DE102018208289A1

DE102018208289A1 - Powertrain assembly

Info

Publication number: DE102018208289A1
Application number: DE102018208289.8A
Authority: DE
Inventors: Chris Hughes; Jaimie FOSTER; Markus HOSE
Original assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Current assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Priority date: 2017-05-26
Filing date: 2018-05-25
Publication date: 2018-11-29
Also published as: GB201708419D0; GB2564247B; GB201808630D0; GB2564247A

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsstrangbaugruppe, die eine Motorölwanne (50) mit einer Gehäusestruktur (51) mit einer Vielzahl von Seitenwänden (51a, 51b, 51c, 51d, 51e) aufweist. Die Antriebsstrangbaugruppe weist ferner ein Differential (30) auf, das ein Kronrad (31) und einen Differenzkorb (33), der mit dem Kronrad (31) gekoppelt ist, um sich damit zu drehen, aufweist. Das Kronrad (31) und der Differentialkorb (33) sind durch eine der Seitenwände (51a) der Gehäusestruktur (51) der Motorölwanne drehbar gelagert, wobei das Differenzial durch ein Einzellager gehalten wird, das an der Seitenwand der Gehäusestruktur befestigt ist. Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug, das die Antriebsstrangbaugruppe aufweist, und ein Verfahren zur Herstellung der Antriebsstrangbaugruppe.

The present invention relates to a powertrain assembly including an engine oil pan (50) having a housing structure (51) with a plurality of sidewalls (51a, 51b, 51c, 51d, 51e). The powertrain assembly further includes a differential (30) having a crown wheel (31) and a differential cage (33) coupled to the crown wheel (31) to rotate therewith. The crown wheel (31) and the differential cage (33) are rotatably supported by one of the side walls (51a) of the housing structure (51) of the engine oil pan, the differential being held by a single bearing secured to the side wall of the housing structure. Another aspect of the invention relates to a vehicle having the powertrain assembly and a method of making the powertrain assembly.

Description

TECHNISCHES FELDTECHNICAL FIELD

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Antriebsstrangbaugruppe, insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf eine Antriebsstrangbaugruppe für Personenkraftwagen. Aspekte der Erfindung beziehen sich auf ein Fahrzeug, das die Antriebsstrangbaugruppe aufweist, und auf ein Verfahren zur Herstellung der Antriebsstrangbaugruppe.The present disclosure relates to a powertrain assembly, particularly but not limited to a powertrain assembly for passenger cars. Aspects of the invention relate to a vehicle having the powertrain assembly and to a method of making the powertrain assembly.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Der Begriff „Antriebsstrang“ bezieht sich auf eine Baugruppe von Komponenten, die Energie erzeugen und diese in Form von Drehmoment an die Antriebsräder des Fahrzeugs abgeben. Ein Antriebsstrang enthält üblicherweise den Motor, das Getriebe (d.h. eine Kupplung und ein Getriebe), Antriebswellen, Differentiale und einen Endantrieb, der in der Regel zwei Halbwellen umfasst, die mit den entsprechenden Antriebsrädern des Fahrzeugs verbunden sind. Vor allem bei frontgetriebenen Fahrzeugen wird das Differential oft auf einer Seite der Fahrzeugwanne angebracht. Die Differentialeinheit ist mit einer Vielzahl von Befestigungselementen wie Bolzen an der Motorwanne abnehmbar befestigt. Die Bolzen werden durch Laschen in einem Differentialgehäuse geführt und in Gewindebohrungen in der Wanne befestigt. Das Differentialgehäuse unterstützt bekannte Teile des Differentials, wie das Eingangsritzel, ein Kronrad und einen Differentialkorb mit zwei Seitenrädern und einer Vielzahl von Spinnenrädern.The term "powertrain" refers to an assembly of components that generate energy and deliver it in the form of torque to the drive wheels of the vehicle. A powertrain typically includes the engine, the transmission (i.e., a clutch and a transmission), drive shafts, differentials, and a driveline, which typically includes two half shafts connected to the corresponding drive wheels of the vehicle. Especially in front-wheel drive vehicles, the differential is often mounted on one side of the vehicle pan. The differential unit is removably attached to the engine pan with a variety of fasteners such as bolts. The bolts are passed through tabs in a differential housing and secured in tapped holes in the tub. The differential case supports known parts of the differential, such as the input pinion, a crown wheel and a differential carrier with two side gears and a plurality of spider wheels.

Die Motorölwanne und das Differentialgehäuse dienen als separate Ölwannen. Dadurch sind die Motorölwanne und das Differentialgehäuse gegeneinander abgedichtet, so dass sich das Motoröl in der Motorwanne nicht mit dem Differentialöl im Differentialgehäuse vermischen kann.The engine oil pan and differential case serve as separate oil pans. As a result, the engine oil pan and the differential case are sealed against each other, so that the engine oil in the engine pan can not mix with the differential oil in the differential case.

Während die Verschraubung des Differentialgehäuses neben der Motorölwanne für eine kompakte Anordnung des Antriebsstrangs sorgt, ist es ein bekanntes Problem, dass die Motorölwanne ausreichend stabil gebaut sein muss, um die kombinierten Belastungen des Eigengewichts der Wannen und des Zusatzgewichts des Differentials aufzunehmen. Die erhöhte Steifigkeit der Ölwanne wird häufig durch eine Erhöhung der Wandstärke der Ölwannengehäusestruktur erreicht, wodurch das Gewicht der Antriebsstrangbaugruppe weiter erhöht wird.While bolting the differential case to the engine oil pan provides for a compact powertrain arrangement, it is a known problem that the engine oil pan must be sufficiently sturdy to accommodate the combined loads of the troughs' own weight and the differential weight of the differential. The increased stiffness of the oil pan is often achieved by increasing the wall thickness of the oil pan housing structure, thereby further increasing the weight of the powertrain assembly.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die mit dem Stand der Technik verbundenen Nachteile zu beseitigen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Gewicht bekannter Antriebsstrangbaugruppen zu reduzieren. Eine weitere Aufgabe ist es, eine kompaktere Anordnung der letztgenannten zu ermöglichen.The aim of the present invention is to eliminate the disadvantages associated with the prior art. In particular, it is an object of the present invention to reduce the weight of known powertrain assemblies. Another object is to allow a more compact arrangement of the latter.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung enthalten eine Antriebsstrangbaugruppe, ein Fahrzeug mit der Antriebsstrangbaugruppe und ein Verfahren zur Herstellung einer Antriebsstrangbaugruppe, wie in den beigefügten Ansprüchen beansprucht.Aspects and embodiments of the invention include a powertrain assembly, a vehicle having the powertrain assembly, and a method of manufacturing a powertrain assembly as claimed in the appended claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Antriebsstrangbaugruppe vorgesehen, die eine Motorölwanne mit einer Gehäusestruktur mit mehreren Seitenwänden und einem Differential aufweist. Das Differential wird durch eine der Seitenwände der Gehäusestruktur der Motorölwanne drehbar gehalten. Das Differential kann ein Kronrad und einen Differentialkorb, der mit dem Kronrad gekoppelt ist, um sich damit zu drehen, aufweisen.According to a first aspect of the invention, there is provided a powertrain assembly including an engine oil pan having a housing structure with a plurality of sidewalls and a differential. The differential is rotatably supported by one of the side walls of the housing structure of the engine oil pan. The differential may include a crown wheel and a differential carrier coupled to the crown wheel to rotate therewith.

Gegenüber dem Stand der Technik benötigt die Antriebsstrangbaugruppe der vorliegenden Erfindung kein separates Differentialgehäuse zur drehbaren Lagerung eines Kronrades und/oder Differentialgehäuses. Vielmehr werden diese direkt von der Gehäusestruktur der Motorölwanne gehalten, indem der Differentialkorb und das Kronrad in die Seitenwand eingebaut werden. Dementsprechend werden das Gewicht des Differenzialkorbs und des Kronrades sowie die über das Antriebsritzel eingeleiteten Eingriffskräfte durch die Gehäusestruktur der herkömmlichen Wanne aufgenommen. Diese spezielle Anordnung reduziert das Gewicht der erfinderischen Antriebsstrangbaugruppe und stellt eine kompaktere Anordnung bereit, da das Differential in der Nähe der Ölwanne angebracht werden kann.Compared to the prior art, the powertrain assembly of the present invention does not require a separate differential housing for rotatably supporting a crown wheel and / or differential housing. Rather, they are held directly by the housing structure of the engine oil pan by the differential cage and the crown wheel are installed in the side wall. Accordingly, the weight of the differential cage and the crown wheel as well as the engaging forces introduced via the drive pinion are absorbed by the housing structure of the conventional tray. This particular arrangement reduces the weight of the inventive powertrain assembly and provides a more compact arrangement because the differential can be mounted near the oil pan.

In einer anderen Ausführungsform wird das Differential durch ein Einzellager an der Seitenwand der Gehäusestruktur gehalten. Bei herkömmlichen Differentialen wird das Kronrad zusammen mit dem Differenzialkorb über mindestens zwei Lager, die sich auf einer der beiden Seiten des Kronrades befinden, im Differentialgehäuse gehalten. Der Begriff „Einzellager“ in dieser Beschreibung bezieht sich auf die Tatsache, dass das Differential nur an einer Stelle an der Seitenwand der Gehäusestruktur gehalten wird. In einer Ausführungsform kann das Einzellager ein Stützlager sein, das auf eine Schwerpunktlinie des Differentials ausgerichtet ist. Das Einzellager kann ein Kugel- oder Rollenlager sein, das das Kronrad und die Differentialkorbbaugruppe an einer einzelnen Stelle umgibt. Es wird davon ausgegangen, dass das Rollen- oder Kugellager zwei oder mehrere parallele Lagerringe nebeneinander aufweisen kann, solange die Lagerringe nicht entlang einer Längsachse der Halbwellen des Fahrzeugs voneinander getrennt sind. Durch die Einzellagerung der Antriebsstrangbaugruppe wird nicht nur die Anzahl der verwendeten Verschleißteile reduziert, sondern auch die Anordnung des Differentials innerhalb der Seitenwände der Gehäusestruktur vereinfacht.In another embodiment, the differential is held by a single bearing on the side wall of the housing structure. In conventional differentials, the crown wheel is held together with the differential cage via at least two bearings, which are located on either side of the crown wheel, in the differential housing. The term "single bearing" in this specification refers to the fact that the differential is held only at one location on the side wall of the housing structure. In one embodiment, the single bearing may be a support bearing aligned with a centroid line of the differential. The single bearing may be a ball or roller bearing that surrounds the crown wheel and differential cage assembly at a single location. It is believed that the roller or ball bearing may have two or more parallel bearing rings side by side, as long as the bearing rings are not separated along a longitudinal axis of the half-shafts of the vehicle. By the single storage of Powertrain assembly not only reduces the number of consumables used, but also simplifies the arrangement of the differential within the side walls of the housing structure.

Das Einzellager kann einen äußeren Lagerring an der Seitenwand der Gehäusestruktur und einen inneren Lagerring, der am Differential befestigt ist, aufweisen. Insbesondere kann der innere Lagerring entweder am Kronrad oder am Differentialkorb befestigt werden. Alternativ kann der innere Lagerring eine einteilige Struktur des Kronrades oder des Differentialkorbes sein. Die Anordnung des inneren Lagerrings des Einzellagers auf dem Kronrad ist vorteilhaft, um die vom Antriebsritzel eingeleiteten Eingriffskräfte aufzunehmen, während die Anordnung des inneren Rings auf dem Differentialkorb, insbesondere in einer Linie mit den Schleuderrädern, eine möglichst kompakte Anordnung der erfinderischen Antriebsstrangbaugruppe ermöglicht.The single bearing may have an outer race on the side wall of the body structure and an inner race fixed on the differential. In particular, the inner bearing ring can be attached to either the crown wheel or the differential carrier. Alternatively, the inner bearing ring may be a one-piece structure of the crown wheel or differential cage. The arrangement of the inner bearing ring of the single bearing on the crown wheel is advantageous to receive the introduced from the drive pinion engagement forces, while the arrangement of the inner ring on the differential carrier, in particular in line with the centrifugal wheels, allows the most compact arrangement of the inventive drive train assembly.

Das Einzellager kann zwischen dem Antriebsritzel und der Motorölwanne angeordnet werden. Durch diese Anordnung wird sichergestellt, dass Lasten möglichst nahe an der Seitenwand in die Gehäusestruktur der Ölwanne eingeführt werden, wodurch die auf die Seitenwand der Ölwanne wirkende Lasthebelwirkung reduziert wird.The single bearing can be arranged between the drive pinion and the engine oil pan. This arrangement ensures that loads are introduced as close as possible to the side wall in the housing structure of the oil pan, whereby the force acting on the side wall of the oil pan load lever action is reduced.

In einer anderen Ausführungsform weist das Differential eine Abdeckung auf, die zur Umschließung des Differentials vorgesehen ist, wobei die Abdeckung an der Seitenwand der Ölwanne angebracht ist. Da sich das Differential an der Seitenwand der Ölwanne aufstützt, ist die Abdeckung im Wesentlichen lastfrei. So kann die Abdeckung leicht und flexibel gestaltet werden und hilft, das Differential vor Umweltbelastungen zu schützen. In einer anderen Ausführungsform kann die Abdeckung aus Kunststoff, wie einem geformten Polymer oder einem anderen kostengünstigen, leichten Material, wie gepressten Blechen (z.B. Aluminium oder Stahl), faserverstärktem Kunststoff (z.B. glasfaserverstärktem Kunststoff oder kohlefaserverstärktem Kunststoff) bestehen. Dies steht im starken Gegensatz zu Differentialgehäusen, die in der Regel aus massiven Metallen bestehen, wie z.B. Aluminiumguss, um die Last des Differentials zu tragen, das drehbar im Differentialgehäuse aufgenommen wird.In another embodiment, the differential has a cover which is provided for enclosing the differential, wherein the cover is attached to the side wall of the oil pan. Since the differential is supported on the side wall of the oil pan, the cover is substantially load-free. Thus, the cover can be made light and flexible and helps to protect the differential from environmental pollution. In another embodiment, the cover may be made of plastic, such as a molded polymer or other inexpensive lightweight material, such as pressed sheet metal (e.g., aluminum or steel), fiber reinforced plastic (e.g., glass fiber reinforced plastic or carbon fiber reinforced plastic). This is in sharp contrast to differential housings, which are typically made of solid metals, e.g. Cast aluminum to carry the load of the differential, which is rotatably received in the differential case.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Abdeckung so konfiguriert, dass sie eine Ölwanne für das Differential bildet. Wie vom Fachmann gewürdigt wird, müssen Motoröl in der Ölwanne und Differentialöl getrennt gehalten werden. So kann die leichte Abdeckung vorgesehen werden, um eine separate Ölwanne zu bilden, die durch Dichtungselemente von der Ölwanne abdichtet wird. Nach dieser Ausführungsform wird die Seitenwand der Gehäusestruktur, die das Differential trägt, als gemeinsame Seitenwand für die Ölwanne und die Differential-Ölwanne verwendet. Selbstverständlich reduziert die Verwendung der Seitenwand der Ölwanne als eine der Seitenwände für die Differential-Ölwanne die benötigten Teile und damit das Gewicht der Antriebsstrangbaugruppe weiter.According to another embodiment, the cover is configured to form an oil pan for the differential. As appreciated by those skilled in the art, engine oil in the sump and differential oil must be kept separate. Thus, the lightweight cover may be provided to form a separate oil pan which is sealed by sealing elements from the oil pan. According to this embodiment, the side wall of the housing structure carrying the differential is used as a common side wall for the oil pan and the differential sump. Of course, the use of the sidewall of the oil pan as one of the side walls for the differential sump further reduces the required parts and thus the weight of the powertrain assembly.

Die Gehäusestruktur der Ölwanne kann aus einem Metall, insbesondere Aluminium oder Aluminiumlegierungen, bestehen. Beispielsweise könnte die Gehäusestruktur aus Aluminiumguss, Gusseisen oder Kohlenstoffstahllegierungen bestehen, je nach den spezifischen Belastungen, die durch den Motor und das Differential aufgebracht werden. Die Bildung der Gehäusestruktur aus Metall stellt die notwendige strukturelle Integrität zur Verfügung, um die Lasten der Ölwanne selbst und des Differentials aufzunehmen, wie zuvor beschrieben.The housing structure of the oil pan may be made of a metal, in particular aluminum or aluminum alloys. For example, the housing structure could be cast aluminum, cast iron, or carbon steel alloys, depending on the specific loads imposed by the engine and the differential. The formation of the metal shell structure provides the necessary structural integrity to accommodate the loads of the sump itself and the differential, as previously described.

Gemäß einer anderen Ausführungsform weist die Antriebsstrangbaugruppe eine erste und eine zweite Halbwelle auf, die mit den Seitenrädern des Differentials verbunden sind. Die erste Halbwelle kann sich in einer Richtung von der Ölwanne weg erstrecken und durch ein erstes Halbwellenlager drehbar gelagert werden, wobei das erste Halbwellenlager auf der Abdeckung befestigt ist. Wie zuvor beschrieben, wird das Differential vollständig von der Seitenwand der Ölwanne gehalten. So ist es möglich, mindestens eine der Halbwellen durch ein auf der leichten Abdeckung befestigtes Lager drehbar zu lagern. Während diese Abdeckung nicht stabil genug ist, um die Lasten des Differentials aufzunehmen, reicht es aus, die ersten Halbwellen drehbar zu lagern.In another embodiment, the powertrain assembly includes first and second half shafts connected to the side gears of the differential. The first half-shaft may extend in a direction away from the oil pan and be rotatably supported by a first half-shaft bearing, the first half-shaft bearing being mounted on the cover. As described above, the differential is completely held by the side wall of the oil pan. Thus, it is possible to rotatably support at least one of the half-waves by a bearing mounted on the light cover. While this cover is not strong enough to accommodate the differential loads, it is sufficient to rotatably support the first half-shafts.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug mit der hier beschriebenen Antriebsstrangbaugruppe vorgesehen.In accordance with another aspect of the present invention, a vehicle is provided with the driveline assembly described herein.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Antriebsstrangbaugruppe vorgesehen, aufweisend:

Bereitstellen einer Ölwanne mit einer Gehäusestruktur mit mehreren Seitenwänden;
Bereitstellen eines Differentials; und
Befestigen des Differentials drehbar an einer der Seitenwände der Gehäusestruktur der Motorölwanne.

In a further aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a powertrain assembly comprising:

Providing an oil pan having a housing structure with a plurality of side walls;
Providing a differential; and
Rotatably mounting the differential to one of the side walls of the housing structure of the engine oil pan.

In einer anderen Ausführungsform umfasst das Verfahren die Bereitstellung eines Einzellagers an der Seitenwand, wobei das Einzellager so angeordnet ist, dass es das Kronrad und den Differentialkorb drehbar aufnimmt.In another embodiment, the method includes providing a single bearing on the sidewall, wherein the single bearing is arranged to rotatably receive the crown wheel and the differential cage.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren die Bereitstellung eines Eingangsritzels, die Anordnung des Eingangsritzels in Verzahnungseingriff mit dem Kronrad, wobei das Eingangsritzel an der Seitenwand drehbar angebracht ist. Nach dieser Ausführungsform dient die Seitenwand nicht nur zur drehbaren Abstützung des Differentials, sondern auch zur drehbaren Lagerung des Antriebsritzels im Verzahnungseingriff mit dem Kronrad. Dazu können herkömmlich bekannte Stützlager an einem verlängerten Teil der Seitenwand befestigt werden, wie nachfolgend näher beschrieben.In a further embodiment, the method comprises providing an input pinion, the arrangement of the input pinion in FIG Gear engagement with the crown wheel, wherein the input pinion is rotatably mounted on the side wall. According to this embodiment, the side wall serves not only for the rotatable support of the differential, but also for the rotatable mounting of the drive pinion in meshing engagement with the crown wheel. For this purpose, conventionally known support bearings can be attached to an extended part of the side wall, as described in more detail below.

Das Verfahren kann auch die Abdeckung des Differentials mit einer Kunststoffabdeckung umfassen, so dass die Abdeckung eine Ölwanne für das Differenzial bildet. Die Abdeckung kann abnehmbar an der Seitenwand befestigt werden und so als Zugangsabdeckung dienen, die für Wartung des Differentials abnehmbar ist. Im Gegensatz dazu benötigen herkömmliche Differentialgehäuse eine separate Wartungsklappe, die üblicherweise in einem separaten Schritt zum Differentialgehäuse selbst hergestellt wird.The method may also include covering the differential with a plastic cover so that the cover forms an oil pan for the differential. The cover can be removably attached to the sidewall and thus serve as an access cover, which is removable for maintenance of the differential. In contrast, conventional differential housings require a separate service door, which is usually manufactured in a separate step to the differential housing itself.

Im Rahmen dieser Anmeldung ist ausdrücklich vorgesehen, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorstehenden Absätzen, in den Ansprüchen und/oder in den nachfolgenden Beschreibungen und Zeichnungen aufgeführt sind, und insbesondere die einzelnen Merkmale davon, unabhängig oder in beliebiger Kombination übernommen werden können. Das heißt, alle Ausführungsformen und/oder Merkmale einer Ausführungsform können in beliebiger Weise und/oder Kombination kombiniert werden, es sei denn, solche Merkmale sind unvereinbar. Der Anmelder behält sich das Recht vor, eine ursprünglich eingereichte Patentansprüche zu ändern oder einen neuen Patentanspruch entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, eine ursprünglich eingereichte Patentansprüche zu ändern und/oder ein Merkmal einer anderen Patentansprüche aufzunehmen, obwohl diese ursprünglich nicht auf diese Weise geltend gemacht wurden.It is expressly intended in the context of this application that the various aspects, embodiments, examples and alternatives set forth in the preceding paragraphs, in the claims and / or in the following descriptions and drawings, and in particular the individual features thereof, independently or in any combination can be accepted. That is, all embodiments and / or features of an embodiment may be combined in any manner and / or combination, unless such features are incompatible. The Applicant reserves the right to change an original claim or to file a new claim, including the right to change an originally filed claim and / or to include a feature of another claim, although not initially claimed in this way were.

Figurenlistelist of figures

Eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden nun noch beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben:

1 zeigt eine schematische Unteransicht eines Fahrzeugs nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt einen schematischen Querschnitt der Antriebsstrangbaugruppe nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

One or more embodiments of the invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:

1 shows a schematic bottom view of a vehicle according to an embodiment of the present invention;
2 shows a schematic cross section of the powertrain assembly according to an embodiment of the present invention.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

1 zeigt eine schematische Draufsicht eines Fahrzeugs 1 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeug 1 dieses Beispiels ist ein vierradgetriebenes Personenfahrzeug. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass die vorliegende Erfindung auch für Fahrzeuge mit Vorder- oder Hinterradantrieb gilt. Das Fahrzeug 1 weist eine Karosserie 2 auf, die so transparent dargestellt ist, dass der Antriebsstrang 4 in seiner schematischen Form sichtbar ist. Der Antriebsstrang 4 weist einen Motor 5 auf, der über eine Getriebebaugruppe 6 mit einer Antriebswelle 7 verbunden ist. Die Antriebswelle 7 verbindet die Getriebebaugruppe 6 mit einem vorderen Differential 3. Ein vom Motor 5 über das Getriebe 6 aufgebrachtes Drehmoment wird über die Antriebswelle 7 auf das Differential 3 übertragen und über das Differential auf zwei Halbwellen 9a und 9b verteilt. Die Halbwellen 9a und 9b sind auf herkömmliche Weise mit den vorderen Antriebsrädern 10a und 10b verbunden. 1 shows a schematic plan view of a vehicle 1 according to an embodiment of the present invention. The vehicle 1 This example is a four-wheel drive passenger vehicle. It is believed, however, that the present invention also applies to front or rear wheel drive vehicles. The vehicle 1 has a body 2 on, which is so transparent that the drivetrain 4 is visible in its schematic form. The powertrain 4 has an engine 5 on top of a gearbox assembly 6 with a drive shaft 7 connected is. The drive shaft 7 connects the gear unit 6 with a front differential 3 , One from the engine 5 over the transmission 6 Applied torque is transmitted through the drive shaft 7 on the differential 3 transmitted and via the differential to two half-waves 9a and 9b distributed. The half waves 9a and 9b are in a conventional way with the front drive wheels 10a and 10b connected.

Da das Fahrzeug 1 ein Vierradfahrzeug ist, weist es außerdem eine Propellerwelle 11 auf, die die Getriebebaugruppe 6 mit einem hinteren Differential 12 verbindet. Das hintere Differential 12 verteilt Teile des Drehmoments, das durch den Motor 5 erzeugt wird, über das Getriebe 6 und die Propellerwelle 11 auf zwei hintere Halbwellen 13a und 13b. Die hinteren Halbwellen 13a und 13b sind auf herkömmliche Weise mit den Antriebsrädern 15a und 15b verbunden.Because the vehicle 1 is a four-wheel vehicle, it also has a propeller shaft 11 on that the gearbox assembly 6 with a rear differential 12 combines. The rear differential 12 Distributes parts of the torque generated by the engine 5 is generated via the transmission 6 and the propeller shaft 11 on two rear half-waves 13a and 13b , The rear half-waves 13a and 13b are in the traditional way with the drive wheels 15a and 15b connected.

Um die notwendige Stabilität zu gewährleisten und eine kompakte Anordnung des Antriebsstrangs 4 zu erreichen, wird das Differential 3 über die Wanne mit dem Motor 5 verbunden. Insbesondere wird das Differential 3 an einer Seitenwand der Motorölwanne 5 befestigt, wie im Folgenden anhand von 2 näher beschrieben.To ensure the necessary stability and a compact arrangement of the powertrain 4 to reach, the differential becomes 3 over the tub with the engine 5 connected. In particular, the differential becomes 3 on a side wall of the engine oil pan 5 attached, as described below by means of 2 described in more detail.

2 zeigt einen schematischen Querschnitt einer Antriebsstrangbaugruppe nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Antriebsstrangbaugruppe weist eine Fahrzeugwanne 50 auf, die Teil des in 1 gezeigten Motors 5 ist. Die Fahrzeugwanne 50 enthält eine Gehäusestruktur 51. Die Gehäusestruktur umfasst mehrere Seitenwände 51a, 51b, 51c, 51d und 51e. Die Seitenwände 51a bis 51e der Gehäusestruktur 51 bilden zusammen einen Hohlraum 54, der für die Aufnahme von Motoröl vorgesehen ist, das auf herkömmliche Weise um den Motor herum gepumpt wird. 2 shows a schematic cross section of a powertrain assembly according to an embodiment of the present invention. The powertrain assembly includes a vehicle pan 50 on, the part of the in 1 shown engine 5 is. The vehicle pan 50 contains a housing structure 51 , The housing structure includes a plurality of side walls 51a . 51b . 51c . 51d and 51e , The side walls 51a to 51e the housing structure 51 together form a cavity 54 which is intended to receive engine oil that is pumped around the engine in a conventional manner.

Ein Differential 30 wird direkt an einer der Seitenwände 51a der Ölwanne 50 befestigt. Das Differential 30 weist ein Kronrad 31 und einen mit dem Kronrad 31 gekoppelten Differenzkorb 33 auf. Der Differentialkorb 33 kann abnehmbar mit dem Kronrad 31 verschraubt werden. Alternativ kann der Differenzkorb 33 auch permanent an dem Kronrad 31 befestigt werden, z.B. durch Schweißen. Im Differentialkorb 33 sind zwei Seitenräder 34a und 34b angeordnet. Die Seitenräder 34a und 34b sind über die Zahnräder 35a und 35b miteinander verbunden. Wie im Folgenden näher beschrieben, sind die erste und zweite Halbwelle 9a, 9b mit den Seitenrädern 34a und 34b zur Verteilung des Antriebsmoments auf die Antriebsräder verbunden.A differential 30 will be right on one of the side walls 51a the oil pan 50 attached. The differential 30 has a crown wheel 31 and one with the crown wheel 31 coupled difference basket 33 on. The differential carrier 33 Can be detachable with the crown wheel 31 be screwed. Alternatively, the difference basket 33 also permanently on the crown wheel 31 be attached, for example by welding. In the differential carrier 33 are two side wheels 34a and 34b arranged. The side wheels 34a and 34b are about the gears 35a and 35b connected with each other. As described in more detail below, are the first and second half-wave 9a . 9b with the side wheels 34a and 34b connected to the distribution of the drive torque to the drive wheels.

Das Kronrad 31 und der Differenzkorb 33 sind miteinander gekoppelt, um sich um eine gemeinsame Wellenachse A zu drehen. Das Kronrad 31 und der Differenzkorb 33 sind an der Seitenwand 51a der Gehäusestruktur 51 drehbar gelagert. Insbesondere sind das Kronrad 31 und der Differenzkorb 33 über ein Einzellager 40 direkt an der Seitenwand 51a befestigt. Ein äußerer Lagerring 41 des Einzellagers 40 ist mit einem vorstehenden Teil 55 der Seitenwand 51a verbunden. Insbesondere bildet der vorstehende Teil 55 einen Schulterteil 56, der den äußeren Lagerring 41 des Einzellagers 40 trägt. An das Differential 30 ist ein innerer Lagerring 42 befestigt, insbesondere an der Außenseite des Differenzialkorbs 33. In der Ausführungsform der 2 liegt das Einzellager 40 in einer Ebene, die durch die Drehachse der Zahnräder 35a und 35b definiert ist. Es wird angemerkt, dass das Differential 30 in 2 kein separates Differentialgehäuse benötigt, das das Kronrad 31 und den Differentialkorb 33 drehbar trägt. Vielmehr werden der Differentialkorb 33 und das Kronrad 31 der vorliegenden Erfindung über das Einzellager 40 direkt an der Seitenwand 51a der Ölwanne 50 befestigt.The crown wheel 31 and the difference basket 33 are coupled together to rotate about a common shaft axis A. The crown wheel 31 and the difference basket 33 are on the sidewall 51a the housing structure 51 rotatably mounted. In particular, the crown wheel 31 and the difference basket 33 via a single bearing 40 directly on the side wall 51a attached. An outer bearing ring 41 of the single bearing 40 is with a prominent part 55 the side wall 51a connected. In particular, the protruding part forms 55 a shoulder part 56 that the outer bearing ring 41 of the single bearing 40 wearing. To the differential 30 is an inner bearing ring 42 fastened, in particular on the outside of the differential cage 33 , In the embodiment of the 2 is the single bearing 40 in a plane passing through the axis of rotation of the gears 35a and 35b is defined. It is noted that the differential 30 in 2 no separate differential housing needed that the crown wheel 31 and the differential cage 33 rotatably supports. Rather, the differential carrier 33 and the crown wheel 31 the present invention on the single bearing 40 directly on the side wall 51a the oil pan 50 attached.

Im Beispiel der 2 weist die Seitenwände 51 der Ölwanne 50 zusätzlich eine Verlängerung 58 auf. In der Verlängerung 58 ist ein Antriebsritzel 37 untergebracht, das an einem ersten Ende mit der Antriebswelle 7 (1) verbunden ist. An einem zweiten Ende weist das Antriebsritzel 37 ein Ritzel 32 auf, das in Verzahnungseingriff mit einem Hohlrad des Kronrades 31 steht. Das Antriebsritzel 37 ist in der Verlängerung 58 der Ölwanne 50 drehbar gelagert. Hierzu sind zwischen den Verlängerungen 55 und 58 der Seitenwand 51a und dem Außendurchmesser des Antriebsritzels erste und zweite Antriebsritzellager 38 und 39 vorgesehen.In the example of 2 has the side walls 51 the oil pan 50 in addition an extension 58 on. In the extension 58 is a drive pinion 37 accommodated at a first end to the drive shaft 7 ( 1 ) connected is. At a second end, the drive pinion 37 a pinion 32 on, in meshing engagement with a ring gear of the crown wheel 31 stands. The drive pinion 37 is in the extension 58 the oil pan 50 rotatably mounted. These are between the extensions 55 and 58 the side wall 51a and the outer diameter of the drive pinion first and second drive pinion bearings 38 and 39 intended.

Mit anderen Worten, nach dieser Ausführungsform wird auch das Antriebsritzel 37 von der Ölwanne 50 drehbar gelagert. Eine Drehung des Antriebsritzels 37 um seine Drehachse wird über das vorgenannte Ritzel 32 auf das Kronrad 31 übertragen und bewirkt, dass sich das Kronrad 31 und der Differenzkorb 33 um die Halbwellenachse A drehen. Der Mechanismus der Verteilung des Drehmoments vom Antriebsritzel 37 auf die beiden Halbwellen 9a und 9b ist herkömmlich bekannt. Im Gegensatz zu den meisten herkömmlichen Lösungen besteht das Differential 30 jedoch nicht aus einem separaten Differentialgehäuse. Vielmehr werden die Lasten, die durch die Verzahnung des Ritzels 32 mit dem Kronrad 31 sowie sonstige Lasten des Differentials entstehen, über die Seitenwand 51a von der Gehäusestruktur 51 der Ölwanne 50 aufgenommen. In der 2 sind daher das Kronrad 31 und der Differenzkorb 33 über das Einzellager 40 direkt mit der Seitenwand 51 der Ölwanne 50 verbunden. Während das Einzellager 40 der 2 auf eine Drehachse der Zahnräder 35a und 35b ausgerichtet ist, ist es gleichwertig möglich, das Einzellager auf das Kronrad oder einen anderen Teil des Differentialkorbs 33 auszurichten und zu befestigen.In other words, according to this embodiment also the drive pinion 37 from the oil pan 50 rotatably mounted. A rotation of the drive pinion 37 about its axis of rotation is about the aforementioned pinion 32 on the crown wheel 31 transferred and causes the crown wheel 31 and the difference basket 33 turn around the half-wave axis A. The mechanism of distribution of torque from the drive pinion 37 on the two half-waves 9a and 9b is conventionally known. Unlike most conventional solutions, the differential exists 30 but not from a separate differential case. Rather, the loads are due to the toothing of the pinion 32 with the crown wheel 31 as well as other loads of the differential arise, over the sidewall 51a from the housing structure 51 the oil pan 50 added. In the 2 are therefore the crown wheel 31 and the difference basket 33 over the single bearing 40 directly with the side wall 51 the oil pan 50 connected. While the single bearing 40 of the 2 on a rotation axis of the gears 35a and 35b is aligned, it is equally possible, the single bearing on the crown wheel or another part of the differential carrier 33 align and fasten.

Es ist zu verstehen, dass sich der Begriff „Einzellager“ nicht auf ein einzelnes Kugellager beschränkt, wie in 2 dargestellt. Vielmehr wäre es auch möglich, zwei oder mehrere Kugellager in direkt angrenzendem Kontakt auf der Außenfläche des Differentialkorbs 33 bzw. des Kronrads 31 unterzubringen. Im Gegensatz dazu enthalten Differentiale nach dem Stand der Technik zwei oder mehrere „geteilte“ Lager, die entlang der Halbwellenachse A voneinander beabstandet sind, um den Differentialkorb 33 und das Kronrad 31 in einem separaten Differentialgehäuse abzustützen. Mit anderen Worten, das Einzellager kann als Stützelement verstanden werden, das entlang oder nahe der Schwerpunktlinie des Differentials angeordnet ist. Das Vorsehen eines Einzellagers verhindert Ungleichgewichte im Vergleich zu herkömmlichen „geteilten“ Lagern und ermöglicht somit eine bessere Kontrolle der Ausrichtungsfehler.It should be understood that the term "single bearing" is not limited to a single ball bearing, as in 2 shown. Rather, it would also be possible to have two or more ball bearings in directly adjacent contact on the outer surface of the differential carrier 33 or the crown wheel 31 accommodate. In contrast, prior art differentials include two or more "split" bearings that are spaced apart along the half-shaft axis A about the differential carrier 33 and the crown wheel 31 to support in a separate differential case. In other words, the single bearing can be understood as a supporting element, which is arranged along or near the center of gravity line of the differential. The provision of a single bearing prevents imbalances compared to conventional "split" bearings, thus allowing better control of alignment errors.

Die Differentialbaugruppe der 2 weist weiterhin eine Abdeckung 60 auf, die abnehmbar oder fest mit der Seitenwand 51a der Ölwanne 50 verbunden ist. Die Abdeckung 60 kann aus einem wesentlich leichteren und kostengünstigeren Material als die Ölwanne 50 hergestellt werden. Das liegt daran, dass die Abdeckung 60 keine Anforderungen an die Tragfähigkeit stellt. Die Abdeckung 60 schafft einen zweiten Hohlraum 61 für die Aufnahme des Antriebsöls, das sich von dem im Hohlraum 54 aufgenommenen Motoröl unterscheidet. Wie oben beschrieben, kann die Abdeckung 60 aus einem geformten Kunststoff, insbesondere einem geformten Polymer, bestehen, während die Gehäusestruktur 51 der Ölwanne 50 aus einem steiferen, metallischen Bauteil wie einer Aluminiumlegierung besteht.The differential assembly of 2 also has a cover 60 on, the removable or fixed to the side wall 51a the oil pan 50 connected is. The cover 60 Can be made of a much lighter and cheaper material than the oil pan 50 getting produced. That's because the cover 60 does not impose any load capacity requirements. The cover 60 creates a second cavity 61 for receiving the drive oil, which differs from that in the cavity 54 differentiated engine oil. As described above, the cover can 60 made of a molded plastic, in particular a molded polymer, while the housing structure 51 the oil pan 50 consists of a stiffer, metallic component such as an aluminum alloy.

Die erste Halbwelle 9b der 2 ist durch ein Halbwellenlager 62 drehbar gelagert, das in einer Öffnung der Abdeckung 60 angeordnet ist. Auch hier wird es gewürdigt, dass die Abdeckung 60 keine der Differenzlasten trägt, sondern nur die Drehung der ersten Halbwelle 9b über das Halbwellenlager 62 unterstützt.The first half wave 9b of the 2 is through a half-shaft bearing 62 rotatably mounted, in an opening of the cover 60 is arranged. Again, it is appreciated that the cover 60 none of the differential loads carries, but only the rotation of the first half-wave 9b over the half-shaft bearing 62 supported.

Die zweite Halbwelle 9a ist in einem Durchgang 70 gelagert, der Teil der Gehäusestruktur 51 ist und wird durch die Ölwanne 50 geführt, um die zweite Halbwelle 9a vom Motoröl in der Ölwanne 50 zu isolieren. Die Halbwelle 9a wird von zwei weiteren Halbwellenlagern 71 und 72 getragen, die an gegenüberliegenden Enden des Durchgangs 70 angeordnet sind. Die Halbwellenlager 71 und 72 nehmen, ähnlich wie das erste Halbwellenlager 62, keine der durch das Differential 30 erzeugten Belastungen auf, sondern dienen lediglich der Drehunterstützung der zweiten Halbwelle 9a im Durchgang 70 der Ölwanne 50.The second half wave 9a is in one go 70 stored, the part of the housing structure 51 is and will be through the oil sump 50 led to the second half-wave 9a from the engine oil in the oil pan 50 to isolate. The half wave 9a gets from two more half-wave bearings 71 and 72 worn at opposite ends of the passageway 70 are arranged. The half-shaft bearings 71 and 72 take, similar to the first half-wave bearing 62 , none of the differential 30 generated loads, but only serve the rotational support of the second half-wave 9a in the passage 70 the oil pan 50 ,

Claims

A driveline assembly, comprising: an engine oil pan having a housing structure having a plurality of sidewalls; and a differential; characterized in that the differential is rotatably supported by a single bearing on one of the side walls of the housing structure of the engine oil pan, and that the differential has a crown wheel and a differential carrier coupled to the crown wheel to rotate therewith.

Drive train assembly after Claim 1 wherein the single bearing has an outer bearing ring fixed to the side wall of the housing structure.

Drive train assembly after Claim 2 wherein the single bearing has an inner bearing ring mounted on the differential.

Drive train assembly after Claim 3 , wherein the inner bearing ring is aligned with the center of gravity line of the differential.

Drive train assembly after Claim 4 , wherein the inner bearing ring is attached to the crown wheel or is a one-piece structure of the crown wheel.

Drive train assembly according to any one of Claims 1 to 5 wherein the differential has an input pinion in meshing engagement with the crown wheel, the input pinion being rotatably supported by the side wall of the housing structure of the engine oil pan.

Drive train assembly after Claim 6 wherein the single bearing is disposed between the input pinion and the engine oil pan.

Drive train assembly according to any one of Claims 1 to 7 wherein the powertrain assembly includes a cover configured to enclose the differential, the cover being secured to the sidewall of the oil pan.

Drive train assembly after Claim 8 wherein the cover is configured to form an oil pan for the differential.

Vehicle with the powertrain assembly according to any one of Claims 1 to 9 ,