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Antriebsaggregat für ein allradgetriebenes Kraftfahrzeug
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Antriebsaggregat für ein allradgetriebenes
Kraftfahrzeug der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.
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Allradgetriebene Kraftfahrzeuge, d. h. Kraftfahrzeuge, bei denen nicht
nur die Räder der Hinterachse oder der Vorderachse, sondern die Räder beider Achsen
angetrieben werden, sind seit langem bekannt. Sie wurden bisher im wesentlichen
als geländegängige Fahrzeuge konzipiert, bei denen der Antrieb der Räder der einen
Achse bei normalen Straßenverhältnissen abgeschaltet wurde, um bei schnellerer Fahrt
Überbeanspruchungen des Antriebssystems, insbesondere durch Verzwängungen, zu vermeiden
und den Fahrkomfort zu verbessern.
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In jüngster Zeit werden jedoch auch allradgetriebene Personenkraftwagen
gefertigt, bei denen permanent -also auch bei höheren Geschwindigkeiten -alle vier
Fahrzeugräder angetrieben werden, wobei ein mit dem Schaltgetriebe in Verbindung
stehendes Mittel- oder Zwischendifferential (Verteilergetriebe) in Verbindung mit
dem Vorderachs- sowie dem Hinterachsdifferential auch in engen Kurven für einen
verzwängungsfreien Lauf der Räder sorgt. Diese Personenkraftwagen besitzen auch
bei ungünstigen Fahrbahnverhältnissen außergewöhnlich gute Fahreigenschaften.
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Bei diesen bekannten allradgetriebenen Personenkraftwagen ist der
Frontmotor längs eingebaut und das Schaltgetriebe - ebenfalls längsliegend -kurz
hinter der Vorderachse angeordnet. Es besitzt zwei parallel nebeneinander angeordnete,
durch Schaltkupplungen miteinander kuppelbare Getriebehaupt-
wellen, von denen die eine als Getriebeantriebswelle und die andere als hol-lle
Getriebeabtriebswelle di.ent. Das als Kegelrad-Ausgleichsgetriebe ausgebildete Zwischendifferential
ist mit seinem Ausgleichskorb am hinteren Ende der hohlen Getriebeabtriebswelle
befestigt, wobei am hinteren der beiden Kegelräder des Zwischendifferentials die
zum Hinterachs-Differential führende Antriebswelle und an dem vorderen der beiden
Kegelräder die zum Vorderachsdifferential führende Antriebswelle befestigt ist.
Die letztgenannte Antriebswelle verläuft dabei innerhalb der hohlen Getriebeabtriebswelle
nach vorn und tritt aus dieser am von Zwischendifferential abgewandten Ende aus.
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Bekannt ist auch bereits ein Antriebsaggregat für allradgetriebene
Kraftfahrzeuge mit quer zur Fahrzeuglängsachse eingebautem Fahrmotor und Getriebe
(z. 13. DE-OS 31 25 612) der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.
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Bei diesem bekannten Antriebsaggregat ist auch die zum Vorderachsantrieb
führende, innerhalb der hohlen Getriebeabtriebswelle gelagerte und aus dieser am
vom Zwlschendifferential abgewandten Ende austretende Antriebswelle als hohle Antriebswelle
ausgebildet, wobei an ihrem freien Ende ein Stirnrad befestigt ist, welches sich
mit einer korrespondierenden Stirnradverzahnung des Ausgleichskorbs des Vorderachs-Differentials
im Eingriff befindet.
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Die vom Mittel- oder Zwischendifferential zum Hinterachsantrieb führende
andere Antriebswelle ist innerhalb der zum Vorderachsantrieb führenden hohlen Antriebswelle
gelagert und tritt aus dieser am vom Zwischendifferential abgewandten Ende aus;
dabei sind die die Ausgleichsräder des Zwischendifferentials tragenden Zapfen auf
einem zylindrischen Ringteil gelagert, um der zum Hinterachsantrieb führenden Antriebswelle
den Durchtritt durch das Zwischendifferent.ial zu ermöglichen. Die drehmomentenmäßige
Verbindung zwischen dieser Antriebswelle und dem zum Hinterachsantrieb führenden
Winkeltrieb erfolgt unter Verwendung von Stirnrädern, von denen eines am freien
Ende der Antriebswelle befestigt ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebsaggregat
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art derart weiter zu verbessern,
daß zum einen der Teileaufwand verringert und zum andern eine kompaktere Bauform
erzielt wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
dr Patentanspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß werden also einerseits das Mittcl- oder Zwischendifferential
einenends und das Vorderachs-Differential anderenends der hohlen Getriebeabtriebswelle
angeordnet und andererseits das Zwischendifferential und der Winkeltrieb zum Hinterachsantrieb
räumlich dicht anein3ndergelagert 7 SO daß sich eine besonders kompakte, ra umsparende
Bauform ergibt und darübe3 hinaus die sonst erforderlichen Stirnverzahnungen zwischen
den beiden hntriebswellen des ZvJi.schendifferentials einerseits und Vorderachsdifferential
bzw.
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Winkeltrieb andererseits in Fortfall kommen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen angegeben.
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Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführueg beispiele wird
die Erfindung nachstehend näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigen Fig. 1 die schematische Darstellung eines
Antriebsaggregats für ein allradgetriebenes Kraftfahrzeug gemäß der Erfindung, wobei
lediglich die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Einzelheiten dargestellt
sind, und Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Details des in Fig. 1 dargestellten
Aggregats.
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Vom nur schematisch angedeuteten quer zur Fahrzeuglängsrichtung eingebauten
Motor/Getriebeblock des Antriebsaggregats 1 sind in Fig. 1 lediglich die quer zur
Fahrzeuglängsrichtung parallel nebeneinander verlaufenden Getriebehauptwellen, nämlich
die Getriebeantriebswelle 2 und die hohle Getriebeabtriebswelle 3 dargestellt, welche
über Stirnzal-3nräder 21, 31 mjte:inand!-ir in Verbindung stehen.
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An einem Ende der hohlen Getriebeabtriebswelle 3 ist das Gehäuse bzw.
der Ausgleichskorb 41 eines zum Ausgleich unterschiedlicher Wegdrehzahlen zwischen
dem
Vorder- und Hinterachsantrieb vorgesehenen Mittel- oder Zwischendifferential 4 (Verteilergetriebe)
befestigt, welches nach Art eines Negelrad-Ausgleichsgetriebes ausgebildet ist und
entsprechend zwei Kegelräder 42, 43 und mindestens zwei kegelförmige Ausgleichsräder
44 sowie entsprechend viele Lagerzapfen 45 für diese Ausgleichsräder besitzt.
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Das von der Getriebeabtriebswelle 3 gelieferte Antriebsmoment wird
über dic- beiden Kegelräder 42 und 43 auf zum Hinter- bzw. Vorderachsantrieb führende
Antriebswellen übertragen. Die mit dem Kegelrad 42 verbundene und zum ISinterachsantrieb
führende erste Antriebswelle 71 ist als kurzer Wellenstumpf ausgebildet, auf dem
ein Kegelrad 61 befestigt ist, das Teil eines zum Hinterachsantrieb führenden Winkeltriebs
6 ist. Am anderen Kegelrad 43 des Zwischendifferentials 4 ist eine hohle zweite
Antriebswelle 72 befestigt, welche innerhalb der hohlen Getriebeabtriebswelle 3
gelagert ist und an derem freien Ende - in Höhe des Endes der hohlen Getriebeabtriebswelle
3 - der Ausgleichskorb 51 eines ebenfalls als Kegelrad-Ausgleichsgetriebe ausgebildeten
Vorderachs-Differentials 5 befestigt ist. Einenends der hohlen Getriebeabtriebswelle
3 ist also das Zwischendifferential 4 und anderenends das Vorderachsdifferential
5 angeordnet.
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Entsprechend dem Zwischendifferential 4 besitzt auch das Vorderachs-Differential
5 in üblicher Weise zwei Kegelräder 52 und 53 sowie mindestens zwei kegelförmige
Ausgleichsräder 54, die auf entsprechenden Lagerzapfen 55 gelagert sind. An den
beiden Kegelrädern 52 und 53 sind jeweils formschlüssig Vorderachsantriebswellen
81 bzw. 82 befestigt. Während die mit dem außenseitigen Kegelrad 52 verbundene Vorderachsantriebswelle
82 unmittelbar aus dem Getriebeblock zwecks Anschluß einer üblichen Antriebshalbwelle
herausgeführt ist, ist die mit dem zwischendifferentialseitigen Kegelrad 53 verbundene
Vorderachsantriebswelle 81 innerhalb der hohlen zweiten Antriebswelle 72 gelagert
und verläuft durch diese sowie das Mittel- oder Zwischendifferential 4 hindurch
zur anderen Fahrzeugseite, wo es zwecks Anschluß einer zum Fahrzeugrad führenden
üblichen Antriebshalbwelle aus dem Motor/Getriebe-Gehäuse herausgeführt ist.
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Um den Durchtritt dieser Vorderachs-Antriebswelle 81 durch das Zwischendifferential
4 zu ermöglichen, sind die Lagerzapfen 45 der Ausgleichsräder 44 - wie bekannt -
auf einem zylindrischen Ringteil 46 gelagert.
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Der über eine Abtriebswelle 63 zum Hinterachsantrieb führende Winkeltrieb
6, der aus dem auf der Antriebswelle 71 befestigten Kegelrad b1 und einen damit
kämmenden Triebling 62 besteht, ist räumlich unmittelbar im Bereich des Mittel-
oder Zwischendifferentials 4 angeordr.et wodurch sich eine bcsonders kompakte, platzsparende
Bauform des Antriebsaggregates ergibt.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Anordnung derartig ausgebildet,
daß die Rotationsachse des Winkeltrieb-Trieblings 62 gerade in einer - fiktiven
-Vertikalebene liegt, die durch die Zapfen 45 der Ausgleichsräder 44 des Zwischendifferentials
4 gelegt ist. Grundsätzlich ist es natürlich durch entsprechende Bemessung der Kegelrad-
bzw. Trieblings-Durchmesser auch möglich, die Lage der Abtriebswelle 63 - in der
Zeichenebene - im konstruktiven Bedarfsfall weiter nach links oder nach rechts zu
verrieben.
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Im in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in Winkeltrieb-Triebling
62 stirnseitig eine kalottenartige Lagerpfanne 64 eingeformt und der Winkeltrieb-Triebling
62 axial so nahe an die Getriebeabtriehswelle 3 bzw. das Zwischendifferential 4
herangerückt, daß er sich über die Lagerpfanne 64 unmittelbar am Ausgleichskorb
41 des Zwischendifferentials 4, der zu diesem Zweck in diesem Bereich kugelig geformt
ist, abstützt, und zwar nicht nur in axialer Richtung.
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Diese bauliche Ausgestaltung erleichtert es, die Abtriebswelle 63
des Winkeltrieb-Trieblings 62, die im allgemeinen als kurzer Wellenstumpf ausgebildet
ist, an dem über ein Gelenk die nach hinten führende Kardanwelle angreift, auf kurzer
Basis zu lagern, d. h. den Abstand zwischen den nicht weiter bezifferten Schrägrollenlagern
verlgei.chsweise klein zu halten.
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Von Vorteil ist es wenn zumindest eine der beiden miteinander in Lagerkontakt
befindlichen Oberflächen der Lagerpfanne 64 bzw des Ausgleichs korbs 41 mit einer
besonders gleitfähigen Kunststoffbeschichtung versehen ist. Im allgemeinen werden
diese miteinander in Kontakt befindlichen Oberflächen jedoch durch die für die Schmierung
der übrigen Bauelemente sowieso sorhandenen Schmiermittel ausreicnend geschmiert
werden.
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Das erfindungsgemäße Antriebsaggregat zeichnet sich durch eine besonders
kompakte, raumsparende Bauweise aus, die darüber hinaus der. wesentlichen Vorteil
aufweist daß zur Übertragung des Drehmomenter von der Getriebeabtriebswelle
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zum Vorderachsantrieb bzw. zum Hinterachsantrieb vergleichsweise wenig verzahnte
Bauelemente benötigt werden, nämlich lediglich die beiden - im Vergleich zu Planetengetrieben
- baulich einfachen Kegelrad-Ausgleichsgetriebe des Vorderachs- bzw, Zwischendifferentials
5 bzw 4 und der Winkeltrieb 6. Zusätzliche stirnverzahnte Zahnräder wie bei der
Anordnung gemäß DE-OS 31 25 612 werden nicht benötigt.