AT405923B - Antriebsvorrichtung für ein kraftfahrzeug mit einer ersten und einer zweiten angetriebenen achse - Google Patents

Description

AT 405 923 B

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer und einer zweiten angetriebenen Achse, die aus einem querliegenden Motor-Getriebe-Block, einem daran auschließenden, ein erstes und ein zweites Differential enthaltenden Achsantriebsblock und einem Abtrieb für die zweite angetriebene Achse besteht, wobei das erste Differential das vom Motor-Getriebe-Block zugeführte Drehmoment zwischen einer ersten Halbachse der ersten angetriebenen Achse und dem zweiten Differential verteilt und letzteres das ihm zugeführte Drehmoment weiter zwischen einer zweiten Halbachse der ersten angetriebenen Achse und dem Abtrieb für die zweite angetriebene Achse verteilt.

Derartige in Serie geschaltete Differentiale haben den Vorteil, daß auf jeder Seite des Antriebsblockes nur eine einzige Welle herausgeführt zu werden braucht, wodurch meist eine Hohlwelle eingespart wird. Diese Anordnung erleichtert die Ableitung eines allradangetriebenen Fahrzeuges von einem konventionellen frontgetriebenen Serienfahrzeug mit einem Minimum an konstruktiven Änderungen.

Ein derartiger Fahrzeugantrieb ist z.B. aus der EP OP 94870 A1 bekannt. Dort sind die beiden Differentiale räumlich getrennte Kegelraddifferentiale. Dadurch nimmt die Achsantriebseinheit viel Platz in Anspruch: in Fahrzeuglängsrichtung, wo sie mit dem Motorblock kollidiert und in Querrichtung, was dazu zwingt, die Antriebshalbachsen zu den Rädern sehr kurz auszuführen.

Eine Folge der Serienschaltung der beiden Differentiale ist weiters, daß die Momentenverteilungsver-hältnisse der beiden Differentiale aufeinander abgestimmt sein müssen, um den beiden vorderen Halbachsen gleiche Momentenanteile zu sichern. Damit kann auch das Momentenverhältnis zwischen Vorder- und Hinterachse beeinflußt werden. Diese Abstimmung ist bei Kegelraddifferentialen praktisch nicht möglich und bei Planetendifferentialen durch bauartbedingte konstruktive Sachzwänge schwierig. So können etwa Planeten- und Sonnenräder nicht beliebig klein ausgeführt werden. Durch die Notwendigkeit, beiden Vorderrädern gleiche Momente zuzuteilen, sind so bei der Momentenverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse nur besondere und oft ungünstige Verhältnisse realisierbar.

Zwar ist es aus der US 3,492,890 A bekannt, zwei Planetendifferentiale in geringer Entfernung voneinander anzuordnen. Dort handelt es sich aber um konventionell im Momentenfluß parallel geschaltete Differentiale und es sind zwei ineinander laufende Hohlwellen erforderlich. Bei diesen ist das Momentenver-teilungsverhältnis zwischen Vorderachse und Hinterachse nur in einem für die meisten Fahrzeuge ungünstigem Bereich variierbar.

Es ist daher Ziel der Erfindung, ein gattungsgemäßes Antriebssystem so zu verbessern, daß bei geringstem Raumbedarf und niedrigsten Kosten eine optimale Anpassung des Momentenverteilungsverhält-nisses in weiten Grenzen zu erreichen ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß beide Differentiale parallelachsige Stirnradplanetengetriebe sind, wahrend Sonnenräder jeweils mit den Halbachsen der ersten angetriebenen Achse antriebsverbunden sind, und deren Hohlräder miteinander antriebsverbunden sind, wobei dem einen Planetenträger das Moment vom Motor zugeführt wird und der andere Planetenträger mit dem Antrieb für die zweite angetriebene Achse antriebsverbunden ist. Durch die Verwendung von zwei parallelachsigen Stirnradplanetengetrieben ist der Raumbedarf in Querrichtung sehr gering, vor allem, wenn sie in geringer Entfernung voneinander angeordnet sind. Durch die geringe Breite führt auch der etwas größere Durchmesser nicht zur Kollision mit der Ölwanne des Motors, solange die Planetengetriebe nur in der Nahe bzw. sogar teilweise im Inneren des immer sehr großen Antriebszahnrades angeordnet sind. Dadurch, daß jeweils die Sonnenräder mit den Halbaschen verbunden sind, ergeben sich für diese günstige Lagerungsverhältnisse. Die Antriebsverbindung der Hohlräder sichert geringe Baumaße in Querrichtung. Ausserdem steht für die Anpassung der Momentenverteilung an fahrzeugspezifische Anforderungen erheblicher Spielraum zur Verfügung. Schließlich ist nur eine Hohlwelle erforderlich und es gelingt in vielen Fällen, den Abtrieb für die Hinterachse so anzuordnen, daß er direkt an die Planetengetriebe anschließt und die Kardanwelle trotzdem mittig angeordnet werden kann.

Die gleiche Drehrichtung der Räder der Vorderachse läßt sich in besonders einfacher Weise dadurch erreichen, daß der Planetenträger des zweiten Planetengetriebes innere und äußere Planetenräder aufweist, wobei je ein inneres Planetenrad mit der Sonne und mit je einem äußeren Planetenrad kämmt (Anspruch 2).

Eine bauliche Vereinfachung und Verringerung der Einbaumaße wird erreicht, wenn die Hohlräder der beiden Differentiale als ein einziges beiden Differentialen gemeinsames Hohlrad ausgeführt werden (Anspruch 3).

Eine weitere bauliche Vereinfachung wird dadurch erreicht, daß die beiden Sonnenräder die gleiche Zähnezahl aufweisen (Anspruch 4). Damit wird zwar der Bereich, in dem die Drehmomentverteilungsverhältnisse variierbar sind vermindert, jedoch werden Gleichteile ermöglicht.

Bei besonderen Anwendungen kann eine als Zentralsperre wirkende Flüssigkeitsreibungskupplung vorgesehen sein (Anspruch 5). Das ist durch die erfindungsgemäße Anordnung der Differentiale problemlos, 2

Claims (4)

1. AT 405 923 B weil ja um eine Hohlwelle weniger gebraucht wird und auch genügend Bauraum vorhanden ist. Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen erläutert, es stellen dar: Fig. 1: das Schema einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung, Fig. 1a: die Planeten getriebeeinheit in schematischer Darstellung Fig. 2: die Planetengetriebeeinheit vergrößert, Fig. 3: Schnitt lll-lll in Fig. 2, Fig. 4: Schnitt IV-IV in Fig. 2. In dem in Figur 1 dargestellten allradgetriebenen Kraftfahrzeug ist der Motor mit 1, die Kupplung 2 und das Schaltgetriebe mit 3 bezeichnet. Das Getriebe 3 endet in einem Abtriebzahnrad 4, das mit einem großen Antriebszahnrad 5 kämmt. Das Antriebszahnrad 5 ist bereits Teil des Achsantriebsblockes 6. An diesen schließt ein Abtrieb 7 für den Hinterachsantrieb und eine rechte und eine linke Halbachse 8,9 für den Antrieb der Vorderräder an. Im Inneren des Abtriebes 7 befindet sich ein Paar Kegelräder 10,11 und das Drehmoment für die Hinterachse wird über eine Gelenkwelle 12 einem beispielsweise konventionellen Differentialgetriebe 13 zugeführt, in dem über ein Paar Kegelräder 14,15 in bekannter Weise die Halbachsen 16,17 der Hinterräder angetrieben werden. Im Inneren des Achsantriebsblockes 6 befindet sich ein erstes und ein zweites Planetengetriebe 18,19, die im folgenden näher beschrieben werden. Im Abtrieb 7 kann eine Flüssigkeitsreibungskupplung 50 vorgesehen sein, die als Zentralsperre wirkt. Der in den Figuren 2,3,4 dargestellte Achsantriebsblock wird von einem aus zwei Halbschalen 20,21 bestehenden Gehäuse gebildet, das an das Getriebegehäuse angeflanscht oder mit diesem einstückig sein kann. Im Inneren dieses Gehäuses befindet sich das Antriebszahnrad 5, das beispielsweise mittels Laserschweißung mit einem Planetenträger 23 des ersten Differentialgetriebes 18 und mittels Schraubbolzen 25 mit einer Glocke 24 fest verbunden ist. Der Planetenträger 23 und die Glocke 24 bilden somit einen starren Teil, der mittels Lagern 26,27 im Gehäuse 20,21 gelegen ist. Zu diesem ersten Planetengetriebe 18 gehören weiters um Achsen 30 drehbare Planetenräder 31 und ein Sonnenrad 32, das mittels einer Keilverzahnung 33 mit der linken Ausgangswelle 34 verbunden ist, an die Halbachse 9 (Figur 1) anschließt. Ein Hohlrad 35 umgibt die Planetenräder 31 des ersten Planetengetriebes 18 und ist gleichzeitig auch das Hohlrad des zweiten Planetengetriebes 19. Es kämmt mit den äußeren Planetenrädern 36 des zweiten Planetengetriebes 19 (Figur 3), die auf Achsen 37 gelagert sind, welche ihrerseits im zweiten Planetenträger befestigt sind. Die ersten Planetenräder 36 kämmen außerdem mit zweiten Planetenrädern 38, die ebenfalls auf Achsen 39 am Planetenträger 40 gelegen sind. Dieser zweite Planetenträger 40 ist über eine Keilverzahnung 41 mit einer Hohlwelle 42 verbunden, welche in den Abtrieb 7 für die Hinterachse (Figur 1) führt. Die inneren Planetenräder 38 kämmen mit einem Sonnenrad 43, welches über eine Keilverzahnung 44 mit der rechten Ausgangswelle 45 verbunden ist. Diese führt über die rechte Achsantriebswelle 8 (Figur 1) zum rechten Vorderrad. Der Kraftfluß verläuft folgendermaßen: das vom großen Antriebszahnrad 5 aufgenommene Drehmoment wird zuerst im ersten Planetengetriebe 18 zwischen dem Sonnenrad 32 und somit der linken vorderen Achsantriebswelle 9 einerseits und andererseits dem Hohlrad 35 aufgeteilt. Dieses stellt die Verbindung zwischen erstem und zweitem Planetengetriebe dar. Das dem zweiten Planetengetriebe 19 so zugeführte Drehmoment wird über die Planetenräder 36,38 verteilt auf einerseits deren Planetenträger 40 und damit den Abtrieb 7 für die Hinterräder und andererseits auf das Sonnenrad 43 und damit die rechte Halbachse 8 des Vorderradantriebes. Patentansprüche 1. Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten und einer zweiten angetriebenen Achse, die aus einem querliegenden Motor-Getriebe-Block, einem daran anschließenden, ein erstes und ein zweites Differential (18,19) enthaltenden Achsantriebsblock (6) und einem Abtrieb (7) für die zweite angetriebene Achse (16,17) besteht, wobei das erste Differential (18) das vom Motor-Getriebe-Block (1) zugeführte Drehmoment zwischen einer ersten Halbachse (9) der ersten angetriebenen Achse (8,9) und dem zweiten Differential (19) verteilt und letzteres das ihm zugeführte Drehmoment weiter zwischen einer zweiten Halbachse (8) der ersten angetriebenen Ache (8,9) und dem Abtrieb (7) für die zweite angetriebene Achse (16,17) verteilt, dadurch gekennzeichnet, daß beide Differentiale (18,19) paralle-lachsige Stirnradplanetengetriebe sind, deren Sonnenräder (32,43) jeweils mit den Halbachsen (8,9) der ersten angetriebenen Achse antriebsverbunden sind, und deren Hohlräder (35) miteinander antriebsverbunden sind, wobei dem einen Planetenträger (23) das Moment vom Motor zugeführt wird und der andere Planetenträger (40) mit dem Abtrieb (7) für die zweite angetriebene Achse antriebsverbunden ist.
2. 2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenträger (40) innere (38) und äußere Planetenräder (36) aufweist, wobei je ein inneres Planetenrad (38) mit dem Sonnenrad
3. 3 AT 405 923 B (43) und mit je einem äußeren Planetenrad (36) kämmt, das seinerseits mit dem Hohlrad (35) kämmt. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräder der beiden Differentiale (18,19) als ein beiden Differentialen gemeinsames Hohlrad (35) ausgebildet sind. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonnenräder (32,43) der beiden Planetengetriebe (18,19) die gleiche Zähnezahl aufweisen. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Welle (42) zum Abtrieb (7) für die zweite angetriebene Achse und dem ersten Planetenträger (23) beziehungsweise einem mit diesem verbundenen Teil (24) eine Flüssigkeitsreibungskupplung (50) vorgesehen ist. Hiezu
4. 4 Blatt Zeichnungen 4