DE1480179A1

DE1480179A1 - Antriebsanordnung fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1480179A1
Application number: DE19651480179
Authority: DE
Inventors: Richard Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-10-27
Filing date: 1965-10-25
Publication date: 1969-10-09
Also published as: DE1290383B; CH441887A; DE1480156A1; US3242694A; GB1104368A; DE1675238A1; DE1284708B

Description

Richard Schmidt, Rt 4, 231 High Road, Madison, Ala, USA Antriebeanordnung für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für Kraftfahrzeuge mit vorn angeordnetem Motor und Hinterradantrieb und mit starrer Hinterachse, die von einer sich länge unter dem Fahrzeuginnenraum erstreckenden KraftUbertragungswelle über ein Differential angetrieben wird.

Üblicherweise liegt die Abtriebswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes fest in einer Höhe, und die Eingangswelle der Hinterachsenanordnung liegt in einer anderen Höhe, die veränderlich ist und sich im wesen liehen vertikal bewegen, wenn die Hinterräder auf Straßenunebenheiten treffen. Bei einem üblichen System sind das Getriebe und die Hinterachsenanordnung durch eine Kraftübertragungsanordnung gekup pelt, welche zwei Kardangelenke und eine Übertragungskeilwelle aufweist» Dei dem gewöhnlichen Antriebssystem ist es erforderlich, eine, ziemlich großen und nachteiligen Tunnel auf dem Boden der Rücksitze vorzusehen, um einen Raum zu schaffen, in welchem die Gelenkwelle vertikal schwingen kanne Der rückwärtige Teil der Antriebswelle muß sich natürlich vertikal bewegen, um der Hinterradanordnung zu folge: die sich ihrerseits bewegen muß, um den Hinterrädern zu folgen.

Die Nachteile eines Tunnels in der Mitte des rückwärtigen Bodens eines Kraftfahrzeuges sind bekannt und es sind viele Versuche gemacl worden, um diese Nachteile zu vermeiden. Einige solcher Versuche sind auch praktisch angewandt worden, aber auch diese bringen wie-J*r ganz andere Probleme mit sich. Im allgemeinen beinhalten diese Abwandlungen den Fortfall einer starren Hinterachsenanordnung und

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eine unabhängige Lrgerung und Aufhängung der angetriebenen Hinterräder« Das bedeutet natürlich eine wesentliche Umkonstruktion der gesamten rückwärtigen Aufhängung des Fahrzeuges, und mit der drastisch abgewandelten rückwärtigen Aufhängung ergeben sich neue Probleme»

Infolgedessen haben Kraftfahrzeuge im allgemeinen die gebräuchliche starre Hinterachsenanordnung mit dem daraus sich ergebenden Boden- | tunnel beibehalten, offenbar mit dem Gedanken, daß die Nachteile des Tunnels nicht so groß sind, daß sie eine vollständige Änderung der gesamten rückwärtigen Aufhängung und die damit verbundenen anderen Nachteile rechtfertigen würde«

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde₉ eine Antriebsanordnung für Kraftfahrzeuge zu schaffen» bei welcher eine gebräuchliche starre Hinterachse benutzt wird aber der Bodentunnel, welcher bei bekannten Kraftfahrzeugen mit starrer Hinterachse notwendig war, verkleinert wird oder gar in Portfall kommt.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Kraftübertra« gungswelle starr am Fahrzeugrahmen gelagert und mit der Eingangswelle des Differentials üb«r eine zwange schlüssige Kupplung mit flachen, zueinander querbeweglichen Kupplungsgliedern verbunden ist

Kupplung^aer vorstehenden Art sind an sich bekannt. Sie gestatten die übertragung von ho cht our igen Drehbewegungen mit hohem Drehmomen zwischen zwei im wesentlichen parallelen Vollen, deren Enden in relativ geringem Abstand voneinander liegen. Solche Kupplungen können vertikale Bewegungen der starren Hinterachse auf geringer axialer Länge aufnehmen. Die Kraftübertragungswelle selbst braucht dann keine Schwingungen auszuführen sondern kann in ein« ganz flachen Tunnel oder unter de» Boden des Fahrseuginnenravaaes verlaufen.

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Die Kraftübertragungswelle kann in üblicher Weise an die Getriebeabtriebswelle angekupptelt sein. Sie kann aber gegebenenfalls auch unit dem Kotor bzw. dem Getriebe, über eine zwangsschlüssige Kupplung mit flachen, zueinander querbeweglichen Kupplunnspliedern verbunden sein. Auf diese Weise können Motorschwingungen von d er Welle ferngehalten werden.

Eine für die Erfinduni? besonders vorteilhafte Kupplung weist ein erstes flaches Kupplungsglied auf, das mit einem flachen Zwischenglied über ein erstes ParalleldoppljäkurbeIge triebe verbunden ist, und ein zweites flaches Kupplungsglied, mit dem das Zwischenglied über ein zweites Paralleldoppelkurbelgetriebe verbunden ist·

Vorteilhafterweise wird diese Kupplung so ausgebildet, daß die Kupplungsglieder und das Zwischenglied kreisscheibenförmig ausgebildet sind und daß die Paralleldoppelkurbelgetriebe jeweils wenigstens drei untereinander gleiche in einer gemeinsamen Ebene liegende Lenker aufweist, die in regelmäßigen Abständen voneinander jeweils auf einem zu dem Kupplungsglied bzw. dem Zwischenglied konzentrischen Kx'eis an diesen angelenkt sind, und. deren Länge geringer ist als der Abstand benachbarter AnIenkpunkte. Dann sind die Kupplungen ausgewuchtet und es treten keine schwingungserzeugende Kräfte auf·

Ein Äusführungvsbeispiel der Erfindung ist in den Abbildungen dar gestellt und im folgenden beschrieben:

Fig. 1 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer bei der Erfindung angewandten Kupplung,

Fig. 2 ist eine Vorderansicht,
Fig. 3 eine Seitenansicht und

Fig. 4 eine rück sei Mfi^Ansiahi: .der Kupplung

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Fig. 5 zeigt «ine Seitenansicht ein·· nach der Erfindung ausgebildeten Kraftfahrzeug·«· b«i welcher «inige Teile weggebrochen dargestellt sind.

Fig. 6 selgt «in· Sohnittaneicht länge der Linie VI-VI von Fig. 5 Fig. 7 zeigt eine Einzelheit. _y Fig· 8 xeigt eine Abwandlung von Fig. 7·

In Fig. 1 bi· k ist eine bevorzugte Ausführungeform einer bei der . Erfindung benutzten, drelimoraentttbert ragenden Kupplung dargestellt, die generell mit Io beseichnet ist. Die Kupplung weist ein erstes eingangaeitlges Kupplungeglied 12 auf, das eine in wesentlichen krfji scheibenförmige Gestalt hat und eine zentrale Rotationsachse aufweist, die mit \k bezeichnet 1st. Die Kupplung enthalt ein ausgang·- seit ige·, zweites Kupplunffsglied 16, das auch im wesentlichen krei·- •cheibenförmig ist und eine zentrale Rotationsachse aufweist, die mit Id bezeichnet ist. Zwischen diesen Kupplungsgliedern sind drehmomentUbertragende Mittel vorgesehen, die während des Uralauf es eine Relativbewegung zwischen cen Kupplungegliedern in einer Richtung quer zu den Rotationsachsen lh und 18 gestatten.

Vie in Fig. 1 bis k dargestellt ist, weisen die drehmoment über tragenden Mittel der Vorrichtung 1o einen ersten Satz von wenigstens drei im wesentlichen gleichen Lenkern oder Kopplungsgliedern 2o auf, die an ihren einen Ende drehbar mit dem rotierenden Glied 12 verbunden sind, und zwar drehbar um Achsen, dl· in gleichem Abstanden auf einer Zylinderfläche 22 um die Drehachse lit des Kupplungsgliedes 12 angeordnet sind. VI« man am besten aus Fig. 3 erkennt, ist jede drehbare Verbindung mit einem Zapfen Zh aufgebaut, der fest in einer geeigneten öffnung im rotierenden Kupplungsglied 12 sitzt und dessen äußeres Ende la einem Lager 26 gehalten ist, da· fest in den benachbarten Ende te· zugeordneten Lenkers «itSt.

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Neben den Lenkern 2o ist ein rotierendes Zwischenglied 28 von im
wesentlichen ringförmiger Gestalt angeordnet, dessen Rotationsachse mit 30 bezeichnet ist. Die anderen Enden der Lenker Zo sind mit dem drehbaren Zwischenglied 28 um Achsen drehbar verbunden, die in gleichen Abständen auf einer au der Drehachse 3o konzentrischen Zylinder· fläche 32 liegen, wobei der Durchmesser der letzteren Zylinderfläche gleich dem Durchmesser der ZyIinderflache 32 ist. Vie oben wird jede drehbare Verbindung durch einen Zapfen 3* hergestellt, der In geeigneter "eise In dem Zwischenglied Jh sitzt und der mit einem Ende 36 an einer Seite aus diesem herausragt, welches in einem Lager 3** dreh· bar ist, das in dem benachbarten anderen Ende des zugehörigen Lenken 2o eitzt.

Ein zweiter Satz von wenigstens drei Lenkern ko von miteinander glei« eher Konstruktion und ähnlich wie die Lenker-2o ist zwischen dem rotierenden Zwischenglied 23 und dem ausgangsseitigen rotierenden
Kupplungsglied 16 vorgesehen. Ein Ende der Lenker ko 1st drehbar mit dem Zwischenglied 28 verbunden und zwar -duroh Zapfenenden 42, die
von den Zapfenkurpern Jk in die entgegengesetzte Richtung wie die
Zapfenenden 36 nach außen rage*>Λ und durch Lager kk, die in geeigneter Veise an den Lenkern angebracht sind. Infolgedessen sind die
Schwenkachsen» die von den Zapfen k2 und Lagern kk gebildet werden,
In gleichen Abständen voneinander auf der Zylinderfläche 32 angeordnt

Die anderen Süden der Lenker 4o sind schwenkbar mit dem zweiten
Xupplungsglied 16 verbunden, und zwar um Sohwenk^chaen, dl· in gleiohen Abständen voneinander in einer ZyIinderflä^he k6 liegen. Die
Zylinderflttche k6 14t kona ent riech zu der Achse 18 und hat einen
Durohmesser, der gleich den Durchmesser der ZyI inderf lach· 32 ist.
Vie oben wird die drehbare Verbindung durch einen Zapfen kQ herge-.
stell«, der in dem Kupplungsglled 16 sitst und aus diesem nach außen hervorragt und der inLagern 5o geführt ist, welche in geeigneter
Veise an den snderon Jcnden ,der faMf**' **<> vorgesehen sind.

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Bei einer solchen Kupplung ist das Zwischenglied 28 durch die Lenke] 2o, die ein Paralleldoppelkurbelgetriebe bilden, parallelgeführt, d.ho es niiwnt stets die gleiche Orientierung zu dem ersten Kupplung« glied 12 ein, auch wenn das Zwischenglied 28 relativ zu dem Kuplung« glied 12 bewegt wird. Wenn sich das erste Kupplungsglied dreht,dann dreht sich da« Zwischenglied 28 winkeItreu mit» Die Länge der Lenkei 2o ist geringer als der gegenseitige Abstand der Aⁿl^enkP^unkte a*¹ de» Kupplung-agil ed 12 bzw. dem Zwischenglied 28, so daß sich, beim Durch· drehen dee ersten Kupplungegliedes 12 über 360" hinaus die Lenker 2c aneinander vorbeidrehen können» In der gleichen Weise ist das zweit« Kupplungsglied 16 winkeltreu mit dem Zwischenglied und daher über dieses mit dem ersten Kupplungsglied verbunden« Durch die beiden Paralleldoppelkurbelgetriebe 2o und ho ist eine relative Bewegung der Kupplungsglieder 12 und 16 und der Rotationsachsen 14 und 1ö quer zu diesen möglich, ohne daß eich an der winkeltreuen übertragur der Drehbewegung etwas ändert. Man hat hier also eine vollkommene zwangsschlUssige Kupplung sswischen zwei Wellen auf relativ kurzem axialem Abstand» die eine Querbewegung der beiden Wellen zueinander zulKOt.

Eine solche Kupplung wird bei der Erfindung vorzugsweise benutzt.In Fig. 5 ist ein Kraftfahrzeug 21o dargestellt, bei dem die Erfindung verwirklicht Ist. Das dargestellte Kraftfahrzeug entspricht im Grund aufbau der überwiegenden Mehrheit der heute hergestellten Kraftfahr zeuge und ist gemäß der vorliegenden Erfindung abgewandelt. Diese et findungagemäßen Abwandlungen gestatten eine wesentliche Verkleinerun wenn nicht den Fortfall des rückwärtigen Bodentunnels, welcher bei üblichen Kraftfahrzeugen in den letzten Jahren vorgesehen worden ist

Das In den Zeichnungen dargestellte Fahrzeug 21 ο weist einen üblivi. nahmen 212 auf. Auf dem vorderen Teil des Rahmens ist ein Motor 2 ,·■ montiert. Hinter dem Motor 214 sitzt ein Getriebe 216 mit «-.._lör 110. hinten herausragenden Abtriebswelle 218. Der Fahrzeugrahmen bildet

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eine vordere Passagierkabine 22o mit einem Boden 222 hinter dem Motor 21k und oberhalb des Getriebes 216. Bei dem dargestellten Ausführungsbeiepiel iet der Boden 222 mit einem Tunnel versehen, welcher das rückwärtige Ende des Getriebes 216 aufnimmt. Selbstverständlich knnn bei solchen Konstruktionen, bei denen der rückwärtige Teil des Getriebes vor dem vorderen Bodenteil des Rahmens endet, dieser Tunnel nach dem Grundgedanken der Erfindung in ähnlicher Weise verkleinert werden oder in Fortfall kommen.

Der Rahmen 212 bildet auch eine rückwärtige Paesagierkabine 214 mit einem Boden 226. Hinter dem rückwärtigen Bodenteil 226 befindet sich eine starre Hinterachsenanordnung, die generell mit 228 bezeich net ist. Diese ist in üblicher Weise aufgebaut und trägt ein Paar Hinterräder 23o, die an gegenüberliegenden Enden der Hinterachse mit dieser in Antriebsverbindung stehen. Der rückwärtige Teil des Rahmens 212 ist federnd an der Hinterachsenanordnung 228 aufgehängt, derart, daß er sich im wesentlichen in vertikaler Richtung gegenüber dieser bewegen kann. Wie dargestellt, weist diese Aufhängung eine Parallelführung auf, die generell mit 232 bezeichnet ist, ferner Wendelfedern 234 und übliche Stoßdämpfer 236. Das Fahrzeug weist in üblicher Weise eine lenkbare Vorderrad-Anordnung auf, die generell mit 238 bezeichnet ist.

Die Hinterachsen-Anordnung 228 weist ein zentral angeordnetes Differential 24ο üblicher Konstruktion auf, durch welches die Hinterräder 230 angetrieben werden. Wie am deutlichsten in Fig» 7 dargestellt ist, weist das Differential eine nach vorn herausragende Eingangewelle 242 auf, deren vorderer Teil mit einer inneren Keilverzahnung 244 versehen ist. Die innere Keilverzahnung 244 wirkt mit dem, mit einer gekrümmten äußeren Keilverzahnung versehenen, rückwärtigen Ende 246 eines Wellenstumpfes 248 zusammen, der fest mit dem ausgabeseitigen zweiten Kupplungsglied 16 einer drehmomentübertragenden Kupplung Io verbunden ist, wie sie vorstehend im einzelnen

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besohrieben wurde. Das eingangsseitige erste Kupplungsglied 12 der Vorrichtung 1o ist mit dem rückwärtigen Ende einer Kraftübertragungewelle 25o verbunden, die unterhalb des Bodens starr am Fahr-Beugrahmen gelagert ist und somit um eine feste Achse umläuft, welche um einem geringen Abstand gegenüber der Umlaufachse der Eingangs welle des Differentials seitlich versetzt ist«. Die Kraftübertragungs welle 250 ist an ihrem rückwärtigen Ende in Lagern 252 und an ihrem vorderen Ende in Lagern 254 im Fahrzeugrahmen gelagert. Es können beliebige geeignete Mittel vorgesehen werden, um das vordere Ende der Kraftübertragungswelle 25o mit der Ausgangewelle 218 des Getriebes in Antriebsverbindung zu bringeno Bei dem dargestellten bevorzugten AusfUhrungebelspiel wird hierfür eine Kupplung 1o» (ähnlich < der Kupplung 1o) benutzt _B Es kann aber gegebenenfalls auch ein Antrieb über Zahnräder o.dgl. vorgesehen werden»

Die rückwärtige Kupplung Io gleicht die vertikalen Relativbewegungen zwischen der Hinterachsenanordnung 220 und dem Fahrzeugrahmen 212 aus. Die gekrümmte Keilverzahnung 244, 246 gleicht jede gegenseitige Verdrehung aus Durch Lagerung der Antriebswelle 25ο an dem Rahmen^ so daß diese um eine feste Achse umläuft, wird erreicht, daß die Antriebswelle unter ^err rückwärtigen Boden 226 angeordnet werden kann₍ so daß der hierfür bisher vorgesehene Tunnel wesentlich verkleinert werden oder ganz in Fortfall kommen kann.

Figo 3 zeigt eine Abwandlung der Kupplung 1o, welche die Drehbewegung von der Kraftübertragungswelle 25o auf das Differential überträgt. Bei der Kupplung 256 wird eine Winkelbewegung zwischen der Hinterachsenanordnung und dem Fahrzeugrahmen in der Kupplung selbst ausgeglichen. Die Kupplung 256 weist eingangs- und ausgangsseitige Kupplungsglieder 25a und 26o und zwei damit verbundene Sätze von Lenkern 262 und 264 auf. Das übliche Zwischenglied ist jedoch ersetzt durch ein Paar von Zwischengliedern 266 und 263, von denen jedes in der vorstehend beschriebenen Weise mit einem Satz von Lenkern veiHNtttden ist». Die beiden Zwischenglieder 266 und 268 sind

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durch ein Kardangelenk 27ο miteinander verbunden. Das ausgangaaeltige Kupplungsglied 260 ist mit einer Kingangewelle 272 eines Differentials 24o* verkeilt, welche mit einer geraden Keil verzahnung versehen ist. Auf diese Weise gleicht die Kupplung 256 nicht nur vertikale Relativbewegungen «wischen der KraftUbertragungswslle und der Eingangswelle 272 des Differentiale aua, sondern ebenso auch gegenseitige Winkelbewegungen.

Die Kupplung kann in einem Gehäuse 27*» (Fig.8) angeordnet sein, obwohl dies bei Verwendung abgedichteter Lager u.U. nicht erforderlich ist« Das Gehäuse weist einen ersten Abschnitt 276 auf, der an dem Fahrzeugrahmen befestigt 1st und einen kugelabschnittfOrmigen Teil 278 an seinem hinteren Ende aufweist. Sin «weiter Gehäuseabschnltt 2Bo hat vorn einen kugelabschnlttförmlgen Teil 282, welche über den kugelabschnittfurnigen Teil 273 des ersten Gehäuaeabechnittes 276 und einen rückwärtigen zylindrischen Teil greift. Ein dritter Gehäuseabschnitt 286 weist vorn einen zylindrischen Teil 288 auf, welcher in den rückwärtigen zylindrischen Teil 29k des «weiten Abschnittes 28o eingreift,und hinten einen kugelabsclnittfönmigen Teil 29o. SchiieQfIich weist das Gehäuse noch eines vierten Abschnitt 292 auf, dessen rückwärtiger zylindrischer Till 294 an de*. Differential 2ko der Hintaraehasnanordnung 228 befestigt ist, und dessen vor«-^-' derer, kugelabsohnittftfrmiger Teil 296 in den rückwärtigen, kugelabechnlttfUreigen Teil 29o dee dritten Gehäuseabschnitts 286 eingreift. Man sieht, daO sieh die Gehäuseabschnitte bei einer vertikalen Relativbewegung «wischen der Hinterachsenanordnung 228 und dem Fahrzeugrahmen 212 gelenkig gegeneinander bewegen.

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Der wesentliche Vorteil der oben⁴ beschriebenen KraftUbertragungsan-

ordnung besteht in einer Verkleinerung oder Vermeidung des r tigen Boden tunnels, tin weiterer Torf eil bestallt aber auch darin, daß die Antriebewelle 2Jo vollständig von asm Rahmen unterstet»t ist und damit ein Teil der fefstfertem Kasse des Fahrseu«>s vlrd.

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Das Gewicht der Kupplung wird zu gleichen Teilen von dem Rahmen und der Hinterachsenanordnung getragen, so daß das Gesamtgewicht der Hinterachsenanordnung wesentlich verringert wird. Das ist ein Vorteil insofern, als dadurch die ungefederte Masse auf einem Minimum gehalten wird, während andererseits die erwünschte Anordnung mit starrer Hinterachse beibehalten wird.

Statt eines Kardangelenkes in -¹⁵Ig₄ 8 kann man gegebenenfalls P auch eine andere gelenkige Verbindung der Scheiben 266 und 268 vorsehen, beispielsweise durch Gummi (Schwingmetall). Eine bei α er Anordnung nach Fig. 8 verwendete Kupplung könnte auch in anderem Zusammenhang als bei Kraftfahrzeugantrieben anwendbar sein.

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Claims

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1) Antriebeanordnung für Kraftfahrzeuge mit vorn angeordnetem Motor und Hinterradantrieb und mit starrer Hinterachse! die von einer eich länge unter den Fnhrzeuginnenraum erstreckende Kraftübertragungewelle über ein Differential angetrieben wird« dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftlibertragungewelle (25o) starr am Fahrzeugrahmen (212) gelagert und mit der Eingangewelle (242) des Differentials (24o) über eine ewangsschlUssige Kupplung (lo) mit flachen, zueinander querbeweglichen Kupplungsgliedern (12,16) verbunden 1st.

2) Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungswelle (25o) auch mit dem Motor (214) bzw. dem Getriebe (2·6) über eine zwangsschlüssige Kupplung (io⁽) mit flachen,, zueinander querbeweglichen Kupplungsgliedern verbunden ist α

3) Antriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 2» dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (io) ein erstes flaches Kupplungsglied (12) aufweist, das mit einem schwimmend angeordneten Zwischenglied (28 über ein erstes Paralleldoppelkurbelgetriebe (2o) verbunden ist, und daß das Zwischenglied (28) mit einem zweiten flachen Kupplung glied (16) über ein zweites Paralleldoppelkurbelgetriebe (4o) verbunden 1st*

4) Antriebsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungeglieder (12,16) und das Zwischenglied (28) kreisscheibenförmig bzw. kreisringfönaig ausgebildet siiv* und daß die Paralleldoppelkurbelgetriebe Jeweils wenigstens drei untereinande

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gleiche in einer gemeinsamen Ebene liegende Lenker (20,ko) aufweist, die in regelmäßigen Abständen voneinander jeweils auf einem zu dem Kupplunge glied (12,16) bzw. dem Zwischenglied (28) konzentrisch Kreis an diesen angelenkt sind* und deren Länge geringer ist als der Abstand benachbarter Anlenkpunkte«

k

5) Antriebsanordnung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß Zwischenglied aus zwei gelenkig miteinander

verbundenen vorzugsweise scheibenförmigen Teilen (266,268) besteht (Fig, 3).

6) Antriebsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung durch ein Kardangelenk (270) erfolgt.

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