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Motor-Getriebe-Differential-Block für Vorderrad-und bedarfsweise Allradantrieb für Kraftfahrzeuge mit extrem kurzem
Radstand,
Die Erfindung betrifft einen Motor-Getriebe-Differential-Blockfür Vorderrad-und bedarfsweise Allradantrieb für Kraftfahrzeuge mit extrem kurzem Radstand, mit einem Antriebsmotor, einer von diesem sich erstreckenden Antriebswelle, einer Kupplung zum wahlweisen Kuppeln der Antriebswelle mit dem Motor. einer getriebenen Welle, einem Getriebe zur wahlweisen Übertragung der Kraft von der Antriebswelle auf die getriebene-Welle-in einem von verschiedenen Geschwindigkeitsbereichen, einem Antriebszahnrad für das Differentialgetriebe der Vorderradachse und einem mit diesem Antriebszahnrad in Eingriff stehenden Ritzel. Kraftfahrzeuge mit extrem kurzem Radstand, z.
B. in der als "Jeep" bezeichneten Bauart, sind im allgemeinen für besondere Verwendungszwecke bestimmt, die es erfordern, dass das Fahrzeug unter wirtschaftlicher Ausnutzung der Motorleistung-mit allen Vorwärtsgängen und mit einem Rückwärtsgang des Wechselgetriebes auf guten'Fahrbahnen in einem hohen Geschwindigkeitsbereich und in schwierigem Gelände in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich gefahren werden kann, wobei ausserdem die Möglichkeit gegeben sein muss, gewünschtenfalls mit gleichzeitig angetriebenen Vorder-und Hinterrä- dern, d. h. mit Vierradantrieb, zu fahren.
Bei einem bekannten Motor-Getriebe-Differential-Block der angegebenen Art sind alle für einen sol- chen Fahrbetrieb erforderlichen Triebwerksgruppen in raumsparender Weise derart vereinigt, dass der Block am Fahrgestell eines Kraftfahrzeuges mit sehr kurzem Radstand montiert werden kann.
Bei diesem bekannten Motor-Getriebe-Differential-Block können aber nur die bei der Überwachung und Instandsetzung des im vorderen Getriebegehäuse angeordneten Gesc4windigkeitsbereichswählschaltge-, triebes und des Differentials des Vorderradantriebes im mittleren Gehäuse erforderlichen Arbeiten leicht durchgeführt werden, wogegen bei der Wartung und insbesondere bei Raparaturen des Wechselgetriebes und des zwischen dem Vorderradantrieb und dem Hinterradantrieb angeordneten Differentials umständliche und zeitraubende Demontagen vorgenommen werden müssen.
Bei dem bekannten Motor-Getriebe-Differential-Block ist nämlich das Wechselgetriebe mit dem Achsantriebsdifferential zu einer im hinteren Getriebegehäuse untergebrachten Triebwerkseinheit zusammengebaut, wobei die Kraftabnahmezahnräder des Wechselgetriebes direkt auf dem Gehäuse des Differentials montiert sind. Bei jeder Instandsetzung am Wechselgetriebe oder am Differentialgetriebe müssen also beide Getriebe zerlegt werden.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, einen Motor-Getriebe-Differential-Block der eingangs erläuterten Artso auszugestalten, dass auch das Wechselgetriebe und das Achsantriebsdifferential unabhängig voneinander und von allen übrigen Triebwerksteilen des Blockes überwacht und instandgesetzt werden können.
Gemäss der Erfindung wird dieses Ziel mit einem Motor-Getriebe-Differential-Block erreicht, der gekennzeichnet ist durch eine in Abstand von der getriebenen Welle angeordnete, langgestreckte Hohlwelle, durch ein hinteres Getriebegehäuse, das hinter der Vorderradachse angeordnet ist und den grössten Teil der Hohlwelle umschliesst, wobei sich diese aus dem hinteren Getriebegehäuse nach aussen erstreckt, durcheinenSatzvon Wechselgetriebezahnrädern, die innerhalb des hinteren Gehäuses auf der getriebenen Welle bzw.
auf der Hohlwelle angeordnet sind und zur Übertragung der Kraft von der getriebenen Welle auf die Hohlwelle mit einem wählbaren Übersetzungsverhältnis dienen, und durch eine Differentialkupplung, die mit dem aus dem hinteren Gehäuse herausragenden hinteren Ende der Hohlwelle verbunden ist, welche die Eingangswelle der Differentialkupplung bildet, die zwei Ausgangswellen hat, von denen sich die eine Ausgangswelle koaxial innerhalb der Hohlwelle durch das hintere Gehäuse nach vorn erstreckt
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und mit dem Ritzel verbunden ist, während sich die zweite Ausgangswelle nach hinten erstreckt und mit der Hinterradantriebswelle verbunden ist.
Bei dem erfindungsgemässen Motor-Getriebe-Differential-Block kann die Differentialkupplung in einfacher Weise ohne irgendeine Demontage des Wechselgetriebes vom Block abgenommen und für sich allein zerlegt und instandgesetzt werden. Anderseits kann bei einer Reparatur am Wechselgetriebe die Differentialkupplung nach ihrer Abnahme vom Block vollständig zusammengebaut bleiben und nachBeendigung der Arbeiten einfach wieder am Block montiert werden. Da die Differentialkupplung nur eine kleine Baulänge hat, kann der erfindungsgemässe Motor-Getriebe-Differential-Block ohne weiteres an einem Kraftfahrzeug mit extrem kurzem Radstand montiert werden.
Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der Beschreibung eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels hervor. In Fig. 1 ist in einer teilweise im Längsschnitt dargestellten Seitenansicht die Anordnung und Ausbildung der kraftschlüssigen Verbindung zwischen einem Antriebsmotor und einer Vorderradachse bzw. einer Hinterradantriebswelle veranschaulicht und Fig. 2 zeigt teilweise in Seitenansicht und teilweise im Axialschnitt Einzelheiten der beim erfindungsgemässen Motor-Getriebe-Differential-Block vorgesehenen Differentialkupplung in grösserem Massstab.
Der in Fig. 1 dargestellte, als Ganzes mit 1 bezeichnete Motor-Getriebe-Differential-Block ist besonders zur Verwendung bei Motorfahrzeugen mit kurzem Radstand der allgemein als"Jeep"bezeichne- ten Bauart bestimmt. Die Einrichtung ist in Verbindung mit einem (schematisch angedeuteten) Verbrennungsmotor 2 dargestellt, der oberhalb der zu den Vorderrad-und Hinterradantrieben fahrenden Getrie- bewellen zwischen deren beiden Enden angeordnet ist. Diese Getriebewellen sind kraftschlüssig mit den Rädern auf der Vorderradachse 3 und mit einer Hinterradantriebswelle 4 verbunden. wobei für das Fahrzeug Vierradantrieb angenommen ist. Der Motor 2 liegt oberhalb der Vorderradachse und ist durch eine Kupplung 5 mit einer Antriebswelle 6 gekuppelt, die sich vom Motor 2 nach vorn erstreckt.
Durch die Kupplung 5 kann die Antriebswelle 6 durch Betätigen an sich bekannter Kupplungsschaltorgane durch den Fahrzeuglenker wahlweise mit dem Motor 2 verbunden werden.
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eines vorderen Getriebegehäuses 9 angeordnet sind, das leicht geöffnet und vom Motor-Getriebe-Dif- ferential-Block abmontiert werden kann. Ein Abschnitt 10 der Antriebswelle 6 erstreckt sich nach vorn aus dem vorderen Getriebegehäuse 9 heraus und hat am vorderen Ende Zahnnuten 11, so dass der Endteil 10 der Antriebswelle 6 als Zapfwelle zum Antrieb einer zusätzlichen (nicht dargestellten) Zapfwelle verwendet werden kann.
Zwischen dem Motor 2 und der vorderen Radachse 3 ist eine getriebene Welle 12 angeordnet, die parallel zur Antriebswelle 6 liegt und sich in das vordere Getriebegehäuse hinein erstreckt. In dem vorderen Getriebegehäuse 9 sind zwei treibende Zahnräder 13 und 14 mit verschieden grossen Teilkreisdurchmessern in axialem Abstand voneinander auf der Antriebswelle 6 befestigt. Zwei Übertragungszahnräder 15 bzw. 16 mit verschieden grossen Teilkreisdurchmessern. die mit den treibenden Zahnrädern 13 bzw. 14 in Eingriff stehen, sind innerhalb des vorderen Getriebegehäuses 9 frei drehbar montiert. Auf der getriebenen Welle 12 sind zwei Zahnräder 17 bzw. 18 mit verschieden grossen Teilhreisdurchmessernfrei drehbar gelagert.
Diese getriebenen Zahnräder 17 und 18 sind ebenfalls innerhalb des vorderen Getriebegehäuses 9 angeordnet und stehen mit den Übertragungszahnrädern 15
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Drehung verbunden werden kann, um diese Welle anzutreiben.
Die treibenden Zahnräder 13 bzw. 14, die Übertragungszahnräder 15 bzw. 16 und die getriebenen Zahnräder 17 bzw. 18 bilden je ein mit 20 bzw. 21 bezeichnetes Zannrädergetriebe. über das die Kraft von der Antriebswelle 6 auf die getriebene Welle 12 wahlweise in einem von zwei verschiedenen Drehzahlübersetzungsbereichen übertragen werden kann, je nachdem, ob das getriebene Zahnrad 17 oder 18 mit der Welle 12 auf Drehung verbunden ist. Das vordere Ende 22 der Welle 12 ist im vorderen Getriebegehäuse 9 in einem Lager 23 drehbar gelagert.
Am vorderen Getriebegehäuse 9 ist abnehmbar ein mittleres Getriebegehäuse 24 befestigt, das einen Teil der vorderen Radachse 3 und ein Scheibenzahnrad 25 umschliesst, das kraftschlüssig mit der Vorderradachse 3 verbunden ist und diese antreibt. Im mittleren Getriebegehäuse 24 ist ein Zahnritzel 26 drehbar gelagert, das mit dem Scheibenzahnrad 25 in Eingriff steht. Im mittleren Getriebegehäuse 24 sindfernerzweiLager 27 und 28 eingesetzt, in denen die getriebene Welle 12 mit ihrem mittleren und hinteren Teil drehbar gelagert ist.
Die getriebene Welle 12 erstrecktsichdurchdasmittlereGetriebegehäuse 24 und trägt an ihrem
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hinteren Ende 29 eine in axialer Richtung abziehbare Kupplung 30. Hinter dem mittleren Getriebegehäuse 24 ist lösbar ein hinteres Getriebegehäuse 31 mit zwei in axialem Abstand voneinander mon- tierten Lagern 33 und 34 befestigt, in denen ein Wellenabschnitt 32 drehbar gelagert ist. Das vordereEnde 35 des Wellenabschnittes 32 istinder Kupplung 30 befestigt, welche diesen Wellenabschnitt mit der getriebenen Welle 12 auf Drehung verbindet. Die Welle 12 und der Wellenabschnitt 32 können durch axiales Auseinanderschieben leicht voneinander getrennt werden.
Im hinteren Getriebegehäuse 31 ist eine rohrförmige Hohlwelle 36 angeordnet, die sich in Abstand vom Wellenabschnitt 32 parallel zu diesem erstreckt und in zwei in axialem Abstand voneinan- der im hinteren Getriebegehäuse eingesetzten Lagern 37 und 38 drehbar gelagert ist. Die Hohlwelle 36 und der Wellenabschnitt 32 tragen innerhalb des hinteren Getriebegehäuses 31 einen Wechselgetrieberädersatz 39 mitüblichenSchiebezahnrädern, überdie in bekannter Weise die Kraftübertragung zwi- schen dem Wellenabschnitt 32 und der Hohlwelle 36 mit verschiedenen Drehzahlübersetzungener- folgt.
Ein vom Wellenabschnitt 32 sich nach hinten erstreckender Wellenteil bildet eine Zapfwel- le 40. Diese Zapfwelle ist mittels eines als Lager ausgebildeten Gehäuses 41 auf dem hinteren Ende des Wellenabschnittes 32 drehbar gelagert. Dieses Lager 41 ist mit einem Zahnrad 42 auf Drehung verbunden, das wahlweise mit einem auf der Hohlwelle 36 befestigten Zahnrad 43 in Eingriff versetzt werden kann, wenn die Zapfwelle 40 angetrieben werden soll. Am hinteren Ende der Welle 40 sind Zahnnuten 44 ausgebildet, um die Welle 40 mit einer (nicht dargestellten) zusätzlichen Kraftabnahmewelle kuppeln zu können.
Am hinteren Ende 47 der Hohlwelle 36 ist eine Stirnplatte 46 befestigt, die ausserhalb des hinteren Getriebegehäuses 39 liegt. Mit der Stirnplatte 46 ist eine Differentialkupplung 48 mit beschränktem Schlupf auf kontinuierliche Drehung verbunden, wobei die Stirnplatte die Kraft (in später näher erläuterter Weise) in die Kupplung einleitet.
DieDifferentialkupplung 48 weistein Süsseres Kupplungsgehäuse 49 auf, das starr mit einer etwa in der Längsmitte des Gehäuses 49 angeordneten Treibscheibe 50 verbunden ist, die sich radial in das Kupplungsgehäuse hinein erstreckt und zwei Arbeitsflächen 51 und 52 mit abgeschrägten Zähnen 511 aufweist, die sich von diesen Flächen seitlich weg erstrecken. Die an den Stirnseiten 51 und 52 der Treibscheibe 50 angeordneten Zähne 51'greifen in entsprechende Zähne 52'anFlä- chen 53 bzw. 54 vonHalsringscheiben 55 bzw. 56 ein, diekoaxialzueinanderimGehäuse 49 gelagert sind und sich, wenn die Verzahnungen ausgerückt sind, frei in bezug auf das Gehäuse drehen können.
Die Halsringscheiben enden mit voneinander abgewendeten, längsgenuteten Sockelhülsen 57 bzw.
58 zur Aufnahme einer vorderen Ausgangswelle 59 bzw. einer hinteren Ausgangswelle 60, die sich aus dem Kupplungsgehäuse 49 nach vorn bzw. hinten erstrecken. Im Kupplungsgehäuse 49 sind ferner zwei Schraubendruckfedern 61 und 62 untergebracht, die in axialer Richtung verschiebbare Hülsen 611 bzw. 621 gegen die Halsringscheiben 55 bzw. 56 drücken, um deren Zähne 52'in Eingriff mit den Zähnen 511 an der Treibscheibe 50 zu halten.
Ein relativer Schlupf zwischen den Halsringscheiben 55 oder 56 und der Platte 50 kann nur eintreten, wenn unter Überwindung der Kraft der jeweils zugeordneten Feder die Verzahnungen an der einen oder andern Seite der Treibscheibe 50 aus der Eingriffslage verdrängt werden, wodurch eine der Zahnteilung entsprechende schrittweise relative Verdrehung des Kupplungsgehäuses 49 in bezug auf die Ausgangswellen 59 und 60 ermöglicht wird.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die vordere Ausgangswelle 59 koaxial durch die Hohlwelle 36 und ist am vorderen Ende mit dem Zahnritzel 26 auf Drehung verbunden, um das Scheibenzahnrad 25 und damit die Vorderachse 3 anzutreiben. Die hintere Ausgangswelle 60 endet in einem Kardangelenk 64, das mit der Hinterradantriebswelle 4 auf Drehung verbunden ist, um die (nicht dargestellten) Hinterräder anzutreiben. Die Erfindung ist, wie ersichtlich, insbesondere für Motorfahrzeuge mit Vierradantrieb bestimmt, bei dem die Vorderradachse und die Hinterradachse mit je einem Differentialgetriebe ausgestattet sind. In Fig. 1 sind nur einige Teile des an der Vorderradachse 3 vorgesehenen Differentialgetriebes dargestellt.
Am hinteren Getriebegehäuse 31 ist eine Gehäusehaube 66 abnehmbar befestigt, welche die Stirnplatte 46 der Hohlwelle 36, die Differentialkupplung 48 und einen Teil der Zapfwelle 40 umschliesst. In der Gehäusehaube 66 sind ferner Lager 67 und 68 zur Lagerung des hinteren Endteiles der Zapfwelle 40 der hinteren Ausgangswelle 60 angeordnet.
Bei dem beschriebenen Motor-Getriebe-Differential-Block ist die Differentialkupplung 48 leicht zugänglich, ohne dass eines der Zahnräder des Geschwindigkeitswechselgetriebes 39 abmontiert oder der Raum für die Unterbringung des ganzen Blockes vergrössert werden müsste. Der Zugang zu allen übri-
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Zahnrädergetrieben 20 und 21, die an sich weniger Wartung als Kettengetriebe erfordern, und den mit ihnen verbundenen Wellen wird durch die Differentialkupplung 48 nicht behindert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Motor-Getriebe-Differential-Block für Vorderrad- und bedarfsweise Allradantrieb fürKraftfahr- zeuge mit extrem kurzem Radstand, mit einem Antriebsmotor, einer von diesem sich erstreckenden Antriebswelle, einer Kupplung zum wahlweisen Kuppeln der Antriebswelle mit dem Motor, einer getriebenen Welle, einem Getriebe zur wahlweisen Übertragung der Kraft von der Antriebswelle auf die getriebene Welle in einem von verschiedenen Geschwindigkeitsbereichen, einem Antriebszahnrad für das Differen- tialgetriebe der'Vorderradachse und einem mit diesem Antriebszahnrad in Eingriff stehenden Ritzel,
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häuses (31) auf der getriebenen Welle (12 bzw. 32) bzw.
auf der Hohlwelle (36) angeordnet sind und zur Übertragung der Kraft von der getriebenen Welle auf die Hohlwelle mit einem wählbaren Übersetzungsverhältnis dienen, und durch eine Differentialkupplung (50, 55, 56), die mitdem aus dem hinteren Gehäuse (39) herausragenden hinteren Ende (47) der Hohlwelle (36) verbunden ist, welche die Eingangswelle der Differentialkupplung (50, 55,56) bildet, die zwei Ausgangswellen (59, 60) hat, von denen sich die eine Ausgangswelle (59) koaxial innerhalb der Hohlwelle (36) durch das hintere Gehäuse (31) nach vorn erstreckt und mit dem Ritzel (26) verbunden ist, während sich die zweite Ausgangswelle (60) nach hinten erstreckt und mit der Hinterradantriebswelle (4) verbunden ist.