DE102016013288A1

DE102016013288A1 - Kraftfahrzeug für vielfältigen Einsatz

Info

Publication number: DE102016013288A1
Application number: DE102016013288.4A
Authority: DE
Inventors: Claus Brüstle; Lutz W. Lester
Original assignee: Neander Motors AG
Current assignee: Neander Motors AG
Priority date: 2016-11-08
Filing date: 2016-11-08
Publication date: 2018-05-09

Abstract

Diese Kraftfahrzeug ist für vielfältigen Einsatz im Straßenverkehr und als Nutzmaschine ausgelegt, für dessen Antrieb eine Brennkraftmaschine der Hubkolbenbauart dient, die zwischen beabstandeten Radachsen angeordnet ist und mit einem auf wenigstens eine Radachse einwirkenden Getriebe in Wirkverbindung steht, welche Brennkraftmaschine ein Kurbelwellensystem mit einer aufrechte stehenden Kurbelwelle aufweist, die das Getriebe beeinflusst,Zur Optimierung des Kraftfahrzeugs umfasst das Kurbelwellensystem der Brennkraftmaschine zwei parallele Kurbelwellen, die an einem oberen Endbereich mit Schwungrädern und an einem unteren Endbereich mit einem Abtrieb für das Getriebe versehen sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug für vielfältigen Einsatz im Straßenverkehr und als Nutzmaschine, für dessen Antrieb eine Brennkraftmaschine der Hubkolbenbauart dient, die zwischen beabstandeten Radachsen angeordnet ist.
Es ist ein geländegängiges Kraftfahrzeug bekannt, US 6,182,784 B1 , das über Vierradantrieb verfügt und mit Knieschluss fahrbar ist. Angetrieben wird das Kraftfahrzeug mittels einer zwischen Radachsen liegenden Brennkraftmaschine, deren einzige Kurbelwelle aufrecht steht. Die Kurbelwelle ist an einem oberen Ende mit einem Keilriemenscheibenpaar eines CVT-Getriebes verbunden. Ein zweites Keilriemenscheibenpaar von letzterem Getriebe ist drehfest an eine Abtriebswelle angeschlossen, die mit einem Richtungsumkehr- und Gangwechselgetriebe in Wirkverbindung steht. Unter Vermittlung von Antriebswellen werden die Vorderräder und die Hinterräder der beiden Radachsen beeinflusst.
In der EP 1 674 317 wird eine Brennkraftmaschine behandelt, die zwischen Vorderachse und Hinterachse eingebaut ist. Die Brennkraftmaschine gemäß den 1 und 2 ist mit einer aufrechten Kurbelwelle versehen, die an ihrem unteren Ende ein erstes Keilriemenscheibenpaar eines CVT-Getriebes aufweist. Ein zweites Keilriemenscheibenpaar von letzterem treibt unter Zwischenschaltung eines gekreuzten Keilriemens die Hinterachse an. In den 3 und 4 arbeitet die Brennkraftmaschine über ein CVT- und Zwischengetriebe -Endlosbauart- mit den Rädern der Vorderachse und der Hinterachse zusammen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug für vielfältigen Einsatz zu konzipieren, das sich durch leichte Umsetzung mit vertretbaren Mitteln auszeichnet. Dazu sollte aber auch eine im Hinblick auf Verbrauch, Abgasemission und Geräuschverhalten optimierte Brennkraftmaschine eingesetzt werden.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere, die Erfindung ausgestaltenden Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, dass das im Wesentlichen mit üblichen Technikmaßnahmen verhältnismäßig leicht realisierbare Kraftfahrzeug für eine Reihe von Einsatzfällen verwendbar ist. So z.B. im Straßenverkehr, als Baustellenfahrzeug, in der Land- und Forstwirtschaft und für Katastrophenaufgaben und im Zivilschutz. Hierbei ist vor allem die Brennkraftmaschine hervorzuheben mit ihrem zwei aufrecht stehende Kurbelwellen umfassenden Kurbelwellensystem, den an einem oberen Endbereich angebrachten Schwungrädern sowie dem Abtrieb zu dem Getriebe, der an dem unteren Endbereich des Getriebes vorgesehen ist. Die Kurbelwellen des Kurbelwellensystems der Brennkraftmaschine werden von wenigstens einem mit zwei Pleueln versehenen Hubkolben angetrieben und mittels zwei im Eingriff stehenden Synchronisationszahnrädern in entgegengesetzten Richtungen gedreht. Des Weiteren arbeitet die Brennkraftmaschine im Dieselverfahren und Direkteinspritzung, und sie ist mit einer Abgasturboladereinrichtung versehen. Das besondere Bauprinzip dieser Brennkraftmaschine trägt auf vorbildliche Weise dazu bei, dass besagtes Kraftfahrzeug verbrauchs-, emissions- und laufruheoptimiert ist. Geschickt gelöst ist, dass zwischen dem Abtrieb für das Getriebe und der Getriebeeingangswelle ein Endlostreib mit einem Eingangsrad- und einem Ausgangsrad sowie ein zwischen besagten Rädern wirkendes Endlosglied vorgesehen ist, welcher Endlostreib unter Vermittlung einer Kupplung z.B. Nasskupplung, Trockenkupplung oder dgl. gesteuert wird. Hierbei ist von hochrangiger Bedeutung, dass die Kupplung mit dem Kurbelwellensystem in Wirkverbindung steht und dem Antriebsrad nachgeschaltet wird. Wirkungsgerecht ist, dass das Getriebe neben der Getriebeeingangswelle auch die Getriebeausgangswelle umfasst, der das Differential nachgeschaltet ist, wobei letzteres die Räder von einer der Radachsen antreibt. Ergänzt wird diese Konstruktion dadurch, dass das Differential in Höhenrichtung des Kraftfahrzeugs betrachtet auf gleicher Höhe bzw. oberhalb oder unterhalb der Drehachsen der Räder der zugehörigen Radachse liegt.
Beispiel gebend ist, dass das Maschinengehäuse der Brennkraftmaschine und ein Aufnahmegehäuse für die Getriebekomponenten des Getriebes baulich vereinigt sind. Konstruktiv übersichtlich ausgeführt ist, dass der Endlostrieb zwischen den Kurbelwellen und der Getriebeeingangswelle in dem Endlostriebgehäuse läuft, das mit dem Maschinengehäuse der Brennkraftmaschine und dem Aufnahmegehäuse des Getriebes baulich vereinigt ist. Entwicklungsoptimierend ist, dass für den Kettentrieb eine Ölsumpf- oder Trockensumpfschmierung vorgesehen ist, wobei der Ölbehälter für die Trockensumpfschmierung an die Brennkraftmaschine angegliedert ist.
In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das nachstehend näher erläutert wird.
Es zeigen

1 eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine,
2 eine schematische Ansicht von oben auf das Kraftfahrzeug,
3 einen schematischen Längsschnitt der Brennkraftmaschine und eines mit letzterer verbunden Getriebes,
4 einen Querschnitt der Brennkraftmaschine mit zwei Kurbelwellen, die von wenigstens einem Hubkolben angetrieben werden etwa nach der Linie IV-IV der 3 in größerem Maßstab,

5 eine Ansicht eines oberen Endbereichs der Kurbelwellen, die dort mit Schwungrädern versehen sind.
Ein Kraftfahrzeug 1 ist zum vielfältigen Einsatz im Straßenverkehr und als Nutzmaschine in der Forst- und Landwirtschaft wie auch bei Katastrophen und Zivilschutzaufgaben ausgelegt. Zum Antrieb des zwei beabstandete Radachsen, nämlich eine Vorderachse 2 und eine Hinterachse 3 mit Rädern 4, 5 und 6, 7 aufweisenden Kraftahrzeugs 1 dient eine hinter einer Fahrerkabine Fk gelagertw Brennkraftmaschine 8 der Hubkolbenbauart. Die mit einem Getriebe 9 zusammenwirkende über ein aufrechtstehendes Kurbelwellensystem 10 mit zwei parallelen Kurbelwellen 11, 12 -4- verfügende Brennkraftmaschine 8, ist im Ausführungsbeispiel mit zwei Hubkolben 13 und 14 -3-versehen. Das Getriebe 9 wirkt zumindest auf eine der Radachsen, und zwar die Hinterachse 3 ein 3. Aufgrund definierter Leistungsanforderungen an das Kraftfahrzeug 1 und entsprechendem, Einsatz von Übertragungsmitteln ist es auch möglich die Vorderachse 2 anzutreiben.
Die ja aufrecht stehenden Kurbelwellen 11, 12 des Kurbelwellensystems 10 sind an einem oberen Endbereich 15 mit Schwungrädern 16, 17 -3 und 4-ausgestattetet. An einem unteren Endbereich 18 der Kurbelwellen 11, 12 ist eine Abtrieb 19 für das Getriebe 9 vorgesehen. Jeder Hubkolben z.B. 13 treibt unter Zwischenschaltung von zwei Pleueln 20, 21 die Kurbelwellen 11, 12 an, die mit zwei in Eingriff stehenden Synchronisationszahnrädern 22, 23 -4- in entgegengesetzte Richtungen gedreht werden. Darüber hinaus arbeitet die Brennkraftmaschine 8 deshalb effizient, da sie im Dieselverfahren mit Direkteinspritzung (System Common Rail) arbeitet und mit einer Abgasturboladereinrichtung versehen ist -nicht dargestellt-. Eine Brennkraftmaschine dieser Art geht aus der DE 10 2011 104 496 B4 anschaulich hervor.
Zwischen dem Abtrieb 19 der Brennkraftmaschine 8 und einer Getriebeeingangswelle 24 des Getriebes 9 ist ein Endlostreib 25 wirksam, der als Kettentrieb oder als Zahnriementrieb ausgebildet ist. Der Endlostrieb 25 setzt sich zusammen aus einem dem Abtrieb 19 nachgeordneten Eingangsrad 26 und einem der Getriebeeingangswelle 24 vorgeschalteten Ausgangsrad 27, die unter Zwischenschaltung eines Endlosglieds 28 zusammenarbeiten.
Zur Steuerung des Endlostriebs 25, d.h. für die Zu-und Abschaltung von letzterem ist eine Kupplung 29 vorgesehen, die dem Eingangsrad 26 nachgeschaltet ist und mittels des Abtriebs 19 beeinflusst wird. Dazu arbeitet das Kupplungssystem 10 mittels einer eine Vollwelle und eine Hohlwelle aufweisenden Abtriebswelleneinheit Aw mit der Kupplung 29 zusammen, über die wiederum der Endlostrieb 25 beeinflussbar ist; letzteres wird zeichnerisch nicht wiedergegeben. Die Kupplung 29 wird bspw. durch eine Nasskupplung oder eine Trockenkupplung dargestellt. Dem Getriebe 9 ist neben der Getriebeeingangswelle 24 mit einer Getriebeausgangswelle 30 ausgestattet, der ein mit letzterer gekoppeltes Differential 31 nachgeschaltet ist. Das Differential 31 treibt bei der gezeigten Lösung Gelenkwellen 32, 33 -2- der Hinterachse 3 an, die sich mit etwa gleicher Länge zwischen dem in einer Mittellängseben A-A des Kraftfahrzeugs 1 liegenden Differential 31 und Drehachsen 34, 35 der Räder 6, 7 erstrecken. In Höhenrichtung B-B des Kraftfahrzeugs 1 betrachtet ist die Lage des Differentials 31 und der Drehachsen 34, 35 ungefähr gleich. Denkbar sind aber auch unterschiedliche Anordnungen. So kann das Differential 31 höher oder tiefer als die Drehachsen 34, 35 der Räder 6, 7 liegen.
Die Brennkraftmaschine 8 besitzt ein Maschinengehäuse 36 und ein Aufnahmegehäuse 37 für Getriebekomponenten -Getriebeeingangswelle 20 und Getriebeausgangswelle 30 jeweils mit Zahnradsätzen-, welche Gehäuse baulich vereinigt sind. Der Endlostreib 25 mit Endlosglied 28 zwischen den Kurbelwellen 11, 12 des Kurbelwellensystems 10 und der Getriebeeingangswelle 24 des Getriebes 9 läuft in einem Endlostriebgehäuse 38. Das Endlostriebgehäuse 38 bildet zusammen mit dem Maschinengehäuse 36 der Brennkraftmaschine 8 und den Aufnahmegehäuse 37 des Getriebes 9 eine Gehäusebaueinheit 39.
Darüber hinaus ist für den Endlostrieb 25 eine Ölsumpf- oder Trockensumpfschmierung vorgesehen, wobei ein Ölbehälter 40 -1- für die Trockensumpfschmierung an die Brennkraftmaschine 8 angegliedert ist.
Gemäß 4 wird der Hubkolben 11 in einer Kolbenbohrung 41 des Maschinengehäuses 36 hin und her bewegt. Das Maschinengehäuse 36 trägt einen Zylinderkopf 42, der Ventile 43, 44 aufnimmt. Letztere werden von Nockenwellen 45, 46 betätigt.
Schließlich geht aus 5 das Kurbelwellensystem 10 der Brennkraftmaschine 8 im oberen Endbereich 15 hervor. Die Schwungräder 16, 17 sind in axialer Richtung der Kurbelwellen 11, 12 gesehen versetzt zueinander angebracht und sie überlappen sich bereichsweise, damit der Abstand zwischen den Kurbelwellen 11, 12 aus räumlichen Gründen möglichst klein gehalten werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6182784 B1 [0002]
EP 1674317 [0003]
DE 102011104496 B4 [0012]

Claims

Kraftfahrzeug für vielfältigen Einsatz im Straßenverkehr und als Nutzmaschine, für dessen Antrieb eine Brennkraftmaschine der Hubkolbenbauart dient, die zwischen beabstandeten Radachsen angeordnet ist und mit einem auf wenigstens eine Radachse einwirkenden Getriebe in Wirkverbindung steht, welche Brennkraftmaschine ein Kurbelwellensystem mit einer aufrechte stehenden Kurbelwelle aufweist, die das Getriebe beeinflusst, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurbelwellensystem (10) der Brennkraftmaschine (8) zwei parallel Kurbelwellen (11, 12) umfasst, die an einem oberen Endbereich (15) mit Schwungrädern (16, 17) und an einem unteren Endbereich (18) mit einem Abtrieb (9) für das Getriebe versehen sind.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwellen (11, 12) des Kurbelwellensystems (10) von wenigstens einem mit zwei Pleueln (20, 21) versehenen Hubkolben (13, 14) angetrieben werden und mittels zwei im Eingriff miteinander stehenden Synchronisationszahnrädern (22, 23) in entgegengesetzte Richtungen gedreht werden, wobei die Brennkraftmaschine (8) im Dieselverfahren mit Direkteinspritzung arbeitet und mit einer Abgasturboladereinrichtung versehen ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Abtrieb (19) für das Getriebe (9) und einer Getriebeeingangswelle (24) ein Endlostrieb (25) mit Eingangsrad (26) und einem Ausgangsrad (27) sowie einem zwischen besagten Rädern wirkenden Endlosglied (28) vorgesehen ist, welcher Endlostrieb (25) unter Vermittlung einer Kupplung (29) z.B. Nasskupplung, Trockenkupplung oder dgl. schaltbar ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (29) mit dem Kurbelwellensystem (10) in Wirkverbindung steht und dem Eingangsrad (26) nachgeschaltet ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (9) neben der Getriebeeingangswelle (24) eine Getriebeausgangswelle (30) umfasst, der ein Differential (31) nachgeschaltet ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Differential (31) eine der beiden Radachsen (2 Vorderachse, 3 Hinterachse) antreibt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Differential (31) in Höhenrichtung (B-B) des Kraftfahrzeugs (1) betrachtet auf etwa gleicher Höhe bzw. oberhalb oder unterhalb der Drehachsen (34, 35) der Räder (4,5; 6,7) der zugehörigen Radachse (2 Vorderachse, 3 Hinterachse) liegt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Maschinengehäuse (36) der Brennkraftmaschine (8) und ein Aufnahmegehäuse (37) für Getriebekomponenten des Getriebes (9) baulich vereinigt sind.
Kraftfahrzeug nach den Ansprüchen 1, 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Endlostrieb (25) zwischen den Kurbelwellen (11, 12) und der Getriebeeingangswelle (24) in einem Endlostriebgehäuse (38) läuft, das mit dem Maschinengehäuse (36) der Brennkraftmaschine (8) und dem Aufnahmegehäuse (37) des Getriebes (9) baulich vereinigt ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass für den Endlostrieb (25) eine Ölsumpf- oder Trockensumpfschmierung vorgesehen ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ölbehälter (40) für die Trockensumpfschmierung an die Brennkraftmaschine (8) angegliedert ist.