DE3418557A1

DE3418557A1 - Laengs in ein kraftfahrzeug einbaubares antriebsaggregat

Info

Publication number: DE3418557A1
Application number: DE19843418557
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr.-Ing. 8071 Stammham Naumann
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1984-05-18
Filing date: 1984-05-18
Publication date: 1985-11-21
Also published as: DE3418557C2

Description

Längs in ein Kraftfahrzeug einbaubares Antriebsaggregat
Die Erfindung betrifft ein längs in ein Kraftfahrzeug einbaubares Antriebsaggregat zum Antrieb der Vorder-und der Hinterräder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bei längs im Kraftfahrzeug einbaubaren Antriebsaggregaten mit Geschwindigkeits-Wechselgetriebe und Antrieb der Hinterräder sind zumeist die Antriebswelle und die Abtriebswelle des Getriebes koaxial ausgerichtet, um eine räumlich günstige Anordnung des Antriebsaggregates im Kraftfahrzeug zu erzielen. Dadurch ergibt sich zusätzlich der Vorteil, daB in einer Ubersetzungsstufe, zumeist in der höchsten, ein starrer Durchtrieb schaltbar ist, bei dem in hinsichtlich des Getriebe-Wirkungsgrades günstiger Weise der Kraftfluß ohne Zahnradübertragung von der Antriebswelle zur Abtriebswelle verläuft.
Sollen bei einem derartigen Antriebsaggregat zu den Hinterrädern auch noch die Vorderräder angetrieben werden, selbstverständlich über die dazu üblichen Differentialgetriebe, so wurde bisher ein sogenanntes Verteilergetriebe nachgeschaltet, welches den KraftfluB von der Abtriebswelle des Getriebes auf die Hinterräder und auf die Vorderräder verzweigt.
Abgesehen von den nicht unbeträchtlichen Kosten ergeben sich bei Personenkraftwagen insbesondere Probleme hinsichtlich des Einbauraumes für ein derartiges zusätzliches Verteilergetriebe. Dabei ist zu berücksichtigen, daß der unmittelbar oberhalb des Verteilergetriebes verlaufende Wagenboden mit Hinblick auf einen möglichst glattflächigen Fußraum und der Sitzanordnungen nicht beliebig einziehbar ist und andererseits die Bodenfreiheit des Kraftfahrzeuges nicht beeinträchtigt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Antriebsaggregat zu schaffen, welches kostengünstig und wenig aufwendig ist, welches günstig in ein Kraftfahrzeug einbaubar ist und welches gegebenenfalls mit geringen Anderungen für den Antrieb der Vorderräder und der Hinterräder oder nur für den Antrieb der Rinterräder ausgebildet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Es wird somit vorgeschlagen, die Abtriebswelle für die Vorderräder durch die Vorgelegewelle des Getriebes anzutreiben, wobei durch die erfindungsgemäße Anordnung des Festzahnrades auf der Abtriebswelle für die Hinterräder sichergestellt ist, daß die Vorgelegewelle stets in einem konstantem Verhältnis zur Fahrzeuggeschwindigkeit dreht. Der für ein Verteilergetriebe erforderliche Aufwand kann zum Teil entfallen; zusätzlich wird der für die erfindungsgemäße Antriebsanordnung erforderliche Einbauraum wesentlich verringert. Vorteilhaft ist weiterhin, daß durch die vorgeschlagenen Merkmale zwar ein konstruktiv anderer Aufbau des Wechselgetriebes, jedoch kein zusätzlicher Aufwand oder Bauraum erforderlich wird. Da sich aufgrund der Verschiebung des die Vorgelegewelle antreibenden Festrades von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle als zwingendes Erfordernis auf der Antriebswelle nur noch schaltbare Losräder ergeben, wird nebenbei noch erzielt, daß das bei den gattungsgemäßen Wechselgetrieben gegebenenfalls auftretende Leerlaufraseln beseitigt ist, weil bei im Leerlauf und bei stehendem Fahrzeug drehender Antriebswelle sämtliche Zahnräder der Ubersetzungsstufen still stehen.
Eine hinsichtlich des Einbauraumes besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist den Merkmalen des Patentanspruches 3 entnehmbar, wodurch die Anzapfstelle für den Antrieb der Vorderräder weitestmöglichst nach vorne rückt, so daß gegebenenfalls diese Anzapfstelle bereits vor der Spritzwand des Kraftfahrzeuges und somit vor dem Wagenboden liegt, so daß sich wesentlich günstigere Einbauverhältnisse einstellen. Im übrigen kann durch die Heranziehung unmittelbar eines Gangrades, welches dann mit dem eine Übersetzungsstufe bildenden Loszahnrad und mit dem Zahnrad auf der Abtriebswelle für die Vorderräder in Eingriff ist, in kostengünstiger Weise ein Zahnrad sowie der dafür erforderliche Bauraum im Getriebe eingespart werden.
Durch die Merkmale des Patentanspruches 4 kann in einfacher Weise das Antriebsaggregat für den Antrieb der Vorderräder und der Hinterräder oder nur der Hinterräder ausgebildet werden. Sofern nur ein Antrieb der Hinterräder geplant ist, kann in einfacher Weise die entsprechende Öffnung am Getriebegehäuse durch einen Blindflansch verschlossen werden. Andere konstruktive Änderungen sind dadurch am Wechselgetriebe nicht erforderlich, was insbesondere Vorteile bei der Fertigungssteuerung erbringt.
Weitere zweckmäßige Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 5 bis 7 angeführt, welche insbesondere zur Montageerleichterung und zur verbesserten Anpassung an gegebene Einbauverhältnisse dienen.
Mit den Merkmalen des Patentanspruches 8 schließlich kann an die Ubersetzungsstufen des Wechselgetriebes anschließend ein Zwischendifferential in baulich kompakter Bauweise integriert werden.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden näher beschrieben. Die schematische Zeichnung zeigt in Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Antriebsaggregates, Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch das in Fig. 1 gezeigte Antriebsaggregat und Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt eines Antriebsaggregates mit integriertem Zwischendifferential.
Das Antriebsmoment einer als Antriebsquelle dienenden Brennkraftmaschine 2 wird über eine nicht näher dargestellte Trennkupplung 4 auf eine Antriebswelle 6 eines Zahnräder-Wechselgetriebes 8 übertragen. Im Wechselgetriebe 8 ist koaxial zur Antriebswelle 6 eine Abtriebswelle 10 gelagert, welche über eine Kardanwelle 12 und ein hinteres Differential 14 die nicht dargestellten Hinterräder des Kraftfahrzeuges antreibt.
Auf der Antriebswelle 6 sind vier sogenannte Loszahnräder 16, 18, 20, 22 angeordnet, die über nicht näher dargestellte Synchronkupplungen 24, 26 mit der Antriebswelle 6 drehfest kuppelbar sind. Mit der Synchronkupplung 26 kann zusätzlich ein starrer Durchtrieb geschaltet werden, d. h., daß die drehfest auf der Antriebswelle sitzende Synchronkupplung 26 mit einer auf der Antriebswelle 10 befindlichen Schaltverzahnung 28 in Eingriff bringbar ist. Die Zahnräder 16, 20, 22 sind mit Festzahnrädern 30, 32, 34 auf einer Vorgelegewelle 36 in ständigem Eingriff, so daß durch Ankuppeln eines der Zahnräder 16, 20, 22 an die Antriebswelle 6 jeweils eine Übersetzungsstufe geschaltet ist. Es sei noch erwähnt, daß das mit der Synchronkupplung 24 starr verbundene Zahnrad 18 in Verbindung mit dem auf der Vorgelegewelle 36 befindlichem Festzahnrad 38 und einem hier nicht dargestellten Umkehrzahnrad eine Rückwärtsgangstufe bildet.
Auf der Abtriebswelle 10 ist ein Festzahnrad 40 angeordnet, welches mit einem Festzahnrad 42 auf der Vorgelegewelle 36 ständig kämmt.
Das mit dem Loszahnrad 16 eine erste Ubersetzungsstufe bildende Festzahnrad 30 auf der Vorgelegewelle 36 ist weiterhin mit einem Zahnrad 44 in Eingriff, welches drehbar auf einer Abtriebswelle 46 für die nicht dargestellten Vorderräder des Kraftfahrzeuges gelagert ist. Das Zahnrad 44 kann mittels einer Schaltkupplung 48 mit der Abtriebswelle 46 drehfest gekuppelt werden.
Die Abtriebswelle 46 trägt ein Antriebsritzel 50 für das vordere Differential 52 des Kraftfahrzeuges. Das Differential 52 und die Abtriebswelle 46 bzw. das Zahnrad 44 sind in einem eine Montageeinheit darstellenden Gehäuse 54 aufgenommen bzw. gelagert und mittels mehrerer Schrauben 56 seitlich an das Gehäuse 58 des Wechselgetriebes 8 angeschraubt. Der Zahneingriff zwischen den Zahnrädern 44, 30 ist sichergestellt, in dem das Zahnrad 40 durch Öffnungen 60, 62 in den Gehäusen 54, 58 hindurchragt. Die Abtriebswelle 46 ist geschränkt zur Vorgelegewelle 36 angeordnet (vgl. Fig. 1); d. h., daß diese in der Seitenansicht gesehen nach vorne dem vorderen Differential 52 zu ansteigt.
Wie aus der Zeichnung Fig. 2 ersichtlich ist, kann die Abtriebswelle 46 dann besonders kurz ausgeführt sein, wenn zu derem Antrieb die der Brennkraftmaschine 2 am nächsten liegende Ubersetzungsstufe bzw.
das Festzahnrad 30 benutzt wird. Trotzdem kann es gegebenenfalls auch vorteilhaft sein, eines der anderen auf der Vorgelegewelle befindlichen Festzahnräder für den Antrieb der Abtriebswelle 46 vorzusehen, z. B. das Festzahnrad 42.
Bei dem in der Fig. 3 dargestellten Antriebsaggregat sind wiederum eine Antriebswelle 66, eine Abtriebswelle 68 und eine Vorgelegewelle 70 vorgesehen. Auf der Antriebswelle 66 gelagerte Loszahnräder 72, 74, 76 sind mit Festzahnrädern 78, 80, 82 auf der Vorgelegewelle 70 mittels Synchronschaltkupplungen 84, 86 schaltbar. Mit der Synchronkupplung 86 ist ferner ein Durchtrieb von der Antriebswelle 66 auf die Abtriebswelle 68 schaltbar, der jedoch über ein in das Wechselgetriebe 88 integriertes Kegelrad-Zwischenachsdifferential 90 erfolgt. Dabei kämmt ein mit dem Ausgleichsgehäuse 92 des Differentiales 90 verbundenes Festzahnrad 94 mit einem entsprechendem Festzahnrad 96 auf der Vorgelegewelle 70.
Die Abtriebswelle 68 ist drehfest mit dem einen Antriebsritzel 98 des Differentiales 90 verbunden, während das andere Antriebsritzel 100 über einen Stirnradtrieb 102, der aus den Zahnrädern 104, 106 gebildet ist, eine die Vorgelegewelle 70 durchdringende Welle 108 antreibt.
Die Welle 108 trägt ein der Brennkraftmaschine 2 am nächsten liegendes Zahnrad 110, welches mit dem Zahnrad 44 auf der Abtriebswelle 46 für den Antrieb der Vorderräder des Kraftfahrzeuges in Eingriff ist.
Die Antriebsritzel 98, 100 des Differentiales 90 sind in bekannter Weise über Planetenräder 112 miteinander verbunden, welche Planetenräder im Ausgleichsgehäuse 92 gelagert sind. Auf dem Wellenabschnitt 114 zwischen dem Antriebsritzel 100 und dem Zahnrad 106 ist eine weitere Schaltkupplung 116 verdrehfest jedoch axial verschiebbar aufgenommen, welche mit einer Kupplungsverzahnung 118 am Ausgleichgehäuse 92 kuppelbar ist. Die Schaltkupplung 116 ermöglicht sowohl eine Sperre des Differential 90 und somit einen starren Durchtrieb von der Antriebswelle 66 zur Abtriebswelle 68 und schafft zudem die Möglichkeit, gegebenenfalls den Antrieb der Vorderräder durch Betätigen der Schaltkupplung 48 abzuschalten.

Claims

Patentansprüche 1. Längs in ein Kraftfahrzeug einbaubares Antriebsaggregat zum Antrieb der Vorder- und der Hinterräder, mit einem Zahnräder-Wechselgetriebe mit einer von einer Antriebsquelle angetriebenen Antriebswelle, einer koaxial dazu angeordneten Abtriebswelle für die Hinterräder und einer Vorgelegewelle, wobei zum Schalten mehrerer Ubersetzungsstufen ein Festzahnrad ständig mit einem Festzahnrad auf der Vorgelegewelle kämmt und mehrere Festzahnräder mit schaltbaren Loszahnrädern kraftschlüssig verbindbar sind und in einer Ubersetzungsstufe durch Zusammenkuppeln der An- und der Abtriebswelle ein Durchtrieb zu den Hinterrädern erfolgt, sowie mit einer Abtriebswelle für die Vorderräder, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß a) das mit dem Festzahnrad (42; 96) der Vorgelegewelle (36; 70) in Eingriff befindliche Festzahnrad (40; 94) in ständigem KraftfluB mit der Abtriebswelle (10; 68) für die Hinterräder liegt und b) ein Festzahnrad (30; 96) auf der Vorgelegewelle (36; 70) mittelbar (über eine Welle 108) oder unmittelbar über ein Zahnrad (44) die Abtriebswelle (46) für die Vorderräder antreibt.
2. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das mit der Vorgelegewelle (36) in Eingriff befindliche Festzahnrad (40) unmittelbar auf der Abtriebswelle (10) für die Hinterräder angeordnet ist.
3. Antriebsaggregat nach den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das die Abtriebswelle (46) für die Vorderräder antreibende Festzahnrad (30) unmittelbar ein Zahnrad der der Antriebsquelle am nächsten liegenden Übersetzungsstufe (Loszahnrad 16, Festzahnrad 30) ist.
4. Antriebsaggregat nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (58) des Wechselgetriebes (8) und ein die Abtriebswelle (46) für die Vorderräder umgebendes Gehäuse (54) getrennt ausgebildet und miteinander lösbar verbunden sind, wobei der Zahneingriff zwischen den Zahnrädern (30, 44) der Vorgelegewelle (36) und der Abtriebswelle (46) durch in den Gehäusen (54, 58) ausgebildete Öffnungen (60, 62) erfolgt.
5. Antriebsaggregat nach den Ansprüchen 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (54) für die Abtriebswelle (46) mit einem Gehäuse eines Differentialgetriebes (52) zu einem einheitlichen Gehäuse (54) vereint ist.
6. Antriebsaggregat nach den vorhergehenden Ansprüchen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Abtriebswelle (46) für die Vorderräder geschränkt zur Vorgelegewelle (36) nach vorne oben ansteigend angeordnet ist.
7. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das auf der Abtriebswelle (46) für die Vorderräder angeordnete Zahnrad (44) ein schaltbares Loszahnrad ist.
8. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, g e k e n nz e i c h n e t d u r c h die folgenden Merkmale: a) das im Kraftfluß mit der Abtriebswelle (66) für die Hinterräder liegende Festzahnrad (94) ist mit dem Ausgleichsgehäuse (92) eines Kegelrad-Zwischenachsdifferentiales (90) gekoppelt, b) die Abtriebswelle (68) ist mit dem einen Antriebsritzel (98) des Differentialel (90) verbunden, c) das andere Antriebsritzel (100) ist über einen Stirnradtrieb (102) mit einer die Vorgelegewelle (70) durchdringenden Welle (108) verbunden, d) die Welle (108) ist über ein der Antriebsquelle am nächsten liegendes Zahnrad (110) mit dem Zahnrad (44) auf der Abtriebswelle (46) für die Vorderräder trieblich verbunden.