AT409613B

AT409613B - Antriebsstrang für ein mehrachsiges kraftfahrzeug

Info

Publication number: AT409613B
Application number: AT0152497A
Authority: AT
Original assignee: Zahnradfabrik Friedrichshafen
Priority date: 1997-09-10
Filing date: 1997-09-10
Publication date: 2002-09-25
Also published as: US6085853A; DE29814564U1; ATA152497A

Description


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   Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein mehrachsiges Kraftfahrzeug mit einer Vor- derachse und mehreren Hinterachsen, die angetrieben oder antreibbar sind, bestehend aus einem von einer Motor-Schaltgetriebeeinheit aus angetriebenen Zentraldifferential, im Kraftfluss daran anschliessend einem Zwischenachsdifferential zwischen der Vorderachse und einer ersten, vorde- ren, Hinterachse und einem Antrieb fur zumindest eine weitere Hinterachse, und aus Achsdifferen- tialen in jeder der Achsen. 



   Derartige Antnebsstränge für nur eine Vorderachse und zwei Hinterachsen in Tandem-Anord- nung finden etwa bei Lastwagen Verwendung, für drei Hinterachsen bei Lastwagen für Lasten, deren Schwerpunkt sehr weit hinten liegt. Bei allen diesen wird eine optimale Verteilung der An- triebsmomente auf die angetriebenen Achsen angestrebt. Da der Radstand zwischen den zwei jedenfalls vorhandenen ungelenkten Hinterachsen sehr kurz gehalten sein muss, ist es nicht mög- lich, zur Erzielung einer ausgewogenen Drehmomentverteilung zwischen diesen beiden Achsen ein Zentral- oder Zwischenachsdifferential anzubringen. 



   Ein gattungsgemässer Antriebsstrang ist aus der EP 377 130 B1 bekannt, bei dem das Zentral- differential auch baulich vor der ersten Hinterachse angeordnet ist und drei Abtnebe aufweist, je einen für die Vorderachse und für die erste Hinterachse und einen für zwei weitere Hinterachsen. 



  Der Abtrieb für die zweite und dritte Hinterachse wird durch das Gehäuse des Achsdifferentiales der ersten Hinterachse hindurchgeführt, ohne dort jedoch angeschlossen zu sein. 



   Nachteilig ist an dieser Anordnung, dass das an sich schon voluminöse Zentraldifferential im Chassis des Fahrzeuges relativ weit vorne zu liegen kommt, was bei der Länge eines üblichen Motor-Getriebe-Blockes sehr stört und die Ausführung als Frontlenker mit Mittelmotor ganz verbie- tet. Weiters erfordert sie eine grosse Anzahl sehr kurzer Gelenkwellen - die zwischen Zentraldiffe- rential und erster Hinterachse müssen besonders kurz sein, um das Zentraldifferential hinter dem Motor-Getriebe-Block unterbringen zu können Das erhöht Kosten und Verschleiss.

   Ausserdem wirkt sich das weit vorne angeordnete Zentraldifferential nachteilig auf die Gewichtsverteilung des unbeladenen Fahrzeuges aus 
Es ist Ziel der Erfindung, einen Antriebsstrang vorzuschlagen, der diese Nachteile vermeidet Er soll moglichst kurz und billig zu bauen sein und möglichst wenige Aggregate und Verbindungs- wellen aufweisen. 



   Erfindungsgemäss wird das dadurch erreicht, dass a) das Zentraldifferential mit dem Zwischenachsdifferential zwischen Vorderachse und erster 
Hinterachse und dem Achsdifferential der ersten Hinterachse baulich vereint ist, und dass b) das Zentraldifferential hinter und das Zwischenachsdifferential vor dem Achsdifferential an- geordnet ist 
Dank der baulichen Vereinigung dreier Differentiale sind an sich bereits Kosten, Baulänge und Gelenkwellen eingespart. Durch die besondere Anordnung des Achsdifferentiales zwischen den beiden anderen verringert sich die Baulänge des gemeinsamen Gehäuses weiter und die Anord- nung des Zentraldifferentiales hinter dem Achsdifferential, also abweichend vom Kraftfluss, erlaubt eine lange Gelenkwelle zwischen dem Motor-Getriebe-Block und dem Zentraldifferential bzw. auch eine Ausführung des Fahrzeuges mit Mittelmotor.

   Nebstbei ist dadurch auch die Gewichtsvertei- lung bei Leerfahrt besser. 



   In einer bevorzugten Ausführungsform sind das Zentraldifferential und das Zwischenachsdiffe- rential koaxial und durch eine über dem Achsdifferential der ersten Hinterachse geführte Zwischen- welle verbunden (Anspruch 2). Das führt zu einer besonders kompakten Bauweise und zu einer dem Kraftfluss besonders gut entsprechenden Anbindung der Differentiale, wobei die Zwischen- welle nur sehr kurz zu sein braucht. 



   Eine besonders vorteilhafte Ausführung des Zentraldifferentiales als Kegelraddifferential ist möglich, wenn das Fahrzeug zwei weitere Hinterachsen, nämlich eine zweite und eine dritte Hinter- achse aufweist, wobei ein dem Zentraldifferential im Kraftfluss nachgeordnetes weiteres Zwischen- achsdifferential mit dem Achsdifferential der zweiten Hinterachse baulich vereint ist (Anspruch 3). 



  Es kann mit dem Zwischenachsdifferential der ersten Hinterachse baugleich sein. 



   In einer anderen Ausführung, für Fahrzeuge mit Tandem-Hinterachsen ist das Zentraldifferenti- al ein Stirnradplanetendifferential (Anspruch 4) Durch den Einsatz eines solchen Differentiales kann die Momentenverteilung zwischen den Achsen den Erfordernissen der Tandem-Anordnung der Hinterachsen angepasst werden 

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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erläutert.

   Es stel- len dar : 
Fig.1: ein Schema des erfindungsgemässen Antriebsstranges fur einen Lastwagen mit drei an- getriebenen Hinterachsen, 
Fig.2 : ein Schema des erfindungsgemässen Antriebsstranges für einen Lastwagen mit zwei angetriebenen Hinterachsen, 
Fig.3: einen Längsschnitt durch die der ersten Hinterachse zugeordnete Differentialeinheit in einer ersten Ausführungsform, 
Fig. 4. einen teilweisen Längsschnitt durch die der ersten Hinterachse zugeordnete Differenti- aleinheit in einer zweiten Ausfuhrungsform. 



   In Fig.1sind grob die Konturen eines Lastkraftwagens mit drei Hinterachsen 1,2,3 und einer Vorderachse 4 angedeutet. Die Hinterachsen werden im folgenden als erste (1), zweite (2) und dritte (3) Hinterachse bezeichnet. Ausgehend vom Motorgetriebeblock, von dem nur das Schaltge-   tnebe   5 angedeutet ist, führt eine erste Gelenkwelle 6 zu einem Differentialblock 7, der ein Zentral- differential 8, ein Zwischenachsdifferential 9 und ein Achsdifferential für die erste Hinterachse 10 enthält. Vom Zentraldifferential 8 führt einerseits eine Zwischenwelle 11 zum Zwischenachsdiffe- rential 9, und andererseits eine zweite Gelenkwelle 12 zur zweiten Hinterachse 2.

   Vom Zwischen- achsdifferential 9 führt einerseits eine dritte Gelenkwelle 13 zu einem Achsdifferential 14 der Vor- derachse 4 und andererseits eine Antriebsverbindung zum Achsdifferential 10 der ersten Hinter- achse. 



   Nur in Figur 1 ist die zweite Hinterachse 2 mit einem weiteren Differentialblock 16 versehen, der ein weiteres Zwischenachsdifferential 17 und ein Achsdifferential 18 der zweiten Hinterachse 2 enthält. Von dem weiteren Zwischenachsdifferential 17 führt eine vierte Gelenkwelle 19 zu einem Achsdifferential 20 der dritten Hinterachse 3. Wenn das weitere Zwischenachsdifferential 17 ein Kegelraddifferential ist, so wird das uber die zweite Gelenkwelle 12 eingetragene Drehmoment zu gleichen Teilen auf die zweite Hinterachse 2 und die dritte Hinterachse 3 verteilt. 



   Der Gegenstand der Fig. 2 unterscheidet sich von dem der Fig. 1 dadurch, dass nur Tandemhin- terachsen vorhanden sind, somit nebst der ersten Hinterachse 1 nur eine dritte Hinterachse 3. 



  Entsprechend den anderen Erfordernissen an die Drehmomentverteilung enthält der der ersten Hinterachse 1 zugeordnete Differentialblock 27 als Zentraldifferential 28 ein Stirnradplanetendiffe- rential. Die zweite Gelenkwelle 12 treibt somit direkt das Achsdifferential 20 der dritten Hinterachse 3. Eine zweite Hinterachse ist nicht vorhanden. 



   In Fig.3 ist der Differentialblock 7 entsprechend dem in Figur 1 abgebildeten Fahrzeug mit drei Hinterachsen im Schnitt dargestellt. Sein Gehäuse besteht aus einem Vorderteil 30, das das Zwi- schenachsdifferential 9 aufnimmt, einem Mittelteil 31, der unten das Achsdifferential 10 für die erste Hinterachse 1 und oben gemeinsam mit einem Hinterteil 32 des Gehäuses eine schaltbare Geländegangstufe 33 aufnimmt. Diese Geländegangstufe 33 endet mit einem Abtriebszahnrad 34, das mit einer Aussenverzahnung des Differentialkorbes 35 des Zentraldifferentiales 8 kämmt. 



  Dessen hinteres Abtriebskegelrad 36 ist mit der zweiten Gelenkwelle 12 verbunden und führt somit zur zweiten Hinterachse, ihr vorderes Abtriebskegelrad 37 sitzt auf der Zwischenwelle 11, deren anderes Ende den Ausgleichsradstern 38 des Zwischenachsdifferentiales 9 trägt. Dessen Kegelrad    39 treibt über ein Stirnradpaar 40 das Achsdifferential 10 der ersten Hinterachse 1 ; vorderes   Abtriebskegelrad 41 ist über die dritte Gelenkwelle 13 mit dem Differential 14 der Vorderachse verbunden. 



   Mit 42 ist eine Sperrkupplung für das Zentraldifferential 8 und mit 43 eine Sperrkupplung für das Zwischenachsdifferential 9 bezeichnet. Da alle Differentiale (Zentraldifferential 8, Zwischen- achsdifferentiale 9 und 17) Kegelraddifferentiale sind, wird das Moment jeweils halbiert und es ergibt sich eine Drehmomentverteilung von 25 % für jede der vier angetriebenen Achsen. 



   Fig. 4 zeigt das Detail IV der Figur 3 in einer anderen Ausführungsform. Es unterscheidet sich nur dadurch, dass das Zentraldifferential 8 in Kegelradbauweise der Figur 3 durch ein Stirnradpla- netendifferential 46 ersetzt ist und dass der so geschaffene Differentialblock 27 einem Lastwagen mit Hinterachse in Tandemanordnung gemäss Fig. 2 zugeordnet ist. Um die erforderliche Momen- tenverteilung zu erhalten, ist bei dieser Achsanordnung im Zentraldifferential 28 eine Momenten- verteilung von annähernd 70 % zum Zwischenachsdifferential 9, das zu gleichen Teilen auf die Vorderachse 4 und die erste Hinterachse 1 weiter verteilt wird, und 30 % zur dritten Hinterachse 3 

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 verwirklicht.

   Ein Planetenträger 45 des Stirnradplanetendifferentiales 46 kämmt mittels einer zu- sätzlichen Aussenverzahnung mit dem Abtriebszahnrad 34 der schaltbaren Geländegangstufe 33. 



  Ein Sonnenrad 47 ist mit der zweiten Gelenkwelle 12 verbunden und ein Hohlrad 48 mit der Zwi- schenwelle 11. 



   Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Abwandlungen und Ausgestaltungen vorgesehen. 



  So kann die schaltbare Geländegangstufe 33 durch eine nicht schaltbare Transmission, sei es eine Zahnrad, sei es eine Zugbandtransmission, ersetzt werden Die Achsdifferentiale können in ver- schiedener Weise mit den Rädern des Fahrzeuges verbunden sein, im Falle einer Starrachse mit fest gelagerten Halbachsen. 



   Besondere zusätzliche Vorteile bietet die Anwendung der Erfindung auf Fahrzeuge mit unab- hängig aufgehängten Rädern. Die Verbindung erfolgt dann über Halbachsen und Kreuzgelenke. 



  Dadurch können die ungefederten Massen erheblich verringert und die Federwege der einzelnen Räder vergrössert werden. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Antriebsstrang für ein mehrachsiges Kraftfahrzeug mit einer Vorderachse (4) und mehre- ren Hinterachsen (1,2,3; 1,3), die angetrieben oder antreibbar sind, bestehend aus einem von einer Motor-Schaltgetriebeeinheit (5) aus angetriebenen Zentraldifferential (8; 28), im 
Kraftfluss daran anschliessend einem Zwischenachsdifferential (9) zwischen der Vorderach- se (4) und einer ersten, vorderen, Hinterachse (1) und einem Antrieb für zumindest eine weitere Hinterachse (2,3;3), und aus Achsdifferentialen (10,14,18,20;

   10,14,20) in jeder der Achsen (1,2,3,4), dadurch gekennzeichnet, dass das Zentraldifferential (8,28) mit dem Zwischenachsdifferential (9) zwischen Vorderachse (4) und erster Hinterachse (1) und dem Achsdifferential (10) der ersten Hinterachse baulich vereint ist, und dass das 
Zentraldifferential (8,28) hinter und das Zwischenachsdifferential (9) vor dem Achsdifferen- tial (10) angeordnet ist.

Claims

2. Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentraldifferential (8,28) und das Zwischenachsdifferential (9) koaxial und durch eine über dem Achsdifferen- tial (10) der ersten Hinterachse geführte Zwischenwelle (11) verbunden sind.

3 Antnebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentraldifferential (8) ein Kegelraddifferential ist, dass zwei weitere Hinterachsen, nämlich eine zweite (2) und eine dritte (3) Hinterachse vorgesehen sind, wobei ein dem Zentraldifferential (8) im Kraftfluss nachgeordnetes weiteres Zwischenachsdifferential (17) mit dem Achsdifferential (18) der zweiten Hinterachse (2) baulich vereint ist.

4 Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentraldifferential (28) ein Stirnradplanetendifferential ist, und dass nur eine weitere Hinterachse, nämlich eine dritte Hinterachse (3), vorgesehen ist.

HIEZU 4 BLATT ZEICHNUNGEN