DE1042394B - Antrieb, insbesondere Vierradantrieb, fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug, insbesondere mit Vierradantrieb, bei dem der Motor, das Schwungrad auf der Kupplung, das Getriebe und das Ausgleichgetriebe zu einem einzigen Antriebsblock zusammengefaßt sind.

Bei einem Fahrzeug dieser Art, bei dem der Motor vorn liegt, wird der Abtrieb durch die obenliegende Schwungradkupplungsgruppe zu dem Geschwindigkeitswechselgetriebe nach innen und dann nach außen über ein darunterliegendes Ausgleichgetriebe zu den Rädern übertragen.

Ist der Motor dagegen am Fahrzeugheck angebracht, so wird der Abtrieb nach innen durch die obenliegende Schwungradkupplungsgruppe zu dem Geschwindigkeitswechselgetriebe und dann nach außen über ein darunter angeordnetes Ausgleichgetriebe zu den Rädern übertragen.

Die Erfindung ist bei Zweiradantrieb in gleicher Weise anwendbar wie bei Vierradantrieb.

Bei der Planung eines Fahrzeuges der beschriebenen Art begegnet man Schwierigkeiten bei der Anordnung der verschiedenen Antriebsteile. Diese treten besonders beim Motor und der Schwungradkupplungsgruppe auf wegen ihres Gewichtes und ihrer Größe, ferner beim Ausgleichgetriebe, das ebenfalls sehr groß ist.

Es ist nicht ratsam, den Motor zu weit nach außen jenseits der Fahrzeugachse anzubringen. Eine solche Anordnung bedingt wegen der überhängenden großen Masse des Motors ein schweres Steuern der Fahrzeuge, bei denen der Motor vorn liegt, und bedingt bei Fahrzeugen mit hintenliegendem Motor eine zu empfindliche Steuerung. Daher kann man die große Schwungradkupplungsgruppe nicht seitlich vom Differentialgetriebe anordnen, da der resultierende Überhang des Motors nicht statthaft wäre.

Es ist auch nicht ratsam, die Schwungradkupplungsgruppe direkt über dem Ausgleichgetriebe anzuordnen, weil dann durch die hohe Lage des Motors, der Schwungradkupplungsgruppe und des Geschwindigkeitswechselgetriebes ein zu hoch liegender Schwerpunkt die Folge sein würde. Es ist ferner schlecht möglich, daß die Schwungradkupplungsgruppe auf der inneren Seite des Ausgleichgetriebes angeordnet werden könnte, weil dann der Platz zwischen dem Motor und dem Schwungrad, der für die Unterbringung des Differentialgetriebes notwendig ist, eine Verlängerung der Kurbelwelle bedingt. Gewöhnlich ist eine solche Verlängerung unpraktisch, da sie die Eigenschwingungszahl der Kurbelwelle herabsetzt. Bei einer brauchbaren Konstruktion muß aber die Eigenschwingungszahl der Kurbelwelle größer sein als die Schwingungszahl, die innerhalb der Antrieb, insbesondere Vierradantrieb,
für Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Harry Ferguson Research Limited,

Stow-on-the-Wold, Warwickshire

(Großbritannien)

Vertreter: Dr.-Ing. R. Meldau, Patentanwalt,
Gütersloh (Westf.), Langer Weg 34

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 9. April 1954

Claude Hill, Kenilworth, Warwickshire

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

normalen Geschwindigkeitsbereiche vom Motor erzeugt wird.

Diese Schwierigkeiten werden bei einem Antrieb, insbesondere Vierradantrieb, für Kraftfahrzeuge, deren Motor, Schwungrad mit Kupplung, Getriebe und Ausgleichgetriebe zu einem einzigen Antriebsblock zusammengefaßt sind, dadurch behoben, daß der Motor und das Schwungrad mit der eingebauten Kupplung in Längsrichtung so weit voneinander entfernt angeordnet sind, daß Platz für die Unterbringung des Ausgleichgelriebes für den Radantrieb entsteht und die Kurbelwelle das Drehmoment auf das Schwungrad über verdrehungssteif ausgebildete Hohlkörper überträgt.

Der Antrieb gemäß der Erfindung wird dadurch verbessert, das in dem die Kurbelwelle mit dem Schwungrad verbindenden Rohr in an sich bekannter Weise die als Schraubenfeder ausgebildete Kupplungsfeder untergebracht ist. Auch lassen sich an dem Rohr, welches die Kurbelwelle mit dem Schwungrad verbindet, zwecks Erhöhung der Drehsteifigkeit in Längsrichtung verlaufende Rippen anordnen.

Es hat sich bei dieser Bauweise ergeben, daß trotz des verhältnismäßig großen Abstandes zwischen dem Motor und dem Schwungrad mit der eingebauten Kupplung die Verdrehungssteifheit nicht wesentlich verschieden ist von der Verdrehungssteifheit der bei Kraftfahrzeugen üblichen Anordnung. Selbst wenn

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der Motor mit Höchstdrehzahl läuft, wird die Schwingungszahl des Motors nie so groß wie die Eigenschwingungszahl der Kurbelwelle und des Hohlkörpers, der das Drehmoment überträgt. Der Motor kann dabei dicht am Ausgleichgetriebe des Fahrzeuges angeordnet sein. Hierdurch wird der Überhang vermindert, wenn der Motor vorn liegt bzw. bei Fahrzeugen mit hintenliegendem Motor.

Zwei Beispiele des Antriebs für Motorfahrzeuge nach der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1 stellt einen Längsschnitt durch die Mitte der Konstruktion eines Antriebs dar;

Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie H-II in Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch die Mitte eines zweiten Ausführungsbeispiels.

Der Antrieb nach Fig. 1 und 2 ist in einem Motorfahrzeug mit Vierradantrieb eingebaut. Der Motor liegt im Fahrzeug vorn. In der Zeichnung ist das Ende des Motorgehäuses mit 10 und die Kurbelwelle mit 11 bezeichnet. Das Schwungrad ist Teil 12, die Reibungskupplung Teil 13, das Gehäuse für das Geschwindigkeitswechselgetriebe Teil 14 und das Gehäuse des vorderen Ausgleichgetriebes Teil 15. Mit 16 ist das Geschwindigkeitswechselgetriebe, mit 17 das vordere Ausgleichgetriebe bezeichnet.

Es fällt auf, daß die Kurbelwelle 11, die Schwungradkupplungsgruppe 12,13 und das Geschwindigkeitswechselgetriebe 16 koaxial hintereinander und nach dem Fahrzeuginneren zu untergebracht sind, wogegen das vordere Ausgleichgehäuse 15 an einem tiefer gelegenen Platz zwischen dem Motorgehäuse 10 und der Schwungradkupplungsgruppe 12,13 liegt. Das ergibt jedoch eine gute Anordnung, bei der der nach außen gerichtete Überhang des Motors auf ein Minimum gehalten wird und die Höhenlage des Motors, der Schwungradkupplungsgruppe 12,13 und des Getriebegehäuses 14 genügend niedrig ist.

Die Kurbelwelle 11 ist durch ein Drehmomentübertragungsglied mit dem Schwungrad verbunden. Dieses ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein hohler, wellenartiger Körper bzw. ein steifer Hohlkörper 18 mit im Verhältnis zur Kurbelwelle 11 großem Durchmesser. Der Hohlkörper 18 hat außen Längsrippen 19. Er läuft an einem Ende trichterförmig 21 aus und trägt am Ende den Zentrierflansch 21, der mit dem Schwungrad 12 verbunden ist und zusammen mit ihm ein Gehäuse bildet. Das Verbindungsglied 18 bis 21 stellt somit einen verdrehungssteifen Körper dar, dessen Steifigkeit durch die Rippen 19 noch vergrößert wird.

Die Kurbelwelle 11 ist mit dem Übertragungsglied 18 bis 21 durch eine Kupplung verbunden, die aus dem Block 22, der mit der Kurbelwelle 11 verschraubt ist, der biegsamen aus Lamellen bestehenden Scheibe 23, die über den Block 22 durch Schrauben mit der Kurbelwelle 11 verbunden ist, und aus drei gleichmäßig auf den Umfang verteilten Schraubenflanschteilen 24 besteht, die am Hohlkörper 18 angegossen sind und diesen und die Scheibe 23 miteinander verbinden. Von den drei Schraubenflanschteilen 24 ist in Fig. 1 nur einer sichtbar.

Die Kupplung 22 bis 24 läßt auf Grund ihrer Nachgiebigkeit geringe Abweichungen zwischen der Kurbelwelle 11 und dem Schwungrad 12 zu.

Das Geschwindigkeitswechselgetriebe 16 kann von irgendeiner bekannten Konstruktion sein. Das Getriebe 16 nach Fig. 1 ist beispielsweise ein Vierganggetriebe mit Rückwärtsgang. Das Getriebegehäuse 14 nimmt die Hauptwelle 25 und eine Nebenwelle auf, die in Fig. 1 nicht sichtbar ist, weil sie neben der Hauptwelle 25 liegt.

Es ist indessen wesentlich, daß die Hauptwelle 25 in dem Ausführungsbeispiel hohl ist. In der Hauptwelle 25 ist gleitend die Druckstange 26 geführt. Das Ausführungsbeispiel enthält eine besondere Getriebegruppe, die zwischen dem Getrieberad 27, das mit der Hauptwelle 25 fest verbunden ist und das das äußere Zahnrad des Geschwindigkeitswechselgetriebes 16 bildet, und zwei voneinander getrennten, koaxial gelagerten Wellen 28, 29 liegt. Diese Wellen sind mit den Antriebsachsen des Fahrzeuges verbunden. Beide Wellen 28, 29 sind durch das in der Mitte liegende Ausgleichgetriebe 30 vereinigt. Die Welle 28 führt zu dem vorderen Ausgleichgetriebe 17 und die Welle 29 zu dem hinteren Ausgleichgetriebe, das in. Fig. 1 nicht sichtbar ist.

An den Wellen 28 und 29 sind Freilaufvorrichtungen 31 und 32 angebracht. Die Funktion dieses Spezialgetriebes ist die: Es soll zwischen den Wellen 28 und 29 die Dififerentialwirkung innerhalb eines begrenzten Bereiches zulassen, die Wellen 28 und 29 jedoch dann fest miteinander verbinden, wenn irgendeine danach strebt, ein bestimmtes Drehzahlverhältnis zu überschreiten. Das tritt dann ein, wenn eines der Räder schneller drehen will, weil es angetrieben wird, oder langsam laufen will, weil es gebremst wird.

Die Reibungskupplung 13 besteht aus der Reibscheibe 33, die über die Nabe 34 auf der kurzen Hohlwelle 35 befestigt ist. Diese Hohlwelle ist eine Verlängerung der Getriebehauptwelle 25, ohne jedoch mit ihr fest verbunden zu sein. Die Hohlwelle 35 ist in den Getriebekasten 14 eingeführt. Weiterhin hat die Kupplung 13 Reibbeläge 36, von denen der eine an der Stirnseite des Schwungrades 12 und der andere entsprechend an der Druckplatte 37 angebracht ist. Die Reibscheibe 33 liegt zwischen den Reibbelägen 36. Die Druckplatte 37 geht vorn in die Nabe 38 über, die als Abschluß einen Bolzen trägt. Die Nabe 38 hat einen Gleitsitz im Hohlzylinder 39, der im Hohlkörper 18 vorgesehen ist.

Die Druckplatte 37 trägt das Zapfenlager 40, in dem mit einem Gleitsitz die Hohlwelle 35 ruht. Der Hohlkörper 18, die Druckplatte 37 und die in das Getriebegehäuse 14 eingeführte Hohlwelle 35 müssen naturgemäß genau ausgerichtet sein. Die Druckstange 26 läuft von der Getriebehauptwelle 25 durch die Hohlwelle 35. Sie kann genügend weit vorgestoßen werden, um die Nabe 38 der Druckplatte 37 in axialer Richtung zu bewegen.

Die kräftige Spiralfeder 41 liegt axial vorgespannt im Hohlkörper 18, der das Drehmoment von der Kurbelwelle 11 auf die Kupplung 13 überträgt. Die Reibscheibe 33 und die Druckplatte 37 sind von einem Gehäuse umgeben, das von dem Übertragungsglied 18 bis 21 und dem Schwungrad; 12 gebildet wird. Die Enden der Feder 41 liegen in Eindrehungen, die einerseits am geschlossenen Ende des Hohlkörpers 18, andererseits an der Nabe 38 der Druckplatte 37 angebracht sind. Die Feder 41 drückt somit beständig auf die Druckplatte 37.

Die Druckstange 26 ist über das Kugellager 42 mit dem Kolben 43 des Hydraulikzylinders 44, der am Getriebegehäuse 14 angebracht ist, verbunden. Die Anordnung ist so getroffen, daß, sobald der Fahrer des Fahrzeuges das Kupplungspedal herunterdrückt, Druckflüssigkeit in den Zylinder 44 strömt und der Kolben 43 über die Druckslange 26, und die Druckplatte 37 den Federdruck vom Schwungrad 12 löst.

7c Die Kupplung ist somit gelöst.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist die Nabe 45 des Schwungrades 12 in der Getriebegehäusewand 14 gelagert. Sie läuft in dem Kugellager 46, das in die vordere Seite des Getriebekastens 14 eingepaßt ist. Das Kugellager 46 ist mittels des abnehmbaren Ringes 47 befestigt. Ein Sprengring 48, der in die Nabe 45 des Schwungrades 12 eingelassen ist, legt sich gegen die Stirnseite des Kugellagers 46. Wenn die Druckstange 26 vorwärts bewegt wird, um entgegen der Kraft der Spiralfeder 41 die Kupplung zu lösen, wird die Gegenkraft auf die vordere Seite des Getriebegehäuses 14 über das Übertragungsglied 18 bis 21, das Schwungrad 12 mit der Nabe 45, den Sprengring 48, das Kugellager 46 und den Ring 47 übertragen. Da das Schwungrad 12 durch die nachgiebige Kupplung 22 bis 24 mit der Motorkurbelwelle 11 verbunden ist, wird somit die Kurbelwelle 11 vollständig gegen Kupplungsbetätigungsstöße geschützt.

Die Schaltelemente der Kupplung liegen bei der angegebenen Bauweise sehr gedrängt. Die Kraftübertragungsteile in der Nähe des Schwungrades 12 liegen vollständig geschützt. Der einzige außenliegende Teil der gesamten Kupplungsschalteinrichtung ist der Hydraulikzylinder 44, der an einer Stelle liegt, an der er nicht hinderlich ist.

Es hat sich herausgestellt, daß eine einzige kräftige Kupplungsfeder wirksamer ist — offenbar wegen des zentral wirkenden Druckes — als die übliche Anordnung, gemäß der eine Anzahl kleinerer Kupplungsfedern, die vielleicht verschiedene Drücke hervorrufen, kreisförmig an der Druckplatte angeordnet sind.

Die Konstruktion gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von der bisher beschriebenen dadurch, daß die Schwungradkupplungsgruppe durch eine hydrodynamische Kupplung oder eine sogenannte Strömungskupplung 50 ersetzt ist. Der Drehmomentübertrager in diesem Ausführungsbeispiel ist wieder ein mit dem Bezugszeichen 51 versehener Hohlkörper mit verhältnismäßig großem Durchmesser. Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, erweitert sich der Hohlkörper 51 zur Kupplung 50 hin. Seine Vorderseite 52 trägt gleichmäßig auf den Umfang verteilte Schraubenflanschteile 24, die mit der aus Lamellen bestehenden Scheibe 23 verbunden sind. Die hydrodynamische Kupplung 50 wird in üblicher Weise von einer Einrichtung gesteuert, die in Fig. 3 nicht dargestellt ist.

Die übrigen Übertragungsteile, die in Fig. 3 dargestellt sind, entsprechen denen der Fig. 1 und 2. In Fig. 3 tragen dementsprechend dieselben Antriebsteile auch dieselben Bezugszeichen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Antrieb, insbesondere Vierradantrieb, für Kraftfahrzeuge, deren Motor, Schwungrad mit Kupplung, Getriebe und Ausgleichgetriebe zu einem einzigen Antriebsblock zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (10) und das Schwungrad (12) mit der eingebauten Kupplung (33 bzw. 50) in Längsrichtung so weit voneinander entfernt angeordnet sind, daß Platz für die Unterbringung des Ausgleichgetriebes (15, 17) für den Radantrieb entsteht und die Kurbelwelle (11) das Drehmoment auf das Schwungrad über verdrehungssteif ausgebildete Hohlkörper ίο (18 bis 20 bzw. 51, 52) überträgt.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem die Kurbelwelle mit dem Schwungrad verbindenden Rohr (18) in an sich bekannter Weise die als Schraubenfeder ausgebildete Kupplungsfeder (41) untergebracht ist.

3. Antrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem die Kurbelwelle mit dem Schwungrad verbindenden Rohr zwecks Erhöhung der Drehsteifigkeit in Längsrichtung verlaufende Rippen (19) angeordnet sind.

4. Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Kurbelwelle in den Kraftfluß eine an sich bekannte, verdrehungssteif ausgebildete Kupplung (22 bis 24) eingeschaltet ist, die eine Winkel- oder Axialbewegung der die Antriebskraft übertragenden Hohlkörper gegenüber der Kurbelwelle zuläßt.

5. Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte der in das Schwungrad eingebauten Kupplung eine Nabe (38) aufweist, die in dem Hohlkörper geführt ist und die ihrerseits ein Lager (40) für eine Hohlwelle (35) des Wechselgetriebes (16) trägt, in der in an sich bekannter Weise eine Schaltstange (26) geführt ist, die beim Ausrücken der Kupplung die Druckplatte axial bewegt.

6. Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwungrad in einem Lager (46) in dem Gehäuse (14) des Wechselgetriebes gelagert ist, das gleichzeitig auch die durch das Entkuppeln hervorgerufenen axialen Kräfte aufnimmt (Fig. 1).

7. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Schwungrad an Stelle der Kupplung ein hydraulischer Wandler (50) eingebaut ist (Fig. 3).

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 199 774; deutsche Patentanmeldung F 7749 H/63 c (bekanntgemacht am 24. 12. 1952);

schweizerische Patentschriften Nr. 57 424, 166 385; USA.-Patentschriften Nr. 2 150011, 2 267 562; B us si en, R.: Automobiltechnisches Handbucfh, 16. Auflage, Verlag H. Cram, Berlin, 1945, S. 452, 453.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen