DE3211621C2 - Kraftfahrzeug-Antriebsachse - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Antriebsachse, die wahlweise durch eine Brennkraftmaschine oder einen Elektromotor antreibbar ist. Hierzu ist an den Achskörper der Antriebsachse ein Umschaltgetriebe angebaut, das je Antriebsaggregat mit einer Getriebeeingangswelle ausgestattet ist, die einzeln über eine Schaltkupplung mit der auf das Ausgleichsgetriebe wirkenden Getriebeausgangswelle kuppelbar sind, wobei die Wellenachsen sich senkrecht zur Achse des Achskörpers erstrecken. Die Antriebsenden beider Getriebeeingangswellen liegen an einander gegenüberliegenden Seiten des Umschaltgetriebes, so daß beide Antriebsaggregate auf verschiedenen Achsseiten plazierbar sind und sich dadurch die Achsbelastung entsprechend günstig gestaltet. Des weiteren ist ein Achsantrieb durch den Elektromotor unter Umgehung des der Brennkraftmaschine nachgeschalteten Schaltgetriebes möglich.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Antriebsachse mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch
1.
Eine Kraftfahrzeug-Antriebsachse mit diesen Merkmalen ist bereits bekannt (DE-OS 25 38 923 — F i g. 3
-).
Bei dieser Achskonstruktion ist die für den wahlweisen Achsantrieb durch eines der Antriebsaggregate dienende
Kupplung in die vom Schaltgetriebe einer Brennkraftmaschine zum Zwischengetriebe führende Getriebewefle
zwischengeschaltet, während die andere, vom Elektromotor antreibbare und den Achskörper kreuzende
Getriebewelle direkt in das Zwischengetriebe hineingeführt ist
Die Kupplung ermöglicht eine Entlastung des Elektromotors, indem bei dessen Einsatz die Brennkraftmaschine
von der Antriebsachse abkuppelbar ist.
Erfolgt hingegen der Achsantrieb durch die Brennkraftmaschine, läuft der Elektromotor zwangsläufig mit,
was zusätzlich Antriebsenergie erfordert.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, durch das Zwischengetriebe einen wahlweisen Fahrzeugantrieb
durch Brennkraftmaschine oder Elektromotor in der Weise zu ermöglichen, daß mittels lediglich
einer Kupplung jeweils das sich außer Betrieb befindende Antriebsaggregat von der Antriebsachse abkuppelbar
ist wodurch die rotierenden Massen entsprechend verringert sind.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst
Eine Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 2 bietet den Vorteil, daß das auf der vom Fahrzeugheck
abgekehrten Seite des Achskörpers vorzusehende Antriebsaggregat eine möglichst tief anzusetzende
Anordnung des Bodens bzw. einen gleichmäßig tiefen Verlauf eines sich längs des Fahrzeuges erstreckenden
Laufganges bei entsprechenden Fahrzeugtypen erlfcubt
was insbesondere bei Omnibussen von wesentlicher Bedeutung ist
Dabei wird das Wirkungsgradverluste und Verschäumen von Öl bedingende Ölpanschen im Zwischengetriebe
lediglich auf den von einem der beiden Antriebsaggregate zu bewerkstelligenden Fahrzeugantrieb beschränkt
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es dabei vorteilhaft die Konstruktion gemäß Anspruch 3 auszuführen.
Dadurch wird es möglich, beispielsweise zur Durchführung von Reparaturarbeiten im Zwischengetriebe
dieses vom Achskörper abnehmen zu können, ohne daß auch die ·' mriebsseitige Lagerung der unteren
Getriebewelle im Achskörper zu demontieren ist
In der Zeichnung ist ein im folgenden Beschreibungsteil erläutertes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt
In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 in schematischer Darstellung eine Untersicht
eines z. B. dreiachsigen Gelenkomnibusses, dessen Achse seines Nachläufers in erfindungsgemäßer Ausbildung
die Antriebsachse dieses Fahrzeuges bildet und
F i g. 2 einen Querschnitt durch die Antriebsachse im Bereich der Achsbrücke.
Der Gelenkomnibus besteht aus; einem vorderen Fahrzeugteil 10 mit gelenkter Vorderachse 12 und Mittelachse
14 und aus einem über ein Gelenk 16 angeschlossenen Nachläufer 18, dessen Nachläuferachse eine
erfindungsgemäß ausgebildete Antriebsachse 20 bildet. Diese Antriebsachse ist wahlweise durch eine
Brennkraftmaschine oder einen Elektromotor antreibbar. Selbstverständlich könnte die Antriebsachse ebenso
bei einem zweiachsigen Kraftfahrzeug die Hinterachse bilden.
Die vorzugsweise einen Dieselmotor bildende Brennkraftmaschine 22 ist in Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeuges
gesehen, hinter der Antriebsachse 20, d.h. im Heck des Nachläufers 18 vorgesehen, wobei dieser ein
vorzugsweise automatisches Schaltgetriebe 24 nachgeschaltet ist, dessen Getriebewelle 25 über eine Gelenkwelle
26 mit einer Getriebewelle 28 eines an den Achskörper 30 der Antriebsachse 20 angebauten Zwischengetriebes
32 zum alternativen Zuschalten eines der Antriebsaggregate zur Antriebsverbmdung steht.
Der für den alternativen Antrieb des Fahrzeuges vorgesehene, mit 34 bezeichnete Elektromotor ist an der
der Brennkraftmaschine 22 gegenüberliegenden Seite der Antriebsachse 20, d. h. zwischen dieser und dem Gelenk
16 angeordnet. Zur Antriebsverbindung seiner Motorwelle 36 mit der Antriebsachse 20 dient ebenfalls
eine Gelenkwelle 38, die an einer zweiten Götriebewelle 40 des Zwischengetriebes 32 angeflanscht ist.
Durch die Ausstattung der Antriebsachse 20 mit dem Zwischengetriebe 32 ist es möglich, die Antriebsachse
20 unter Umgehung des der Brennkraftmaschine 22
nachgeschalteten Schaltgetriebes 24 direkt anzutreiben, so daß das Schaltgetriebe 24 lediglich als Kennungswandler
zum Umwandeln der Lieferkennung der Brennkraftmaschine 22 auszulegen ist
Würde beispielsweise bei der beschriebenen Zuordnung der beiden Antriebsaggregate 22,34 zur Antriebsachse
20 auch der Antrieb durch den Elektromotor 34 über die Getriebewelle 25 des automatischen Schaltgetriebes
24 in die Antriebsachse 20 eingeleitet, so wäre zusätzlich zu weiteren Getriebestufen auch ein Transfergetriebe
zur Antriebsübertragung erforderlich, ganz abgesehen davon, daß zur Antriebsübertragung eine
den Achskörper 30 kreuzende Kardanwelle erforderlich wäre, deren Anordnung insbesondere hinsichtlich der
Ein- und Ausfederbewegungen des Fahrzeugaufbaues Probleme schaffen würde.
Die Ausstattung der Antriebsachse 20 mit dem Zwischengetriebe 32 ermöglicht somit eine erhebliche technische
Vereinfachung und vor allen Dingen eine günstige Verteilung der Massen der Antriebsaggregate 22,34
mit Bezug auf die Antriebsachse 20.
Das Zwischengetriebe 32 ist an einen an die das Ausgleichsgetriebe
der Antriebsachse 20 aufnehmende Achsbrücke 42 angeflanschten Lagerkörper 44 des Ausgleichsgetriebes
angebaut, wobei die eine Hälfte 46 des Getriebegehäuses 46, 48 zugleich den Lagerkörper für
ein mit einem Tellerrad 50 des Ausgleichsgetriebes kämmendes Antriebskegelrad 52 bildet, dessen Lagerschaft
54 eine Verlängerung der Getriebewelle 28 des Zwischengetriebes 32 bildet
Auf der vom Dieselmotor 22 antreibbaren Getriebewelle 28 ist drehfest ein erster Mitnehmerzahnkranz 56
einer Kupplung 58 angeordnet, dem an der Getriebewelle 28 ein gleicher Mitnehmerzahnkranz 60 zugeordnet
ist. Mit 62 ist eine diesen Mitnehmeryerzahnkränzen 56, 60 zugeordnete Schaltmuffe bezeichnet, die relativ
zu den vorzugsweise evolventenverzahnten Mitnehmerzahnkränzen 56, 60 zum Kuppeln bzw. Entkuppeln
der Getriebt grelle 28 mit dem Lagerschaft 54 entsprechend
axial verschiebbar ist Zum Antrieb der Getriebewelle 28 durch den Dieselmotor 22 ist diese mit einem
auf ihr drehfest angeordneten Kupplungsflansch 64 ausgestattet, der mit einem entsprechenden Gegenflansch
der Gelenkwelle 26 verschraubbar ist.
Zum Antrieb der Antriebsachse 2ü durch den Elektromotor
34 dient, wie bereits erwähnt, eine weitere Getriebewelle 40, deren aus dem Achskörper 30 herausgeführtes
Antriebsende ebenfalls einen Kupplungsflansch 66 zum Ankuppeln der durch den Elektromotor
34 antreibbaren Gelenkwelle 38 trägt. Wie aus F i g. 1 ersichtlich ibt, sitzt diese Getriebewelle 40 seitlich etwas
versetzt zur Achsbrücke 42 und erstreckt sich vorzugsweise achsparallel zu den beiden Getriebewellen 28,54.
Sie setzt sich aus zwei Teilwellen zusammen, wobei lediglich die eine Teilwelle 40' im Gehäuse 46, 48 des
Zwischengetriebes 32 gelagert ist, während die andere Teilweile 40" im Achskörper 30 in geeigneter Weise
gelagert und mittels einer Steckverbindung drehfest jedoch lösbar mit der Teilwelle 40' verbunden ist. Am
Umfang der Teilwelle 40' ist ein Stirnrad 68 angeformt, das mit einem Zahnrad 70 kämmt, welches drehbar auf
einem den Mitnehmerzahnkranz 56 tragenden Lagerkörper 72 gelagert ist, der seinerseits drehfest auf dem
Hinterende des die Verlängerung der Getriebewelle 28 bildenden Lagerschaftes 54 sitzt. Das Zahnrad 70 ist an 6j
seiner der Schaltmuffe Ll benachbarten Stirnseite mit einem einen weiteren Mitnehmerzahnkranz 74 bildenden
Bund ausgestattet, der ebenfalls einen Bestandteil der Kupplung 58 bildet und dazu dient das Zahnrad 70
unter gleichzeitiger Abkoppelung der Getriebewelle 28 von der Verlängerung 54 der Getriebewelle 54 mit dieser
drehfest zu verbinden, um deren direkten Antrieb durch die Getriebeweile 40 bzw. durch den Elektromotor
34 zu ermöglichen.
Zur Betätigung der Schaltmuffe 62 ist, was in der Zeichnung jedoch nicht dargestellt ist vorzugsweise in
das Zwischengetriebe 32 ein insbesondere durch Druckluft betätigbares Zylinder-Kolbenaggregat eingebaut
das vom Fahrersitz aus ansteuerbar ist
Ist die durch den Dieselmotor 22 antreibbare Getriebewelle 28 mit deren das Antriebskegelrad 52 tragenden
Verlängerung 54 gekuppelt rotieren lediglich diese beiden Wellea während das durch die beiden Zahnräder
68,70 und die Getriebewelle 40 gebildete Vorgelege
und damit auch der Elektromotor 22 im Stillstand verharrt Es besteht somit eine direkte Antriebsverbindung
der Getriebewelle 28 mit dem Antrie": ^kegelrad 52, wobei
der Kraftfluß von diesem über das Tellerrad 50 und den Ritzelweilen der Antriebsachse 20 zu deren außenliegenden
Planetensätzen führt Das Ölbad, in welchem die durch die Getriebewelle 40 gebildete Vorlegewelle
und das Stirnrad 68 läuft, wird somit bei Antrieb durch den Dieselmotor 22 nicht beeinflußt d. h. es wird bei
Dieselbetrieb nicht erwärmt und nicht verschäumt
Da beim Antrieb durch den Dieselmotor 22 beide Zahnräder 68, 70 nicht umlaufen, ist kIpj, daß der Wirkungsgrad
des Zwischengetriebes 32 entsprechend günstig ist
Die beschriebene Getriebeanordnung erfordert lediglich eine Kupplung 58 zur getrennten Antriebsverbindung
beider Getriebewellen 28,40 mit der Verlängerung 54 der Getriebewelle 28, wodurch auch der technische
Aufwand so minimiert werden konnte, daß das Zwischengetriebe 32 besonders preiswert herstellbar
ist
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Kraftfahrzeug-Antriebsachse mit einer auf der einen Seite des Achskörpers angeordneten Brennkraftmaschine
und einem auf der anderen Seite angeordneten Elektromotor, mit einem Ausgleichsgetriebe
und einem Zwischengetriebe mit zwei miteinander kämmenden Zahnrädern und mit zwei zueinander
parallelen, höhenversetzten, mit den Antriebsaggregaten verbundenen und senkrecht zur Achse
des Achskörpers verlaufenden Getriebewellen, von denen die eine den Achskörper kreuzt und die andere
Getriebewelle eine zum Ausgleichsgetriebe führende Verlängerung aufweist, und mit einer Kupplung
für den wahlweisen Antrieb durch eines der Antriebsaggregate, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verlängerung (54) von der zugehörigen Getriebewelle (28) abgetrennt ist, daß das eine
Zahnrau (70) des Zwischengetriebes (32) drehbar auf der Verlängerung (54) angeordnet ist, und daß die
Verlängerung (54) über die Kupplung (58) wahlweise mit der zugehörigen Getriebewelle (28) oder dem
auf ihr drehbaren Zahnrad (70) drehfest verbindbar ist
2. Kraftfahrzeug-Antriebsachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Achse des
Achskörpers (30) kreuzende Getriebewelle (40,40') der beiden in übereinanderliegenden Ebenen gelagerten
Getrierewellen (28; 40') unterhalb der Achse
des Achskörpers (30) angeordnet ist
3. Kraftfahrzeug-Antriebsachse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß das Zwischengetriebe
(32) und das Ausgleichsgetriebe (50,52,54)
eine Baueinheit bilden, und daß die die Achse des Achskörpers (30) kreuzende Getriebewelle (40)
durch zwei unverdrehbar zusammensteckbare Teilwellen (40' 40") gebildet ist, von denen die eine (40")
im Achskörper (30) und die andere (40') im Zwischengetriebe (32) gelagert ist
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