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Ausgleichgetriebeanordnung
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Die Erfindung betrifft eine Ausgleichgetriebeanordnung, insbesondere
für Kraftfahrzeuge mit mindestens zwei angetriebenen Achsen, mit zwei hintereinander
geschalteten Ausgleichgetrieben.
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Bei Kraftfahrzeugen, die zwei angetriebene Achsen haben, wird für
das Räderpaar jeder Achse ein Ausgleichgetriebe und außerdem ein weiteres Ausgleichgetriebe
zur Übertragung der Antriebskräfte auf die beiden Achsen benötigt.
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Sollen noch mehr als zwei Achsen angetrieben werden, erhöht sich die
Anzahl der benötigten Ausgleichgetriebe entsprechend. Allgemein gilt, daß zum Antrieb
von n Rädern (n - 1) Ausgleichgetriebe benötigt werden. Daher stellt bei geländegängigen
Kraftfahrzeugen mit Allradantrieb die Anordnung der Ausgleichsgetriebe einen erheblichen
Kostenfaktor dar, und zwar nicht nur, weil die einzelnen Ausgleichgetriebe relativ
kostspielige Aggregate sind, sondern weil auch die Unterbringung der relativ großen
Anzahl Ausgleichgetriebe erheblichen Platz beansprucht und daher konstruktiv schwierig
zu lösen ist. Diese Schwierigkeiten werden um so größer, je kleiner die Kraftfahrzeuge
sind.
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Bei dem gegenwärtigen Trend, in zunehmendem Maße auch kleinere Autos
als Geländefahrzeuge auszubilden, besteht demnach ein Bedarf an einer Ausgleichgetriebeanordnung,
die sich durch einen vereinfachten Aufbau und einen verminderten Platzbedarf auszeichnet.
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Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ausgleichgetriebeanordnung
zu schaffen, die in ihrem Aufbau einfacher ist und weniger Platz beansprucht als
in der bisherigen Weise aus mehreren Getrieben zusammengesetzten Anordnungen.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Augleichehäuse
zweier hintereinander geschalteter Ausgleichgetriebe um eine gemeinsame Hauptachse
drehbar
gelagert sind und ein Antriebsrad des ersten Ausgleichgetriebes
unmittelbar mit dem Ausgleichgehäuse des zweiten Ausgleichgetriebes über die als
Hohlwelle ausgebildete eine Antriebswelle des ersten Ausgleichgetriebes verbunden
ist, und daß eine Antriebswelle des zweiten Ausgleichgetriebes diese Hohlwelle und
die ebenfalls als Hohlwelle ausgeführte andere Antriebswelle des ersten Ausgleichgetriebes
koaxial durchsetzt.
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Durch die Erfindung wird ein einheitliches Aggregat geschaffen, bei
dem die koaxiale Anordnung und teilweise gegenseitige Durchdringung der beiden Ausgleichgetriebe
den Aufbau eines einheitlichen, stark gedrängten Aggregates ermöglicht, das sich
kostengünstig fertigen läßt und relativ wenig Platz beansprucht. Dabei sind die
Antriebswellen des zweiten Ausgleichgetriebes unmittelbar dazu geeignet, Antriebskräfte
auf die Räder einer Achse zu übertragen, während die nicht unmittelbar mit dem Ausgleichgehäuse
des zweiten Ausgleichgetriebes verbundene Antriebswelle des ersten Ausgleichgetriebes
dazu geeignet ist, mit einer Kardanwelle verbunden zu werden, mit welcher Antriebskräfte
auf die Räder einer zweiten Achse übertragen werden können.
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Die Ausgleichgetriebe der erfindungsgemäßen Ausgleichgetriebeanordnung
können in herkömmlicher Weise als Kegelrad-Ausgleichgetriebe ausgebildet sein. Eine
solche Ausbildung ist dann von Vorteil, wenn die Antriebswellen des ersten Ausgleichgetriebes
gleiche Momente iibertragen sollen. Die axiale Ausdehnung eines solchen Getriebes
kann
jedoch recht beträchtlich sein. Daher kann es zweckmäßig sein, daß wenigstens das
erste Ausgleichgetriebe als Stirnrad-Ausgleichgetriebe ausgebildet wird.
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Die erfindungsgemäße Ausgleichgetriebeanordnung bietet auch die Möglichkeit,
über eine angeschlossene Kardanwelle ein anderes Drehmoment zu übertragen als auf
das zweite Ausgleichgetriebe. Wird die Übertragung unterschiedlicher Drehmomente
gewünscht, kann das erste Ausgleichgetriebe ein Planetengetriebe sein und das Ausgleichgehäuse
des zweiten Ausgleichgetriebes mit dem Sonnenrad oder dem Hohlrad des Planetengetriebes
verbunden sein. Dabei kann das zweite Ausgleichgetriebe innerhalb des Hohlrades
des ersten Ausgleichgetriebes angeordnet sein, wodurch sich eine besonders gedrängte
Bauweise ergibt. Das vornehmlich unmittelbar für den Antrieb eines Räderpaares bestimmte
zweite Ausgleichgetriebe kann vorteilhaft stets als Kegelrad-Ausgleichgetriebe ausgebildet
sein.
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Wie bereits erwähnt, ist die erfindungsgemäße Ausgleichgetriebeanordnung
besonders fiir gelände gängige Kraftfahrzeuge geringer Größer bestimmt. Kleinere
Autos haben häufig aus Gründen der Platzersparnis einen Quermotor. Demgemäß ist
Gegenstand der Erfindung auch die Verwendung einer solchen Ausgleichgetriebeanordnung
in einem Kraftfahrzeug mit mindestens zwei angetriebenen Achsen und Quermotor in
solcher Weise, daß die Ausgleichgetriebeanordnung an der dem Motor benachbarten
Fahrzeugachse mit quer zum Fahrzeug gerichteter Hauptachse derart eingebaut ist,
daß an die Antriebsachsen des zweiten Ausgleichgetriebes die Radantriebswellen angeschlossen
sind und daß das erste
Ausgleichgetriebe mit der Abtriebswelle des
Motors oder eines dem Motor nachgeschalteten Untersetzungsgetriebes unmittelbar
oder durch ein Stirnradgeriebe in Antriebsverbindung steht. Die verschiedenen Varianten
bieten dann die Möglichkeit, auf die beiden angetriebenen Achsen das gleiche Drehmoment
oder aber unterschiedliche Drehmomente zu übertragen.
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Die Verwendung der Ausgleichsgetriebeanordnung erstreckt sich auch
auf solche Kraftfahrzeuge, bei denen zwischen die Antriebswelle des Motors bzw.
eines Untersetzungsgetriebes und das Tellerrad des ersten Ausgleichgetriebes ein
Verteilergetriebe geschaltet ist.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Die Fig. 1 bis 4 der Zeichnung
zeigen unterschiedliche Ausführungsformen von Ausgleichgetriebeanordnungen nach
der Erfindung in rein schematischer Darstellung. Bei anderen Ausfiihrungsformen
der Erfindung können die der Zeichnung und Beschreibung zu entnehmenden Merkmale
in beliebiger Kombination Anwendung finden.
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Bei der in Fig. 1 schematisch dargestellten Ausfiihrungsform einer
Ausgleichgetriebeanordnung nach der Erfindung befindet sich in einem ersten Gehäuseteil
1 ein erstes Ausgleichgetriebe 2 und in einem an das erste Gehäuse 1 angrenzenden
zweiten Gehäuseteil 3 ein zweites Ausgleichgetriebe 4. Beide Ausgleichgetriebe sind
als Kegelrad-Ausgleichgetriebe ausgebildet. In den Wandungen des erst Gehäuseteils
1 ist das Ausgleichgehäuse 5 des ersten Ausgleichgetriebe
2 drehbar
gelagert. Dieses Ausgleichgehäuse 5 ist an seinen Enden mit jeweils einem Stirnrad
6 bzw. 7 versehen. Mit diesen Stirnrädern stehen die Zahnräder 8 bzw. 9 eines Verteilergetriebes
in Eingriff, die mittels einer Schiebemuffe 10 mit der Antriebswelle 11 des Verteilergetriebes
drehfest verbindbar sind. Die Antriebswelle 11 des Verteilergetriebes ist parallel
zur Welle des Ausgleichgehäuses 5 im ersten Gehäuseteil 1 drehbar gelagert.
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Auch das in dem zweiten Gehäuseteil 3 angeordnete Ausgleichgetriebe
4 weist ein Ausgleichgehäuse 12 auf, das in den Wänden des zweiten Gehäuseteiles
3 drehbar gelagert ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Drehachsen der Ausgleichgehäuse
5 und 12 zueinander koaxial verlaufen und eine Hauptachse definieren. Dabei ist
das eine Antriebsrad 17 des ersten Ausgleichgetriebes 2 über eine Hohlwelle 14 unmittelbar
mit dem Ausgleichgehäuse 12 des zweiten Ausgleichgetriebes 4 verbunden. Die Hohlwelle
14 durchdringt den zwischen den beiden Gehäuseteilen 1 und 3 angeordneten Wandabschnitt
15 und ist in dem hohlen Wellenabschnitt 16 gelagert, mit dem das Ausgleichgehäuse
5 des ersten Ausgleichgetriebes 2 in diesem Wandabschnitt gelagert ist. Ein ähnlicher
hohler Wellenabschnitt 17 dient auch zur Lagerung des Ausgleichgehäuses 5 des ersten
Ausgleichgetriebes 2 in der dem Wandabschnitt 15 gegenüberliegenden Wand 15' des
ersten Gehäuses 1. Das zweite Antriebsrad 18 ist eben falls am Ende einer Hohlwelle
13 befestigt, welche die Wand 15' des ersten Gehäuses 1 innerhalb des Hohlwellenabschnittes
17 durchdringt und an ihrem äußeren Ende ein
Kegelrad 20 trägt,
mit dem das Kegelrad 21 einer Kardanwelle 22 in Eingriff steht. Mit den beiden Antriebsrädern
13 und 18 stehen in der bei Kegelrad-Ausgleichgetrieben üblichen Weise Ausgleichräder
23, 24 in Form von Kegelrädern in Eingriff, welche auf Ausgleichachsen gelagert
sind, die senkrecht zur Hauptachse des Ausgleichgetriebes im Ausgleichgehäuse 5
befestigt sind.
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In ähnlicher Weise befinden sich im Ausgleichgehäuse 12 des zweiten
Ausgleichgetriebes 4 zwei Antriebsräder 25, 26, die sich an den Enden von Antriebswellen
27, 28 befinden, welche die zur Lagerung der Ausgleichgehäuse 5 und 12 dienenden
Hohlwellenabschnitte 14, 16, 17, 19 und 29 durchsetzen. Auch hier stehen die Antriebsräder
25, 26 jeweils mit Ausgleichrädern 30, 31 in Eingriff, die auf Ausgleichachsen gelagert
sind, die ihrerseits zur Hauptachse senkrecht stehend im Ausgleichgehäuse 12 des
zweiten Ausgleichgetriebes 4 befestigt sind.
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Die dargestellten Ausgleichgetriebeanordnung kann in einem geländegängigen
Kraftfahrzeug mit quergestelltem Antriebsmotor und Allradantrieb in der Weise verwendet
werden, daß die Antriebswelle 11 des Verteilergetriebes mit der dazu parallelen
Welle des quergestellten Motors direkt oder unter Zwischenschaltung eines in Verlängerung
der Kurbelwelle des Motors angeordneten Wechselgetriebes in Antriebsverbindung stehen.
Dabei kann die Antriebswelle 11 des Verteilergetriebes mit der genannten Kurbel-
oder Getriehewelle unmittelbar oder auch über Stirnrbder verbunden sein
Je
nachdem, ob das Kraftfahrzeug mit einem Frontmotor oder einem Heckmotor ausgestattet
ist, ist das Getriebe derart angeordnet, daß die Räder der vorderen oder hinteren
Achse des Kraftfahrzeuges an die Antriebswellen 27, 28 des zweiten Ausgleichgetriebes
angeschlossen sind. Das erste Ausgleichgetriebe 2 bewirkt eine gleichmäßige Aufteilung
des vom Motor gelieferten Drehmomentes auf das zweite Ausgleichgetriebe 4 und die
Kardanwelle 22, welche zur anderen Achse des Kraftfahrzeuges führt.
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Ebenso wie die soeben beschriebene Ausführungsform bewirkt auch die
in Fig. 2 veranschaulichte Ausführungsform einer Getriebeanordnung eine gleichmäßige
Verteilung des Drehmomentes auf die Antriebswellen 27 und 28 des zweiten Ausgleichgetriebes
4. Ein Unterschied zur Ausfiihrungsform nach Fig. 1 besteht nur darin, daß das erste
Ausgleichgetriebe 102 nicht als Kegelradgetriebe, sondern als Stirnradgetriebe ausgebildet
ist. Dementsprechend sind die beiden Antriebsräder 113 und 118 als Stirnräder ausgebildet,
mit denen ebenfalls als Stirnräder ausgebildete Ausgleichräder 123, 124 in Eingriff
stehen, die außerdem auch miteinander kämmen. Das Ausgleichgehäuse 105 wird hier
im wesentlichen von einem Rad gebildet, von dem die die Ausgleichräder 123, 124
tragenden Achsen 32, 33 parallel zur Hauptachse der Ausgleichgetriebe abstehen.
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Da im iibrigen die Ausgleichgetriebeanordnung nach Fig. 2 mit der
Ausgleichgetriebeanordnung nach Fig. 1 übereinstimmt, wird insoweit auf die Beschreibung
der Ausführungsform nach Fig 1 verwiesen, und es sind die Übereinstimmen den Bauteile
der Getriebeanordnung nach Fig. 2 mit den
gleichen Bezugszeichen
versehen wie die entsprechenden Bauteile der Ausführungsform nach Fig. 1.
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Sollen vom Motor über das Verteilergetriebe an das zweite Ausgleichgetriebe
4 und die Kardanwelle 22 unterschiedliche Drehmomente übertragen werden, kann die
Getriebeanordnung nach Fig. 3 verwendet werden, bei der das erste Ausgleichgetriebe
als Planetenradgetriebe ausgebildet ist.
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Ähnlich wie bei der Getriebeanordnung nach Fig. 2 stehen hier die
Zahnräder 8 und 9 mit dem im einheitlichen Gehäuse 201 drehbar gelagerten Planetenradträger
206 in Eingriff, der die Punktion des Ausgleichgehäuses hat. Die von ihm getragenen
Planetenräder 223, 224 bilden die Ausgleichräder , welche mit dem Sonnenrad 218
und dem innen verzahnten Hohlrad 213 in Eingriff stehen. Das Ausgleich gehäuse 212
ist unmittelbar am Hohlrad 213 befestigt. Das von dem Hohlrad 213 auf das zweite
Ausgleichgetriebe 4 übertragene Drehmoment ist größer als das von dem im Durchmesser
kleineren Sonnenrad 218 über die Hohlwelle 19 und die Kegelräder 20, 21 auf die
Kardanwelle 22 übertragene Drehmoment.
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Bei Verwendung der Ausgleichgetriebeanordnung nach Fig. 3 bei einem
Kraftfahrzeug mit Frontmotor wird auf die Vorderachse des Kraftfahrzeuges über die
Antriebswellen 27, 28 ein größeres Drehmoment übertragen als auf die Hinterachse
mittels der Kardanwelle 22. Umgekehrt ist bei Verwendung dieser Getriebeanordnung
in einem Kraftfahrzeug mit Heckmotor der auf die Hinterachse übertragene Momentanteil
größer als der mittels der Kardanwelle 22' auf die
Vorderachse
übertragene Momentanteil. Wie auch schon in den Fig. 1 und 2 angedeutet, kann die
Getriebeanordnung wahlweise mit nach hinten oder vorn weisender Kardanwelle 22 bzw.
22' ausgeführt werden, je nachdem, ob sie für ein Kraftfahrzeug mit Front- oder
Heckmotor bestimmt ist.
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Soll die Momentverteilung umgekehrt sein, also der über die Kardanwelle
übertragene Drehmomentanteil größer als der mittels der Antriebswelle 27, 28 auf
die direkt angeschlossenen Räder übertragene Momentanteil, kann die Getriebeanordnung
nach Fig. 4 Anwendung finden. Auch hier findet wieder als erstes Ausgleichgetriebe
302 ein Planetenradgetriebe Verwendung, jedoch ist hier das Ausgleichgehause 312
des zweiten Ausgleichgetriebes 304 über einen Hohlwellenabschnitt 314 unmittelbar
mit dem Sonnenrad 318 des Planetenradgetriebes verbunden. Eine weitere Besonderheit
dieser Ausführungsform besteht darin, daß das innen verzahnte Hohlrad 313 das zweite
Ausgleichgetriebe 304 vollständig umgibt. Es trägt an einem zur Hauptachse senkrechten
Wandabschnitt einen kegelförmigen Zahnkranz 320, mit dem das Kegelrad 21 oder 21'
einer nach vorn oder hinten weisenden Kardanwelle 22 bzw. 22' in Eingriff steht.
Die Ausführungsform nach Fig. 4 zeichnet sich gegenüber den anderen Ausführungsformen
durch einen besonders einfachen Aufbau und eine besonders gedrängte Bauweise aus,
die nicht zuletzt darauf zurückzuführen ist, daß das Hohlrad 313 des Planetengetriebes
das zweite Ausgleichgetriebe gehäuse artig umgibt und dadurch ein erheblicher Aufwand
zum Schutz der Getriebeanordnung gegen äußere Einfliisse eingespart werden kann.
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Insgesamt ist festzustellen, daß durch die Erfindung eine Ausgleichgetriebeanordnung
geschaffen wird, bei der zwei Ausgleichgetriebe infolge ihrer koaxialen Anordnung
und der unmittelbaren mechanischen Verbindung von die Drehmomente übertragenden
Bauteilen eine äußerst gedrängte und in ihrem Aufbau einfache Baugruppe bilden.
Diese Getriebeanordnung kann in vielen Varianten hergestellt werden, um sie unterschiedlichsten
Verwendungszwecken anzupassen.
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Insbesondere für die Verwendung in kleinen Kraftfahrzeugen mit Allradantrieb
und quergestelltem Motor lassen sich die Getriebeanordnungen so ausbilden, daß unabhängig
von dem Einbau an der Vorder- oder Hinterachse die gewijnschte Drehmoment-Verteilung
auf die angetriebenen Achsen erzielt wird. Die wahlweise Verwendung von Kegelrad-
und Stirnrad-Ausgleichgetrieben lassen auch erhebliche Variationen in den Radial-
und Axialabmessungen zu, welche eine optimale Anpassung an den jeweiligen Verwendungszweck
gewährleisten.
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Nicht dargestellt und beschrieben sind ferner die Einrichtungen form-
und kraftschlüssiger Art zur Ausschaltung der Ausgleichswirkung der Differntiale
bei besonderen Fahrzuständen.