DE3401628C2

DE3401628C2 - Antrieb für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3401628C2
Application number: DE3401628A
Authority: DE
Inventors: Noboru Sayama Saitama Ashikawa; Shunji Wako Saitama Sakuma
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1983-01-18
Filing date: 1984-01-18
Publication date: 1986-05-28
Also published as: FR2539358A1; GB2133360B; GB2133360A; AU2300383A; DE3401628A1; GB8400063D0; US4618021A; JPS59130737A; CA1218539A; FR2539358B1; AU545079B2; JPS6327217B2

Abstract

Antrieb für die Vorder- und Hinterräder von Kraftwagen, mit einem Motor, dessen Kurbelwelle (1) in der Breitenrichtung des Wagenkörpers angeordnet ist, einer Getriebeeinrichtung (3), die an dem Motorgehäuse auf einer Seite in Axialrichtung der Kurbelwelle gelagert ist, einer Kupplung (2), die zwischen dem Motor und dem Getriebe vorgesehen ist, einem ersten Differentialgetriebe (4), das mit dem Getriebe gekoppelt ist, einem zweiten Differentialgetriebe (6), das die eine Kraft von dem ersten Differentialgetriebe auf ein linkes und ein rechtes Vorder- oder Hinterrad überträgt, sowie einem dritten Differentialgetriebe, das die andere Kraft von dem ersten Differentialgetriebe auf ein linkes und ein rechtes Hinter- oder Vorderrad überträgt, wobei die Verbesserung darin besteht, daß das erste Differentialgetriebe (4) ein Planetengetriebe ist, das zweite Differentialgetriebe (5) ein Kegelgetriebe ist und das erste und das zweite Differentialgetriebe auf beiden Seiten einer der Kupplung entsprechenden Stellung auf der gleichen Achse (8) parallel zu der Kurbelwelle (1) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Ein Antrieb dieser Art ist in DE-OS 31 16 411 beschrieben und dargestellt.

Dieser bekannte Antrieb weist ein als Planetengetriebe ausgebildetes erstes Differentialgetriebe und ein als Kegelradgetriebe ausgebildetes zweites Differentialgetriebe auf, die beide auf der gleichen Seite der Kupplung angeordnet sind, d. h. hinter dem Motor. Außerdem sind die Planetenräder oder Ritzel des ersten Differentialgetriebes über einen Planetenradkäfig und ein Zylinderteil mit der Untersetzung verbunden. Die Untersetzung ist bezüglich der Kupplung entgegengesetzt der Seite angeordnet, an der das erste und zweite Differentialgetriebe angeordnet sind, und das Zylinderteil ersti ;ckt sich

ίο seitlich zur Kupplung. Durch das Zylinderteil und den Planetenradkäfig wird die Breite in Querrichtung des Antriebes zwangsweise erhöht, und durch die Anordnung des als Planetenradgetriebe ausgebildeten ersten Differentialgetriebes hinter dem Motor wird die Längserstreckung des Antriebes erhöht wodurch sich hohe Abmessungen insgesamt ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb der eingangs bezeichneten Art kompakt auszubilden, damit im Motorraum größerer Raum zur Unterbringung anderer Instrumente zur Verfugung steht bzw. der Motorraum selbst kleiner ausgebildet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden

Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist das erste und zweite Differentialgetriebe beiderseits einer Lage angeordnet die der Kupplung entspricht und zwar auf der gleichen Acase parallel zur Kurbelwelle, wobei das erste Differentialgetriebe unmittelbar neben der Untersetzung angeordnet werden kann, weil die Planetenräder direkt an der Untersetzung angelenkt sind. Durch diese Anordnung wird der Raum auf der Rückseite des Motors bzw. der Getriebeeinrichtung sehr wirksam ausgenutzt wobei hinter der einen großen Durchmesser ausfweisenden Kupplung nur sehr wenig Raum benötigt wird. Darüber hinaus ist der Abstand zwischen der Untersetzung and dem ersten Differentialgetriebe sehr kurz, wodurch die Abmessungen in Längsrichtung und Breitenrichtung des Antriebs sehr gering werden.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 2 ist deshalb vorteilhaft, weil der hinter dem Motor vorgesehene relativ kleine Raum zur Anordnung des als Kegelradgetriebe ausgebildeten zweiten Differentialgetriebes verwendet wird, das einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser besitzt während der Raum hinter der Getriebeeinrichtung zur Anordnung des ersten Differentialgetriebes verwendet wird, das vergleichsweise einen größeren Durchmesser, jedoch eine geringere axiale Breite besitzt. Hierdurch wird der zur Verfügung stehende Raum

so noch wesentlich besser ausgenutzt.

Die Ausbildung nach Anspruch 3 ermöglicht ebenfalls bei einfacherer Bauweise eine gute Raumausnutzung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Antrieb für ein Kraftfahrzeug in schematischer Darstellung;

Fig.2 die Getriebeeinrichtung des Antriebs im horizontalen Querschnitt;

Fig.3 einen vereinfachten Schnitt entlang der Linie III-lIIinFig.2.

Wie zunächst aus Fig. 1 ersichtlich, ist ein Motor E quer zur Längsrichtung des Fahrzeugkörpers angebracht, das heißt, eine Kurbelwelle 1 (siehe F i g. 2) ist in der Breitenrichtung des Fahrzeugkörpers angeordnet. Eine mit einer Kupplung 2 ausgerüstete Getriebeeinrichtung 7, ein Getriebe 3, ein erstes Differentialgetriebe 4 und ein zweites Differentialgetriebe 6 sind an einer

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Seite des Motors E, die dem der Kupplung 2 zugewandten Endabschnitt der Kurbelwelle 1 entspricht, derart gelagert, daß sie in Axialrichtung der Kurbelwelle t vorragen. Die Antriebskraft des Motors E wird über die Kupplung 2 und das Getriebe 3 auf das erste Different!- algetriebe 4 und von dem ersten Differentialgetriebe 4 auf das zweite Differentialgetriebe 6 übertragen. Die Antriebskraft von diesem zweiten Differentialgetriebe 6 wird auf ein Vorderrad 12 auf der rechten Seite übertragen über eine Antriebswelle 8, ein Universalgelenk 9, eine Antriebswelle 10 und ein zweites Universalgelenk 11 sowie auch auf ein Vorderrad 17 auf der linken Seite über eine Antriebswelle 13, ein Universalgelenk 14, eine Antriebswelle 15 und weiteres Universalgelenk 16. Die Antriebskraft des Motors ifwird von dem ersten Differentialgetriebe 4 über ein Universalgelenk 18 auch auf eine Kardanwelle 19 und von dieser über ein Universalgelenk 20, ein drittes Universalgelenk 21, eine der Antriebswellen 22, die mit dem dritten Differentialgetriebe 21 verbunden sind, ein Universalgelenk 23, eine Antriebswelle 24 und ein Universalgelenk 25 auf ein Hinterrad 26 auf der rechten Seite sowie auih über die andere Antriebswelle 27, ein Universalgelenk 28, eine Antriebswelle 29 und ein Universalgelenk 30 auf ein Hinterrad 31 auf der linken Seite übertragen. Auf diese Weise treibt der Motor Edie Vorderräder 12,17 und die Hinterräder 26,31 auf der rechten Seite und der linken Seite an.

F i g. 2, welche die Getriebeeinrichtung 7 im einzelnen darstellt, zeigt die Kupplung 2 in einem Kupplungsgehause 33, das mit dem Motorgehäuse 32 einteilig ist Die Kurbelwelle 1 ist mit der Eingangswelle 35 des Getriebes 3 verbunden, wenn die Kupplung 2 aufgrund der Außerbetriebsetzung eines Auslösearmes 34 tätig wird.

Wie auch aus F i g. 3 ersichtlich, ist das Getriebe 3 in einem Getriebegehäuse 36 angeordnet welches mit dem Kupplungsgehäuse 33 einteilig ist, und ist mit einem Hauptgetriebemechanismus 37 und einem Nebengetriebemechanismus 38 ausgerüstet Der Hauptgetriebemechani ..mus 37 umfaßt die oben erwähnte Eingangswelle 35, deren Achse mit der Achse der Kurbelwelle 1 übereinstimmt, eine Ausgangswelle 39 parallel zu der Eingangswelle 35 und Zahnradsätze 40 bis 45 für den ersten bis zum fünften Gang bzw. für den Rückwärtsgang, weiche zwischen die Eingangs- und Ausgangswellen 35, 39 zwischengeschaltet sind. Die Antriebskraft die von der Eingangswelle 35 über den gewählten Zahnradsatz dieser Zahnradsätze 40 bis 45 auf die Ausgangswelie 39 übertragen wird, wird von einem Abtriebsrad

46 abgegeben, das am dem Motor £ zugewandten Ende der Ausgangsweile 39 angeordnet ist.

Der Nei/engetriebemechanismus 38 umfaßt ein erstes Leerlaufrad 47 parallel zu der Eingangswelle 35, ein zweites Leerlaufrad 48, das zu dem ersten Leerlaufrad

47 axial ist, ein angetriebenes Rad 49, das auf der Ausgangswelle 39 an einer Stelle nahe dem Abtriebsrad 46 angeordnet ist, sowie ein Eingriff- und Eingrifflöserad 50, das dem zweiten Leerlaufrad 48 und dem angetriebenen Rad 40 gemeinsam ist.

Dieser Mechanismus wird für den Betrieb in niedrigem Gang unterhalb des ersten Ganges verwendet.

Die Getriebeeinrichtung 7 hat ein relativ großes Gewicht und ist außerdem freitragend an dem Kupplungsgehäuse 33 angebracht, welches mit dem Motorgehäuse 32 einteilig ist. Bei solch einem freitragenden Halterungsaufbau sollte der Großteil des Gewichts so nah wie möglich bei der Moiorseite angeordnet sein, um die Belastungen im Fahrbetrieb des Getriebegehäuses 36 und des Motorgehäuses 32 zu vermindern, und das Gesamtgewicht somit aufgrund schwächerer Ausführung des Motor- und Getriebegehäuses 32,36 zu vermindern.

Wenn außerdem das Abtriebsrad 46 und das angetriebene Rad 49, welche relativ große Gewichte aufweisen, in der Stellung nahe dem Ende der Ausgangswelle 39 nahe dem Motor E angeordnet sind, kann dementsprechend der Nebengetriebemechanismus 38 nahe dem Motor E angeordnet und die Gewichtsverteilung von der Getriebeeinrichtung 7 zu dem Motor ifhin verschoben werden. Auch auf diese Weise ist es möglich, das Getriebegehäuse 36 und das Motorgehäuse 32 mit vergleichsweise geringer Dicke auszubilden, um die von diesen Gehäusen geforderte Steifigkeit zu vermindern, und schließlich das Gesamtgewicht des Motors einschließlich der Getriebeeinrichtung 7 zu vermindern.

Das Abtriebsrad 46 kämmt mit einem Untersetzungsrad 53, welches um die Antriebswelle 8 parallel zur Ausgangswelle 39 hinten am Getriebe 3 drehbar ist. Das Abtriebs- und das Untersetzurigsr.<J 46,53 sind schrägverzahnte Räder. Vier Planetenräder 54 sind auf einem Teilkreis verteilt drehbar im Untersetzungsrad 53 gelagert, und diese Planetenräder 54 kämmen mit dem Innenzahnkranz 56 eines Ringrades 55 bzw. mit einem Sonnenrad 57, wodurch das erste Differentialgetriebe 4 gebildet wird. Das Sonnenrad 57 ist einteilig mit einem inneren Zylinder 58 ausgestattet der den äußeren Umfang der Antriebswelle 8 umschließt während das Ringrad 55 einteilig mit einem äußeren Zylinder angeordnet ist, der den äußeren Umfang des inneren Zylinders 58 umschließt

Das Ringrad 55 kämmt über einen schrägverzahnten Außenzahnkranz 60 mit einem Rad 61, welches ebenfalls schrägverzahnt ist. Das Rad 61 ist einteilig mit einer Rotationswelle 62 ausgeführt, welche parallel zur Antriebswelle 8 verläuft Ein Kegelrad 63 ist ebenfalls einteilig mit dieser Rotationswelle 62 ausgeführt Dieses Kegelrad 63 kämmt mit einem anderen Kegcjrad 52, welches einteilig mit einer Rotationswelle 64 ausgestaltet ist, die unter rechtem Winkel zu der Rotationswelle 62 erstreckt Diese Rotationswelle 64 ist mit der Kardanwelle 19 über das Universalgelenk 18 verbunden. Dementsprechend wird die Richtung der Antriebskraft von dem ersten Differentialgetriebe über das Rad 61 und die Kegelräder 63,52 um einen rechten Winkel zur Kurbelwelle 1 verändert und auf die Kardanwelle 19 übertragen.

Der Kämmzustand zwischen dem Abtriebsrad 46, dem Untersetzungsrad 53, dem Außenzahnkranz 60 des Ringrades 55 und dem Rad 61, welche die schrägverzahnten Räder sind, wird anhand von F i g. 3 erläutert Der Kämmabschnitt zwischen dem Außenzahnkranz 60 des vjngrades 55 und dem Rad 61 liegt dem Motor E näher als die Achse der Antriebswelle 8, so daß der Mittenwinkel, der !wischen dem Kämmabschnitt 66 des Abtriebrades 46 mit dem Untersetzungsrad 53 und dem oben beschriebenen Kämmabschnitt 65 gebildet wird, minimiert werden kann, vorzugsweise unterhalb 90°. Da — anders ausgedrückt — eine Schubkraft auf den Kämmabschnitt der schrägverzahnten Räder wirkt, wirken einander entgegengesetzte Kräfte auf beide Kämmabschnitte 65,66 entlang der Achse der Antriebswelle 8, wenn das Abtriebsrad 46 und das Rad 61 auf bezüglich der Antriebswelle 8 einander entgegengesetzen Seiten angeordnet sind, wodurch ein Biegemoment auf die Antriebswelle 8 wirkt. In diesem Fall muß die Festigkeit der Antriebswelle 8 sowie die Festigkeit von Lagern 67,68, welche die Antriebswelle 8 laeern. erhöht

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werden. Da aber beide Kämmabschnitt 65,66 nahe einander angeordnet sind, wie oben beschrieben, heben sich die Schubkräfte, die an den Kämmabschnitten 65, 66 auftreten, einander auf, und das auf die Antriebswelle 8 wirkende Biegemoment kann vermindert werden. Folglich braucht die Festigkeit der Antriebswelle 8 und der Lager 67,68 nicht erhöht zu werden. Dies ist vorteilhaft für die Konstruktionsfestigkeit.

Da der Kämmabschnitt 65 zu dem Motor E hin verschoben ist, kann hinter der Getriebeeinrichtung 7 genügend Raum erlangt werden, das heißt, zwischen der Getriebeeinrichtung 7 und einem Armaturenbrett, das durch die doppelpunktstrichlierte Linie wiedergegeben ist, wie deutlich in Fig.3 zu erkennen. Dieser Raum kann zum Anordnen eines Lenkmechanismus 70, eines Führungsträgers (lead beam) 71 und dgl. verwendet werden. Auf diese Weise kann die Kabine des Fahrzeugs auch erweitert werden.

Das zweite Differentialgetriebe 6 besiüi die gleiche Achse wie das erste Differentialgetriebe 4 und ist derart angeordnet, daß das Kupplungsgehäuse 33 zwischen den beiden Differentialgetrieben 4,6 liegt. In dem zweiten Differentialgetriebe 6 sind die Antriebswellen 8,13 innerhalb des Getriebekastens 72 so angeordnet, daß sie zueinander hinweisen, wobei sie die gleiche Achse besitzen. Eine Lagerwelle 73, die die Antriebswellen 8, 13 unter rechtem Winkel kreuzt, ist an dem Getriebekasten 72 zwischen beiden Antriebswellen 8, 13 angeordnet und trägt Kegelräder 74, 75. Der Getriebekasten 72 ist starr an dem inneren Zylinder 58 des ersten Differentialgetriebes 4 befestigt. Die Antriebswellen 8, 13 durchdringen den Getriebekasten drehbar, und Kegelräder 76, 77, die mit den oben beschriebenen Kegelrädern 74, 75 kämmen, sind jeweils an den Endabschnitten dieser Antriebswellen 8,13 befestigt.

Wie oben beschrieben, sind das erste Differentialgejpio^e a 2UjTi Antreibst! des Vorder- und }-iinti»rraHantriebssystem und das zweite Differentialgetriebe 6 zum Antreiben der Vorderräder über die Antriebswelle 8 auf der gleichen Achse angeordnet. Das erste Differentialgetriebe 4 ist ein Planetengetriebe, wobei das zweite Differentialgetriebe 6 ein Kegelradgetriebe ist. Dies macht den Gesamtaufbau kompakt. Anders ausgedrückt kann der Durchmesser des ersten Differentialgetriebes 4 relativ groß gemacht werden, da es außerhalb der Kurbelwelle 1 des Motors E angeordnet ist Da es ein Planetengetriebe ist, welches einen relativ großen Raum in Radialrichtung besetzt, aber nur einen begrenzten Raum in Axialrichtung benötigt trägt es zur Verminderung der Breite der Getriebeeinrichtung 7 in Axialrichtung der Kurbelwelle 1 bei. Aufgrund seiner Anordnung ist das zweite Differentialgetriebe 6 hinter dem Motor fangeordnet, und folglich kann sein Durchmesser nicht leicht erhöht werden. Es kann jedoch seine Breite vergrößert werden, und folglich ist eine relativ große Breite in Axiairichtung erforderlich; da aber das Differentialgetriebe 6 ein Klegelgetriebe mit relativ kleinem Durchmesser ist, kann die Größe des Oberstandes der Getriebeeinrichtung 7 zu der Rückseite des Motors E vermindert werden. Folglich ist die Getriebeeinrichtung 7 als Ganzes kompakt Außerdem ist jedes Planetenrad 54 des ersten Differentialgetriebes 4 direkt und sowohl um seine eigene Achse als auch um die Achse des Sonnenrades 57 drehbar im Untersetzungsrad 53 gelagert Der Abstand zwischen dem zweiter, Differer.- es tialgetriebe 6 und dem Untersetzungsrad 50 kann vermindert werden. Dies trägi: auch zur Verminderung der Größe der Getriebeeinrichtung 7 bei.

Das dritte Differentialgetriebe 21 (siehe F i g. I) ist ein Kegelradgetriebe von gleicher Konstruktion wie das zweite Differentialgetriebe 6.

Als nächstes wird die Arbeitsweise dieser Ausführungsform kurz erläutert. Die Antriebskraft des Motors £ wird von der Kurbelwelle 1 über die Kupplung 2 auf die Eingangswelle 35 des Getriebes dann entweder über den Zahnradsatz einer der Getriebestufen des Hauptgetriebemechanismus 37 oder über den Nebengetriebemechanismus 38 auf die Ausgangswelle 39 und von dieser über das Abtriebsrad 46 auf das Untersetzungsrad 53 übertragen. Die Antriebskraft wird durch das erste Differentialgetriebe 4 aufgeteilt auf das Sonnenrad 57 und das Ringrad 55. Die auf das Sonnenrad 57 übertragene Antriebskraft wird über das zweite Differentialgetriebe 6 auf das rechte und das linke Vorderrad 12, 17 übertragen. Die auf das Ringrad 55 übertragene Antriebskraft wird über das Rad 61, die Kegelräder 63,52, das Universalgelenk 58, die Kardanwelle 19 und dss dritte Differentialgetriebe 21 auf das rechte und das linke Hinterrad 20,31 übertragen.

Übrigens kann der Nebengetriebemechanismus 38 durch Vorsehen geeigneter Zahnräder statt Niedriggeschwindigkeit für den ersten Gang und darunter, wie oben beschrieben, für Hochgeschwindigkeit der fünften oder höherer Gangstufen ausgelegt sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

34 Ol 628 Patentansprüche:

1. Antrieb für Vorder- und Hinterräder von Kraftfahrzeugen, mit einem Motor, dessen Kurbelwelle in Breitenrichtung des Fahrzeugkörpers angeordnet ist,

einer Getriebeeinrichtung, die am Motorgehäuse an einer Seite axial zur Kurbelwelle gelagert ist,
einer Kupplung zwischen Motor und Getriebeeinrichtung,

einem als Planetengetriebe ausgebildeten ersten Differentialgetriebe, das mit der Getriebeeinrichtung über eine Untersetzung gekoppelt ist,
einem als Kegelradgetriebe ausgebildeten zweiten Differentialgetriebe, das eine Abtriebs-Größe des ersten Differentialgetriebes auf linkes und rechtes Vorder- oder Hinterrad überträgt, und
einem dritten Differentialgetriebe, das die andere Abtriebs-üröße des ersten Differentialgetriebes auf Hnkes oder rechtes Hinter- bzw. Vorderrad überträgt,

dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Differentialgetriebe (4) neben der Obersetzung (53) angeordnet ist und ein Sonnenrad (57), ein Ringrad (55) und mehrere Planetenräder (54) in Eingriff mit Sonnenradr(57) und Ringrad (55) aufweist,

daß die Planetenräder (54) direkt an der Untersetzung (53) angelenkt sind,

daß erstes v.nd zweites Differentialgetriebe auf der gleichen zur Kurbelwelle (1) parallelen Achse beiderseits einer Lage angeordnet sind, die der der Kupplung (2) entspricht, und

daß Sonnenrad (57) und RingraJ (55) jeweils einzeln mit einem der Antriebswege für Vorder- bzw. Hinterrädergekoppelt sind.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Differentialgetriebe (4) und die Untersetzung (53) hinter der Getriebeeinrichtung (3) und das zweite Differentialgetriebe (6) hinter dem Motor (E) angeordnet sind.

3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem einen zu rechtem und linkem Hinterrad führenden Antriebsweg vorgesehen sind,

eine Rotationswelle (62) parallel zur Antriebswelle (8) auf der das erste Differentialgetriebe (4) angeordnet ist,
ein mit dem Ringrad (55) kämmendes Zahnrad

(61) auf der Rotationswelle (62),

ein Kegelrad (63), das auf der Rotationswelle

(62) räumlich nahe dem zweiten Differentialgetriebe (6) angeordnet ist, und

ein mit dem Kegelrad (63) kämmendes weiteres Kegelrad (52) auf einer weiteren Rotationswelle (64), die sich unter rechtem Winkel zur ersteren Rotationswelle (62) erstreckt.