp­ fangen. An der Welle 20 befestigt sind ein Antriebs­ zahnrad 22 für den ersten Gang, ein Antriebszahnrad 24 für den zweiten Gang, ein Antriebszahnrad 26 für den dritten Gang und ein viertes Antriebszahnrad 28 für den vierten Gang.

Eine Hauptwelle 30 ist ebenfalls drehbar im Gehäuse 18 gelagert. Auf der Welle 30 sind drehbar gelagert ein angetriebenes Zahnrad 32 für den ersten Gang, das mit dem Zahnrad 22 kämmt, ein angetriebens Zahnrad 34 für den zweiten Gang, das mit dem Zahnrad 24 kämmt, ein angetriebenes Zahnrad 36 für den dritten Gang, das mit dem Zahnrad 26 kämmt, und ein angetriebenes Zahnrad 38 für den vierten Gang, das mit dem Zahnrad 28 kämmt. Die Zahnräder 22 und 32 umfassen zusammen einen ersten Vor­ wärtsgang-Zahnradsatz 40. Die Zahnräder 24 und 34 um­ fassen zusammen einen zweiten Vorwärtsgang-Zahnrad­ satz 42. Die Zahnräder 26 und 36 umfassen zusammen einen dritten Vorwärtsgang-Zahnradsatz 44. Die Zahnräder 28 und 38 umfassen zusammen einen vierten Vorwärtsgang- Zahnradsatz 46.

Eine erste und zweite Synchronisiereinrichtung 48 bzw. 50 sind auf der Welle 30 gelagert. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die Manschette der Synchronisiereinrichtung 48 nach rechts bewegbar, um das Zahnrad 32 mit der Welle 30 zu verriegeln, wodurch der erste Vorwärtsgang-Zahnradsatz 40 eingelegt wird, und nach links, um das Zahnrad 34 mit der Welle 30 zu verriegeln, wodurch der zweite Vorwärts- Zahnradsatz 42 eingelegt wird. Auf gleiche Weise ist die Manschette der Synchronisiereinrichtung 50 nach rechts bewegbar, um das Zahnrad 36 mit der Welle 30 zu verrie­ geln, wodurch der dritte Vorwärts-Zahnradsatz 44 eingelegt wird, und nach links, um das Zahnrad 38 mit der Welle 30 zu verriegeln, wodurch der vierte Vorwärts-Zahnradsatz 46 eingelegt wird.

Das Getriebe 12 enthält auch einen Schnellgang und einen Rückwärtsgang, wie nachfolgend beschrieben wird.

Der mehrstufige Abtrieb 14 stellt drei Geschwindigkeits­ untersetzungsstufen bereit. Ein erststufiges Vorwärts- Eingangszahnrad 52 ist an der Welle 30 befestigt. Eine Zwischenwelle 54 ist drehfest im Gehäuse 18 gelagert. Auf der Welle 54 sind drehbar gelagert ein erststufiges Ausgangs-Zahnrad 56, das mit dem Zahnrad 52 kämmt, und ein zweitstufiges Eingangs-Zahnrad 58. Die Zahnräder 56 und 58 sind als Doppelzahnrad ausgebildet.

Eine Übertragungswelle 60 ist drehbar im Gehäuse 18 ge­ lagert. Ein zweitstufiges Ausgangs-Zahnrad 62 ist an der Welle 60 befestigt und kämmt mit dem Zahnrad 58. Ein drittstufiges Eingangs-Zahnrad 64 ist ebenfalls an der Welle 60 befestigt. Ein drittstufiges Ausgangs-Zahnrad 66, das mit dem Zahnrad 64 kämmt, ist vorzugsweise das Eingangs-Zahnrad des Differentials 16. Das Differential 16 ist von herkömmlicher Art und treibt zwei (nicht dar­ gestellte) Achsen-Halbwellen an, die so ausgerichtet sind, daß sie sich auf einer Achse A drehen.

Die Zahnräder 52 und 56 umfassen zusammen den Vorwärts- Abschnitt 68 a eines erststufigen Abtriebs-Zahnradsatzes 68 a, b. Die Zahnräder 58 und 62 umfassen zusammen eine zweite Abtriebsstufe, und die Zahnräder 64 und 66 umfas­ sen zusammen einen drittstufigen Abtriebs-Zahnradsatz 72. Der mehrstufige Abtrieb 14 enthält die Zahnradsätze 68 a, 70 und 72, die in Reihe angeordnet sind, um Leistung vom Getriebe 12 zu erhalten und Leistung an das Differential 16 abzugeben.

Der Schnellgang des Getriebes 12 enthält ein Antriebs- Zahnrad 74 für den fünften Gang, das auf der Zwischen­ welle 54 drehbar gelagert ist und mit dem Zahnrad 36 des Zahnradsatzes 44 kämmt, und ein angetriebenes Zahnrad 76 für den fünften Gang, das auf der Welle 60 drehbar ge­ lagert ist und mit dem Zahnrad 74 kämmt. Die Zahnräder 74 und 76 umfassen zusammen einen fünften Vorwärts/ Schnellgang-Zahnradsatz 78.

Eine dritte Synchronisiereinrichtung 80 ist auf der Welle 60 gelagert. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die Man­ schette der Synchronisiereinrichtung 80 nach rechts be­ wegbar, um das Zahnrad 76 mit der Welle 60 zu verriegeln, wodurch der fünfte Vorwärts-Zahnradsatz 78 eingelegt wird.

Wie speziell in Fig. 3 gezeigt, enthält der Rückwärtsgang des Getriebes 12 eine Welle 82, die im Gehäuse 18 drehbar gelagert ist. Ein Leerlauf-Zahnrad 84 ist auf der Welle 82 drehbar gelagert und kämmt mit dem Zahnrad 32 des Zahn­ radsatzes 40. Die Zahnräder 32 und 84 umfassen zusammen einen Rückwärtsgang-Zahnradsatz 86.

Eine vierte Synchronisiereinrichtung 88 ist auf der Welle 82 gelagert. Wie in Fig. 3 gezeigt, ist die Manschette der Synchronisiereinrichtung 88 nach links bewegbar, um das Zahnrad 84 mit der Welle 82 zu verriegeln, wodurch der Rückwärtsgang-Zahnradsatz 86 in Eingriff gelangt.

Ein erststufiges Rückwärtsgang-Eingangszahnrad 90 ist an der Welle 82 befestigt und kämmt mit dem Zahnrad 56. Die Zahnräder 90 und 56 umfassen zusammen den Rückwärts­ gang-Abschnitt 68 b des erststufigen Abtriebs-Zahnrad­ satzes 68 a, b.

Die Betriebsweise der bevorzugten Ausführungsform ist folgendermaßen:

Wie speziell aus Fig. 2 zu ersehen ist, stellt eine Be­ wegung der Manschette der Synchronisiereinrichtung 48 nach rechts den ersten Vorwärtsgang her. Der Antrieb erfolgt von der Eingangswelle 20 über den Zahnradsatz 40 und die Welle 30 zu den Zahnradsätzen 68 a, 70 und 72 des Abtriebs 14 und dann zum Differential 16. Eine Bewegung der Manschette der Synchronisiereinrichtung 48 nach links stellt den zweiten Vorwärtsgang her. Der Antrieb erfolgt von der Eingangswelle 20 über den Zahnradsatz 42 und die Welle 30 zum Abtrieb 14 und dem Differential 16. Auf gleiche Weise stellt eine Bewegung der Man­ schette der Synchronisiereinrichtung 50 nach rechts den dritten Vorwärtsgang her. Der Antrieb erfolgt von der Eingangswelle 20 über den Zahnradsatz 44 und die Welle 30 zum Abtrieb 14 und dem Differential 16. Eine Bewegung der Manschette der Synchronisiereinrichtung 50 nach links stellt den vierten Vorwärtsgang her. Der Antrieb erfolgt von der Eingangswelle 20 über den Zahnradsatz 46 und die Welle 30 zum Abtrieb 14 und dem Differential 16.

Gemäß Fig. 3 wird der Rückwärtsgang hergestellt, wenn die Manschette der Synchronisiereinrichtung 88 nach links bewegt wird. Der Antrieb erfolgt von der Eingangs­ welle 20 über die Zahnradsätze 40 und 86 zur Welle 82. Von dieser Welle gelangt der Antrieb über die Zahnrad­ sätze 86 b, 70 und 72 des Antriebs 14 und danach zum Dif­ ferential 16.

In jedem dieser Fälle wird Leistung vom Getriebe 12 über all drei Stufen des Abtriebs 14 weitergeleitet; d.h., der Antrieb erfolgt von der Welle 30 über die Zahnrad­ sätze 68 a, b, 70 und 72. Diese drei Stufen liefern die maximale Geschwindigkeitsuntersetzung, die im Abtrieb 14 vorhanden ist, mit dem Ergebnis, daß das Differential 16 Leistung beim richtigen Achsenverhältnis erhält.

Gemäß Fig. 2 stellt eine Bewegung der Manschette der Synchronisiereinrichtung 80 nach rechts den fünften Vorwärts-Schnellgang her. Der Antrieb erfolgt von der Eingangswelle 20 über die Zahnradsätze 44 und 78 und die Welle 60 zur letzten Stufe des Abtriebs 14; d.h. von der Welle 60 direkt zum Getriebesatz 72 unter Umgehung der Zahnradsätze 68 a und 70 und weiter zum Differential 16.

Der gesamte von den Zahnradsätzen 44 und 78 erzeugte Schnellgang braucht nicht so groß wie in dem Fall zu sein, wenn der Antrieb über alle drei Stufen des Abtriebs 14 weitergeleitet würde. Andererseits brauchen bei einer Untersetzung mit drei Stufen im Abtrieb 14 die von den Zahnradsätzen 40, 42, 44, 46 und 86 erzeugten Untersetzungs­ verhältnisse nicht so groß wie sonst erforderlich zu sein. Schließlich kann das Zahnrad 66 kleiner als sonst sein. Das Endergebnis ist, daß das Gehäuse 18 der Trans­ axle-Anordnung 10 ziemlich kompakt sein kann.

Weiters ist die Anordnung derart getroffen, daß das Dif­ ferential 16 in der Mitte zwischen den Vorderrädern des Fahrzeuges orientiert sein kann. Dem Fachmann ist er­ sichtlich, daß dadurch die Handhabung des Fahrzeugs ver­ bessert wird.

Die Erfindung offenbart somit eine Transaxle-Anordnung, die vier Vorwärtsgänge, einen Schnellgang und einen Rück­ wärtsgang enthält. In allen Gängen, außer dem Schnell­ gang, findet der Leistungsfluß durch alle Untersetzungs­ stufen eines mehrstufigen Abtriebs statt. Der Schnellgang umgeht mindestens eine Stufe des Abtriebs. Dadurch kann die Transaxle-Anordnung in einem Gehäuse untergebracht sein, das für den Motorraum eines modernen, kompakten Fahrzeugs mit Vorderradantrieb optimal ist.

Obwohl die Erfindung mit Bezug auf eine manuelle Trans­ axle-Anordnung beschrieben wurde, versteht es sich, daß sie auch für eine automatische Transaxle-Anordnung geeignet ist.

Schließlich versteht es sich, daß Kettentriebe, Riemen­ triebe usw. anstatt eines oder mehrerer Zahnradsätze ver­ wendet werden können, ohne das Konzept der Erfindung zu verlassen.

Claims (14)

1. Transaxle-Anordnung (10), gekennzeichnet durch ein Getriebe (12) und einen mehrstufigen Abtrieb (14), wobei der Abtrieb mehrere Stufen in Folge (68 a,b, 70, 72) enthält und das Getriebe ein Eingangsteil (20), mehrere Zahnradsätze (40, 42, 44, 46, 48), die wahlweise einrückbar sind, um Leistung vom Eingangs­ teil (20) der ersten Stufe (68 a, b) des Abtriebs (14) zuzuführen, und einen weiteren Zahnradsatz (78) ent­ hält, der einrückbar ist, um Leistung vom Eingangsteil (20) einer anderen Stufe (72) des Abtriebs zuzufüh­ ren, um die erste Stufe (68 a, b) zu umgehen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stufe des Abtriebs (14) ein Unterset­ zungsverhältnis aufweist und daß der andere Zahnrad­ satz (78) des Getriebes zum Herstellen des Schnell­ gangs einrückbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stufe (68 a, b, 70, 72) des Abtriebs (14) ein Untersetzungsverhältnis aufweist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Differential (16) vorgesehen ist, wobei der Abtrieb (14) dem Differential (16) Leistung zuführt.

5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stufe (68 a, b, 70, 72) des Abtriebs (14) einen Zahnradsatz mit einem Untersetzungsverhältnis auf­ weist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Differential (16), wobei das Ausgangszahnrad (66) der letzten Stufe des Abtriebs das Eingangszahnrad (66) des Differentials (16) ist.

7. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtrieb (14) eine dreistufige Anordnung mit drei Zahnradsätzen (68 a, b, 70, 72) ist, die jeweils ein Untersetzungsverhältnis aufweisen.

8. Anordnung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Differential (16), wobei das Ausgangszahnrad (66) des dritten (72) der drei Zahnradsätze das Eingangszahnrad des Differentials (16) ist.

9. Transaxle-Anordnung (10), gekennzeichnet durch ein Getriebe (12), einen mehrstufigen Abtrieb (14) und ein Differential (16), wobei das Getriebe (12) einen ersten (40), zweiten (42), dritten (44), vierten (46) und fünften (78) Vorwärts-Zahnradsatz und einen Rückwärts-Zahnradsatz (86) aufweist, die wahlweise einrückbar sind, um Leistung vom Eingangsteil (20) dem Abtrieb (14) im ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Vorwärtsgang und einem Rückwärts­ gang zuzuführen, der Abtrieb (14) mehrere in Reihe ge­ schaltete Abtriebszahnradsätze (68 a, b, 70, 72) enthält der erste (40), zweite (42), dritte (44) und vierte (46) Vorwärts-Zahnradsatz und der Rückwärts-Zahnrad­ satz (86) Leistung dem ersten Abtriebs-Zahnradsatz (68 a, b) zuführt, der fünfte Vorwärts-Zahnradsatz (78) Leistung einem anderen Abtriebs-Zahnradsatz (72) zuführt und der letzte Abtriebs-Zahnradsatz Leistung dem Differential (16) zuführt.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Abtriebs-Zahnradsatz (72) der letzte Abtriebs-Zahnradsatz ist.

11. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtrieb (14) einen ersten (68 a, b), zweiten (70) und dritten (72) Abtriebs-Zahnradsatz enthält, wobei das Ausgangszahnrad (66) des dritten Abtriebs- Zahnradsatzes (72) das Eingangszahnrad (66) des Differentials (16) ist.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Abtriebs-Zahnradsatz (72) der dritte Abtriebs-Zahnradsatz ist.

13. Transaxle-Anordnung (10), gekennzeichnet durch ein Gehäuse (18), einem Eingangsteil (20), eine Hauptwelle (30), eine Übertragungswelle (60) und eine Rückwärtsgang­ welle (82), die drehbar im Gehäuse gelagert sind, eine Zwischenwelle (54), die drehfest im Gehäuse (18) gela­ gert ist, ein erstes (22), zweites (24), drittes (26) und viertes (28) Antriebs-Zahnrad, die an der Eingangswelle (20) befestigt sind, ein erstes (32), zweites (34), drittes (36) und viertes (38) angetrie­ benes Zahnrad, die auf der Hauptwelle (30) im kämmen­ den Eingriff mit dem ersten (22), zweiten (24), drit­ ten (26) bzw. vierten (28) Antriebs-Zahnrad dreh­ bar gelagert sind, eine erste (48) und zweite (50) Synchronisiereinrichtung, die wahlweise bewegbar sind, um das erste (32), zweite (34), dritte (36) und vierte (38) getriebene Zahnrad mit der Hauptwelle (30) zu verriegeln, ein erststufiges Vorwärts- Eingangszahnrad (52), das an der Hauptwelle (30) befestigt ist, ein Doppelzahnrad (56, 58), das auf der Zwischenwelle (54) drehbar gelagert ist, wobei das Doppelzahnrad ein erststufiges Ausgangszahnrad (56), das mit dem erststufigen Vorwärts-Eingangs­ zahnrad (52) kämmt, und ein zweitstufiges Eingangs­ zahnrad (58) aufweist, ein fünftes Antriebs­ zahnrad (74), das auf der Zwischenwelle (54) dreh­ bar gelagert ist und mit dem dritten angetriebenen Zahnrad (36) kämmt, ein zweitstufiges Ausgangs­ zahnrad (62), das an der Übertragungswelle (60) befestigt ist und mit dem zweitstufigen Eingangs­ zahnrad (58) kämmt, ein fünftes angetriebenes Zahn­ rad (76), das auf der Übertragungswelle (60) dreh­ bar gelagert ist und mit dem fünften Antriebs­ zahnrad (74) kämmt, eine dritte Synchronisier­ einrichtung (80), die bewegbar ist, um das fünften angetriebene Zahnrad (76) mit der Übertragungswelle (60) zu verriegeln, ein drittstufiges Eingangs­ zahnrad (64), das an der Übertragungswelle (60) befestigt ist, ein Rückwärtsgang-Leerlaufzahnrad (84), das auf der Rückwärtsgang-Welle (82) drehbar gelagert ist und mit dem ersten angetriebenen Zahnrad (32) kämmt, eine vierte Synchronisiereinrichtung (88), die bewegbar ist, um das Zahnrad (84) mit der Welle (82) zu verriegeln, und ein erststufiges Rückwärts­ gang-Antriebszahnrad (90), das an der Welle (82) befestigt ist und mit dem erststufigen Ausgangs­ zahnrad (56) kämmt.

14. Anordnung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch ein Differential (16), ein drittstufiges Ausgangs­ zahnrad (66), das mit dem drittstufigen Eingangs­ zahnrad (64) kämmt, wobei das drittstufige Ausgangs­ zahnrad (66) das Eingangszahnrad des Differentials (16) ist.