DE3630348C2 - Dreiteilige Antriebswellenanordnung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine dreiteilige Antriebswellenanordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, und insbesondere auf eine derartige Antriebswellenanordnung, der drei Kardangelenke und ein Gleichlauf-Universalgelenk eingegliedert sind und die in bezug auf ihre ruhige Laufeigenschaften besonders bemerkenswert ist.

Es ist lange Zeit üblich gewesen, als Antriebswellenanordnung für ein Kraftfahrzeug eine einteilige Antriebswelle zu verwenden, die an ihrem vorderen Ende durch ein erstes Kardangelenk mit der Antriebswelle des Getriebes und an ihrem rückwärtigen Ende durch ein zweites Kardangelenk mit der Eingangswelle des Differentials des Fahrzeugs gekoppelt ist. Ferner ist es bekannt, eine zweiteilige Antriebswellenanordnung zu verwenden, die aus zwei miteinander durch ein zweites Kardangelenk gekoppelten Antriebswellenteilen besteht und an ihrem vorderen Ende über ein erstes Kardangelenk mit der Abtriebswelle des Getriebes und an ihrem rückwärtigen Ende über ein drittes Kardangelenk mit der Eingangswelle des Differentials verbunden ist. Diese Art einer zweiteiligen Antriebswellenanordnung wurde eingeführt, um die Vibrationen und demzufolge den Geräuschpegel während eines Betriebs mit hoher Geschwindigkeit zu vermindern.

In jüngerer Zeit wurden sogenannte Fulltime-Vierradantriebsfahrzeuge entwickelt, die mit einem Zentraldifferential zur Aufteilung der Kraft zwischen die Vorder- und Hinterräder des Fahrzeugs ausgestattet sind. Ein derartiges Zentraldifferential ist in typischer Weise mit einem wahlweise betätigbaren Sperrmechanismus versehen, um es nach dem Willen des Fahrers an einer Differentialwirkung zu hindern. Ferner sind auch Fahrzeuge mit Vierradantrieb bekannt, die wahlweise auf einen Zweirad- oder Vierradantrieb umgeschaltet werden können. Diese beiden Arten von Fahrzeugen können in typischer Weise einen querliegenden Motor aufweisen, dessen Kurbelwelle und Drehleistungsachse sich quer zur Längsachse des Fahrzeugs erstrecken. Bei einem Fahrzeug mit Vierradantrieb und querliegender Motoranordnung wird der Abstand zwischen der Abtriebsseite des Motors und dem Getriebe sowie dem vorderen Ende des Differentials für die Hinterräder größer als bisher, weshalb die Antriebswelle unvermeidbar länger wird. Demzufolge wurde damit begonnen, verschiedene Arten von dreiteiligen Antriebswellenanordnungen bei solchen Fahrzeugen mit Vierradantrieb und querliegendem Motor zu verwenden. Solche dreiteiligen Antriebswellenanordnungen umfassen drei Antriebswellenteile und vier Universalgelenke.

Aus der gattungsbildenden DE-Z.: R. Reinecke, "Konstruktions- Richtlinien für die Auslegung von Gelenkwellenantrieben", MTZ, Jahrgang 19, Nr. 10, Oktober 1958, Seiten 349 bis 352, ist eine dreiteilige Antriebswellenanordnung für ein Kraftfahrzeug be­ kannt, mit einem ersten Universalgelenk, dessen Eingangsteil das Eingangsende der Antriebswellenanordnung ist und dessen Ausgangsteil mit dem Eingangsende eines ersten Antriebswellenteils verbunden ist, einem zweiten Universalgelenk, dessen Ein­ gangsteil mit dem Ausgangsende des ersten Antriebswellenteils und dessen Ausgangsteil mit dem Eingangsende eines zweiten An­ triebswellenteils verbunden ist, einem dritten Universalgelenk, dessen Eingangsteil mit dem Ausgangsende des zweiten Antriebs­ wellenteils und dessen Ausgangsteil mit dem Eingangsende eines dritten Antriebswellenteils verbunden ist, und einem vierten Universalgelenk, dessen Eingangsteil mit dem Ausgangsende des dritten Antriebswellenteils verbunden ist und dessen Ausgangsteil das Ausgangsende der Antriebswellenanordnung ist. Diese Antriebswellenanordnung ist zwischen dem esten und dem vierten Universalgelenk nur an ihrem zweiten Antriebswellenteil gegenüber einem Fahrzeugaufbau mittels zweier Lagerungen gehalten, welche an den einander gegenüberliegenden Enden des zweiten Antriebswellenteils angreifen. Ferner sind alle vier Universalgelenke Kardangelenke, die in einer Ebene liegen, wobei das dritte Kardangelenk axial verschiebbar ist. Um eine ausgeglichene Drehbewegungen der Antriebswellenanordnung zu erzielen, sind die Kardangelenke an einem gleichförmig rotierenden An­ triebswellenteil mit einer Phasenversetzung von 90° angeordnet.

Ein Problem, das bei einem solchen System aufgetreten ist, ist das folgende Problem. Bei der oben erläuterten Konstruktion sind im allgemeinen während eines Betriebszustands mit hoher Geschwindigkeit der Vibrations- und der Geräuschpegel niedrig, jedoch tritt gelegentlich eine neuartige Erscheinung eines Vibrationsgeräusches auf, das im Fall von Fahrzeugen mit einer einteiligen oder mit einer zweiteiligen Antriebswellenanordnung nicht vorliegt. Dieses Vibrationsgeräusch wird, wie man annimmt, durch in den Antriebswellenteilen hervorgerufene Drehschwankungen erzeugt.

Wie bekannt ist, wird, wenn ein Kardangelenk in einem Winkel geknickt wird und eine Belastung vom einen Antriebswellenteil auf ein anders überträgt, ein Kräftepaar erzeugt. Damit werden ein Flattern und eine Vibration in den Antriebswellenteilen auf Grund der sekundären Kräftepaare, die in den zwischen den drei Antriebswellen vorhandenen Gelenkwinkeln auftreten, hervorgerufen. Wenn ein (Fulltime-) Vierradantriebsfahrzeug, das eine solche dreiteilige Antriebswellenanordnung besitzt, mit dem Zentraldifferential im verriegelten Zustand betrieben wird oder wenn ein (Parttime-) Vierradantriebsfahrzeug, das ebenfalls eine derartige Antriebswellenanordnung besitzt, im Zustand des Vierradantriebs betrieben wird, dann bewegen sich insbesondere der Motor und das Hinterraddifferential auf Grund des Raddrehmoments, das auf dem Drehzahlunterschied zwischen den Vorder- und den Hinterrädern des Fahrzeugs beruht, beide etwas, wobei das hintere Ende der Motorabtriebswelle und das vordere Ende der Eingangswelle des Hinterraddifferentials beide dazu neigen, nach oben geschwenkt zu werden. Die Winkel der verschiedenen Gelenke der dreiteiligen Antriebswellenanordnung werden dabei vergrößert, womit das oben herausgestellte Problem einer Flattervibration und Geräuschentwicklung auf Grund der sekundären Kräftepaare noch mehr betont wird.

Eine mögliche Gegenmaßnahme, um dieses Problem einer auf die sekundären Kräftepaare zurückzuführenden Flattervibration und Geräuschentwicklung zu meistern, besteht darin, die Federkonstanten der beiden elastischen Lagerungen für das mittige Antriebswellenteil größer festzusetzen, d. h., diese Lagerungen steifer zu machen, indem beispielsweise in ihrer Konstruktion steifere Gummielemente verwendet werden. Wenngleich dieses Erhöhen der Federkonstanten der beiden elastischen Lagerungen für das mittige Antriebswellenteil in bezug auf eine Verhinderung oder Verminderung dieser Flatterschwingungen und folglich der Geräuschentwicklung wirksam ist, werden der allgemeine Geräuschpegel wie auch der Dröhngeräuschpegel innerhalb der Fahrgastzelle in unerwünschter Weise erhöht, was eine solche Lösung für die Praxis nicht praktikabel und akzeptabel macht. Das hat zum Ergebnis, daß eine wesentliche Verminderung der Flattervibration und Geräuschentwicklung durch diese Vorgehensweise nicht möglich ist. Eine Erhöhung der Steifigkeit der beiden elastischen Lagerungen für das mittige Antriebswellenteil hat darüber hinaus die nachteilige Wirkung einer Verminderung ihrer Haltbarkeit.

In diesem Zusammenhang wird in dem US-Buch: "Universal Joint and Driveshaft Design Manual", Advances in Engineering Series No. 7, veröffentlicht von SAE, 1979, Seiten 39 bis 62, des weiteren vorgeschlagen, zur Verbesserung des Schwingungsver­ haltens der Gelenkwellenanordnung eines oder mehrere Kardan­ gelenke durch Universalgleichlaufdrehgelenke zu ersetzen.

Gegenüber dem oben beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine dreiteilige Antriebs­ wellenanordnung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, deren Schwingungsverhalten verbessert ist, so daß diese insbesondere bei hohen Drehzahlen im wesentlichen ohne Vibrationen umläuft.

Diese Aufgabe wird durch die Kombination der im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 7.

Erfindungsgemäß ist von den vier in einer Ebene liegenden Uni­ versalgelenken entweder das zweite oder das dritte Universal­ gelenk ein axial verschiebbares Gleichlauf-Universalgelenk, wo­ bei die Phasenlage der beiden zu gegenüberliegenden Seiten des Gleichlauf-Universalgelenks angeordneten Kardangelenke die gleiche ist, während die Phasenlage des anderen Kardangelenks um 90° zur gemeinsamen Phasenlage versetzt ist. Darüber hinaus sind das zweite und dritte Universalgelenk bezüglich einer das erste und vierte Universalgelenk verbindenden, geraden Linie auf derselben Seite versetzt angeordnet.

Im Ergebnis wird eine dreiteilige Antriebswellenanordnung geschaffen,

• - die einen unerwünschten Anstieg im Geräusch, z. B. im Dröhngeräusch innerhalb der Fahrgastzelle, nicht hervorruft,
• - die insbesondere zur Verwendung bei einem Fahrzeug mit Vierradantrieb geeignet ist,
• - die insbesondere für eine Verwendung bei einem (Fulltime-) Vierradantriebsfahrzeug, vor allem wenn desen Zentraldifferential in gesperrtem Zustand ist, geeignet ist,
• - die eine gute Standfestigkeit sowie Haltbarkeit aufweist und
• - die wirtschaftlich zu fertigen ist.

Wenn man annimmt, daß das zweite Universalgelenk das Kardangelenk und das dritte Universalgelenk ein Gleichlaufgelenk ist, dann sind bei einer derartigen Konstruktion die Hauptkräfte, die bestrebt sind, die hintere Lagerung des zweiten bzw. mittigen Antriebswellenteils zum Flattern zu bringen, ein sekundäres Kräftepaar an der Ausgangsseite des zweiten Universalgelenks und ein sekundäres Kräftepaar an der Eingangsseite des vierten Universalgelenks, wobei diese Kräfte die hintere Lagerung des mittigen Antriebswellenteils in die gleiche Richtung drücken. Da das zweite Kardangelenk und das vierte Kardangelenk mit der gleichen Phasenlage eingestellt sind, werden die Phasen des ausgangsseitigen sekundären Paars und des eingangsseitigen sekundären Paars um 90° versetzt, und demzufolge haben diese Kräfte das Bestreben, einander zu tilgen, so daß die Flattervibration und Geräuschentwicklung, die auf den sekundären Kräftepaaren an der hinteren Lagerung des mittigen Antriebswellenteils beruht, minimiert wird. Andererseits sind die Hauptkräfte, die bestrebt sind, die vordere Lagerung des mittigen Antriebswellenteils zum Flattern zu bringen, ein sekundäres Kräftepaar an der Ausgangsseite des ersten Universalgelenks und ein sekundäres Paar an der Eingangsseite des zweiten Universalgelenks, wobei diese Kräfte die vordere Lagerung des mittigen Antriebswellenteils in entgegengesetzte Richtungen drücken. Weil das erste Kardangelenk und das zweite Kardangelenk mit um 90° versetzten Phasenlagen eingestellt sind, werden die Phasen des ausgangsseitigen sekundären Paars und des eingangsseitigen sekundären Paars um 90° versetzt, so daß demzufolge diese Kräfte bestrebt sind, einander zu tilgen, womit die Flattervibration und Geräuschentwicklung, die auf den sekundären Kräftepaaren an der vorderen Lagerung des mittigen Antriebswellenteils beruhen, ebenfalls minimiert werden. Deshalb ist es auch möglich, die Federkonstanten der beiden elastischen Lagerungen für das mittige Antriebswellenteil relativ niedrig anzusetzen, was eine Geräuschminderung, wie eine Verminderung im Dröhngeräusch in der Fahrgastzelle, ermöglicht und darüber hinaus die Standfestigkeit dieser beiden elastischen Lagerungen für das mittige Antriebswellenteil erhöht.

Der Erfindungsgegenstand wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert, wobei räumliche Angaben als auf die jeweilige Figur bezogen zu verstehen sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der ersten Ausführungsform einer dreiteiligen Antriebswellenanordnung gemäß der Erfindung, die in den Kraftübertragungsweg eines Kraftfahrzeugs eingebaut ist;

Fig. 2 eine zu Fig. 1 ähnliche schematische Seitenansicht, wobei die dreiteilige Antriebswellenanordnung in ihrem belasteten Betriebszustand gezeigt und mit einem Zentraldifferential eines (Fulltime-)Vierradantriebgetriebes (4 WD-Getriebes) versehen ist, das in den Kraftübertragungsweg des Kraftfahrzeugs eingegliedert ist, die Antriebswellenanordnung antreibt und im verriegelten Zustand ist;

Fig. 3 eine Seitenansicht der dreiteiligen Antriebswellenanordnung in der ersten Ausführungsform;

Fig. 4 einen Längsschnitt zur Darstellung der Hauptteile eines bei der Antriebswellenanordnung in der ersten Ausführungsform zur Anwendung gelangenden Gleichlaufgelenks;

Fig. 5 den Schnitt nach der Linie V-V in der Fig. 4;

Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf den Kraftübertragungsweg des Kraftfahrzeugs, der in Fig. 1 dargestellt ist, wobei konstruktive Einzelheiten von anderen Kraftübertragungsvorrichtungen dieses Kraftübertragungsweges gezeigt sind;

Fig. 7 ein zweiseitiges Balkendiagramm zur Darstellung von Versuchsergebnissen, wobei die Leistungsfähigkeit der ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen dreiteiligen Antriebswellenanordnung der Leistungsfähigkeit von verschiedenen Antriebswellenanordnungen, die nicht gemäß der Erfindung ausgebildet sind, gegenübergestellt ist;

Fig. 8 eine schematische Seitenansicht ähnlich der Fig. 1 einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer dreiteiligen, in den Kraftübertragungsweg eines Kraftfahrzeugs einbezogenen Antriebswellenanordnung.

Es wird zuerst auf die Fig. 6 Bezug genommen. Das in dieser Figur gezeigte Kraftfahrzeug ist ein solches der (Fulltime-) 4 WD-Bauart mit einem in den Motorraum quer eingebauten Motor 10. Vom Motor 10 wird eine Kupplungsvorrichtung 15 angetrieben, die mit einem Wechselgetriebe 16, das in eine aus einer Mehrzahl von Schaltstufen geschaltet werden kann, zusammenarbeitet. Ferner sind ein Zentraldifferential 20, ein Vorderraddifferential 30, ein Hinterradantrieb-Richtungsänderungsmechanismus 40, die dreiteilige Antriebswellenanordnung 50 in der ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung und ein in ein Gehäuse 60 eingebautes Hinterraddifferential 70 vorhanden.

Der Motor 10 ist in den (nicht gezeigten) Motorraum des Fahrzeugs quer eingebaut, wobei sich die Kurbelwelle 11 quer zur Längsachse des Fahrzeugs erstreckt. An der einen Stirnseite des Motorblocks ist ein Vorgelegewellen- und Kupplungsgehäuse 12 befestigt, an dessen dem Motor 10 abgewandter Seite ein Getriebegehäuse 13 angebracht ist. Auf der dem Motor 10 zugewandten Seite des Vorgelegewellen- und Kupplungsgehäuses 12 ist etwas vom Motor 10 nach rückwärts versetzt ein Verteilergehäuse 14 befestigt.

Die Kurbelwelle 11 ist abtriebsseitig an ein drehendes Antriebsglied der koaxial angeordneten Kupplungsvorrichtung gekoppelt, während ein drehendes Ausgangsglied der Kupplungsvorrichtung 15 antriebsseitig an ein drehendes Eingangsglied, d. h. die Eingangswelle 17, des ebenfalls koaxial angeordneten Wechselgetriebes 16 gekoppelt ist. Ein drehendes Ausgangsglied, d. h. die Ausgangswelle 18, des Wechselgetriebes 16 ist im Getriebegehäuse 13 drehbar gelagert und zur Eingangswelle 17 parallel angeordnet, wobei an dieser Ausgangswelle 18 ein Ausgangsleistungs-Getrieberad 19 fest angebracht ist. Die Kupplungsvorrichtung 15 und das Wechselgetriebe 16 sind von bekannter Bauart, so daß Einzelheiten ihres Aufbaus und ihrer Funktion nicht erläutert zu werden brauchen.

In das Vorgelegewellen- und Kupplungsgehäuse 12 sind des weiteren das Zentraldifferential 20 und das Vorderraddifferential 30 eingebaut. Das Zentraldifferential 20 weist die bekannte Kegelradbauart auf und teilt das ihm vom Motor 10 über die Kupplungsvorrichtung 15 und das Wechselgetriebe 16 zugeführte Drehmoment zwischen einer Vorderrad- sowie einer Hinterradantriebsanordnung auf. Das Zentraldifferential 20 umfaßt im einzelnen ein Differentialgehäuse 22 sowie eine Untersetzungsgetriebe-Endstufe oder einen Zahnkranz 21, der fest am Differentialgehäuse 22 angebracht ist und ständig mit dem Ausgangsleistungs-Getrieberad 19 des Wechselgetriebes 16 in kämmendem Eingriff ist. Zwei nicht näher bezeichnete Differential-Planetenräder sind am Differentialgehäuse 22 um eine zur Achse des Zahnkranzes 21 querliegenden Achse drehbar gehalten, wobei mit diesen Planetenrädern ein linkes Antriebszahnrad 23 und ein rechtes Antriebszahnrad 24 kämmen. Auf diese Weise ist eine Differentialwirkung zur Verteilung des Drehmoments zwischen dem linken und dem rechten Antriebszahnrad 23 bzw. 24 gegeben. Das linke Antriebszahnrad 23 bildet mit dem Ende einer Welle, deren anderes Ende ein mit dieser einstückiges Differentialgehäuse 32 des Vorderraddifferentials 30 aufweist, ein Teil, während das rechte Antriebszahnrad 24 einstückig am Ende einer Hohlwelle 24a ausgebildet ist, die sich aus dem Vorgelegewellengehäuse 12 in das Innere des Verteilergehäuses 14 erstreckt.

Das Vorderraddifferential 30 ist an der mit Bezug zur Längsachse des Fahrzeugs linken Seite des Zentraldifferentials 20 und koaxial zu diesem angeordnet. Das Differentialgehäuse 32 des Vorderraddifferentials 30 wird, wie aus der obigen Erläuterung folgt, unmittelbar vom linken Antriebszahnrad 23 des Zentraldifferentials 20 in Umdrehung versetzt und trägt zwei nicht näher bezeichnete Differential-Planetenräder, die am Differentialgehäuse 32 um eine Achse, die quer zur Hauptlängsachse des Vorderraddifferentials 30 verläuft, drehbar gehalten sind. Mit diesen Differential-Planetenrädern kämmen ein linkes Achswellenantriebsrad 33 sowie ein rechtes Achswellenantriebsrad 34. Auf diese Weise ist eine Differentialwirkung zur Aufteilung des Drehmoments auf das linke und rechte Achswellenantriebsrad 33 bzw. 34 gegeben.

Das linke Achswellenantriebsrad 33 ist über eine relativ kurze, linke Vorderachse 35L, ein linkes Schiebe- Gleichlaufgelenk 36L, eine linke Antriebsachse 37L und ein linkes Fest-Gleichlaufgelenk 38L mit dem linken Vorderrad 39L des Fahrzeugs verbunden. In gleichartiger Weise steht das rechte Achswellenantriebsrad 34 über eine relativ lange, rechte Vorderradachse 35R, die sich durch das Zentraldifferential 20 sowie durch den Hinterradantrieb-Richtungsänderungsmechanismus 40 erstreckt, über ein rechtes Schiebe- Gleichlaufgelenk 36R, eine rechte Antriebsachse 37R und ein rechtes Fest-Gleichlaufgelenk 38R mit dem rechten Vorderrad 39R des Fahrzeugs in drehender Verbindung. Damit wird das Drehmoment vom Motor 10 des Fahrzeugs unter einer Differentialwirkung mit Bezug auf die Aufteilung zwischen den Vorder- und Hinterrädern des Fahrzeugs durch das Zentraldifferential 20 auf das linke und rechte Vorderrad 39L und 39R übertragen, wobei durch das Vorderraddifferential 30 eine Differentialwirkung zwischen dem linken sowie rechten Vorderrad 39L bzw. 39R gegeben ist.

Innerhalb des Verteilergehäuses 14 sind der Hinterradantrieb- Richtungsänderungsmechanismus 40 und auch ein wahlweise betätigbarer Sperrmechanismus 25, dem eine über die Hohlwelle 24a, die sich aus dem Vorgelegewellengehäuse 12 heraus erstreckt, in einem Keilnutsitz gepaßte Verriegelungsmuffe 26 eingegliedert ist, die entweder das rechte Antriebszahnrad 24, das mit der Hohlwelle 24a einstückig ausgebildet ist, mit dem Differentialgehäuse 22 des Zentraldifferentials 20 verriegelt oder für diese Bauteile eine freie Drehung mit Bezug zueinander zulassen kann, angeordnet. Der Hinterradantrieb- Richtungsänderungsmechanismus 40 umfaßt ein Halterungsgehäuse 42, an dessen Außenumfang ein Ringrad 41 vorhanden und das mit dem Ende der Hohlwelle 24a verbunden ist. Mit dem Ringrad 41 ist ein am vorderen Ende einer Antriebsritzel 44 fest angebrachtes getriebenes Ritzel 43 ständig in Eingriff, wobei durch diesen Mechamismus das quer zum Fahrzeugaufbau verlaufende Drehmoment für die Hinterräder in ein längs zum Fahrzeugaufbau verlaufendes Drehmoment umgesetzt wird.

Dieses Drehmoment für die Hinterräder des Fahrzeugs wird dann vom rückseitigen Ende der Antriebsritzelwelle 44 über die dreiteilige Antriebswellenanordnung 50, auf die noch näher eingegangen wird, auf das obere Ende einer Antriebsritzelwelle 61 übertragen, an deren hinterem Ende ein getriebenes Ritzel 62 fest angebracht ist, das ständig mit einem Zahnkranz 71 des Hinterraddifferentials 70 in Eingriff ist, so daß das Hinterraddifferential 70 vom Zahnkranz 71 in Umdrehung versetzt wird.

Das Differentialgehäuse 72 trägt zwei nicht näher bezeichnete Differential-Planetenräder, die am Differentialgehäuse 72 um eine zur Hauptlängsachse des Hinterraddifferentials 70 querliegende Achse drehbar gehalten sind. Mit diesen Differential-Planetenrädern kämmen ein linkes Achswellenantriebsrad 73 und ein rechtes Achswellenantriebsrad 74. Auf diese Weise steht eine Differentialwirkung zur Verteilung des Drehmoments auf das linke und rechte Achswellenantriebsrad 73 bzw. 74 zur Verfügung. Das linke Achswellenantriebsrad 73 steht über eine linke Hinterachse 75L, ein linkes Schiebe-Gleichlaufgelenk 76L, eine linke Antriebsachse 77L und ein linkes Fest-Gleichlaufgelenk 78L mit dem linken Hinterrad 79L des Fahrzeugs in Drehverbindung. In ähnlicher Weise ist das rechte Achswellenantriebsrad 74 über eine rechte Hinterachse 75R, ein rechtes Schiebe-Gleichlaufgelenk 76R, eine rechte Antriebsachse 77R und ein rechtes Fest-Gleichlaufgelenk 78R mit dem rechten Hinterrad 79R des Fahrzeugs verbunden. Damit wird das vom Motor 10 ausgehende Drehmoment über die Antriebswellenordnung 50 unter einer Differentialwirkung mit Bezug auf die Aufteilung zwischen den Vorder- und Hinterrädern des Fahrzeugs durch das Zentraldifferential 20 auf das linke und rechte Hinterrad 79L bzw. 79R übertragen, wobei durch das Hinterraddifferential 70 eine Differentialwirkung zwischen den beiden Hinterrädern 79L und 79R hervorgerufen wird.

Im folgenden wird die dreiteilige Antriebswellenanordnung 50 unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2, die diese Anordnung schematisch in zwei unterschiedlichen Betriebszuständen zeigen, und unter Bezugnahme auf die Seitenansicht dieser Anordnung gemäß Fig. 3 erläutert.

Die Antriebswellenanordnung 50 verbindet antriebsseitig das rückwärtige Ende der Antriebsritzelwelle 44 mit dem vorderen Ende der Antriebsritzelwelle 61 und umfaßt in der Reihenfolge von der Front- zur Rückseite des Fahrzeugs ein erstes Universalgelenk 51, das ein Kardangelenk ist, ein erstes bzw. vorderes Antriebswellenteil 52, ein zweites Universalgelenk 53, das ebenfalls ein Kardanwellengelenk ist, ein zweites bzw. mittiges Antriebswellenteil 54, ein drittes Universalgelenk 55, das ein Gleichlaufgelenk ist und noch beschrieben wird, ein drittes bzw. hinteres Antriebswellenteil 56 und ein viertes Universalgelenk 57, welches ebenfalls ein Kardanwellengelenk ist.

Ferner umfaßt die Antriebswellenanordnung 50 ein vorderes Hängelager 58 sowie ein hinteres Hängelager 59, die nahe dem vorderen bzw. hinteren Ende des mittigen Antriebswellenteils 54 vorgesehen sind und elastisch dieses mittige Antriebswellenteil 54 am Boden B des Fahrzeugaufbaus mit einem gewissen Grad an Nachgiebigkeit abstützen, wobei sie eine freie Drehung des mittigen Antriebswellenteils 54 um dessen Achse zulassen.

Das erste Kardangelenk stellt eine Drehverbindung zwischen dem vorderen Ende des vorderen Antriebswellenteils 52 und dem hinter Ende der Antriebsritzelwelle 44 her, wobei es erlaubt, daß ein gewisser Neigungswinkel Θ1 zwichen den Längsachsen der Wellen 44 und 52 auftritt. Das zweite Kardangelenk 53 stellt eine Drehverbindung zwischen dem vorderen Ende des mittigen Antriebswellenteils 54 und dem hinteren Ende des vorderen Antriebswellenteils 52 her, wobei ein gewisser Neigungswinkel Θ2 vorhanden sein kann. Das Gleichlaufgelenk (drittes Universalgelenk) 55 stellt eine Drehverbindung zwischen dem vorderen Ende des hinteren Antriebswellenteils 56 mit dem hinteren Ende des mittigen Antriebswellenteils 54 her, wobei ein gewisser Neigungswinkel Θ3 zwischen den Drehachsen dieser Wellen auftreten kann. Das vierte Kardangelenk 57 stellt eine Drehverbindung zwischen dem vorderen Ende der Antriebsritzelwelle 61 und dem hinteren Ende des hinteren Antriebswellenteils 56 her, wobei es einen gewissen Neigungswinkel Θ4 zwischen den Längsachsen dieser Wellen zuläßt. Die Hängelager 58 und 59 dienen der Abstützung des mittigen Antriebswellenteils 54 und dem Unterbinden eines Flatterns sowie Hin- und Hergehens der gesamten Anordnung, d. h. einem Unterbinden eines zu großen Maßes an Freiheit, wenngleich ein gewisses Maß an Nachgiebigkeit zugelassen wird, worauf noch eingegangen wird.

Das dritte Universalgelenk 55 ist ein Gleichlauf- oder Doppelgelenk, wie bereits erwähnt wurde, während für das erste, zweite und vierte Universalgelenk 51, 53, 57 Kardangelenke zur Anwendung kommen. Insbesondere werden gemäß der Erfindung das zweite Kardangelenk 53 und das vierte Kardangelenk 57, d. h. die Gelenke, die das Gleichlaufgelenk (drittes Universalgelenk) 55 an dessen beiden Seiten flankieren, so eingestellt, daß sie äquivalente, d. h. identische, Phasenlagen haben, während andererseits das erste Kardangelenk 51 das dem (dritten) Gleichlaufgelenk 55 nicht benachbart ist, mit einer Phasenlage eingestellt wird, die entgegengesetzt zu der gemeinsamen Phasenlage des zweiten und vierten Kardangelenks 53 und 57 ist. Somit werden die Phasenlagen des ersten, zweiten und vierten Kardangelenks 51, 53 und 57 jeweils im Winkel von 90°, 0° und 0° festgesetzt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 wird der Aufbau des Gleichlaufgelenks 55, das das dritte Universalgelenk in der Reihe längs der dreiteiligen Antriebswellenanordnung 50 gemäß der Erfindung - betrachtet vom vorderen zum hinteren Ende dieser Wellenanordnung - ist, erläutert. Wie die Fig. 4 und 5 zeigen, handelt es sich bei diesem Gelenk um ein sog. Cross-Groove-Universal-Gelenk oder ein Schiebegelenk der VL-Bauart (V-type loose), das überlegene Gleichlaufkennwerte aufweist.

Wie an sich bekannt ist, umfaßt dieses (CrossGrove-)Universal- Gelenk 55 eine äußere Rollbahn 80, eine innere Rollbahn 81, mehrere Drehmoment-Übertragungskugeln 82 und einen Käfig 83. Die äußere Rollbahn weist eine zylindrische Innenumfangsfläche 80a auf, in welcher (bei dieser Ausführungsform) sechs Kugelkehlen 80b ausgebildet sind. Die Außenumfangsfläche der inneren Rollbahn 81 ist als eine sphärisch gekrümmte Teiloberfläche 81a ausgestaltet, an der sechs Kugelkehlen 81b an Stellen ausgebildet sind, die im allgemeinen den Kugelkehlen 80b an der Innenumfangsfläche 80a der äußeren Rollbahn 80 entsprechen. Diese Kugelkehlen 80a und 81a sind als Paare an den einander gegenüberliegenden zylindrischen Flächen in der Weise ausgebildet, daß sie in entgegengesetzten Richtungen eine Neigung mit gleichen Winkeln haben. Sechs Drehmoment-Übertragungskugeln 82 sind rollbar zwischen die äußere und die innere Rollbahn 80 bzw. 81 eingesetzt, wobei jede Kugel innerhalb einer der Kugelkehlen 80b der äußeren Rollbahn und innerhalb einer gegenüberliegenden Kugelkehle 81b der inneren Rollbahn 81 rollt. Der Käfig 83 ist nach Art eines Hohlkugelabschnitts (mittiger Abschnitt einer Hohlkugel) ausgestaltet und hat eine sphärisch gekrümmte äußere Kugelfläche 83a sowie eine sphärisch gekrümmte innere Kugelfäche 83b. Der Käfig 83 ist innerhalb der zylindrischen Innenumfangsfläche 80a der äußeren Rollbahn 80 aufgenommen, wobei seine sphärisch gekrümmte äußere Kugelzonenfläche 83a die Innenumfangsfläche 80a der äußeren Rollbahn 80 berührt. Ferner liegt der Käfig 83 außerhalb der sphärisch gekrümmten Teiloberfläche 81a der inneren Rollbahn 81 mit einem gewissen Abstand zu dieser Fläche 81a, um eine freie, wechselseitige Relativbewegung zuzulassen. Im Käfig 83 sind mit gleichen Abständen in Umfangsrichtung sechs Öffnungen 83c ausgebildet, die die sechs Drehmoment-Übertragungskugeln 82 aufnehmen und diese in den Kugelkehlen 80a sowie 81a der äußeren und der inneren Rollbahn 80 sowie 81 halten, wobei die Kugeln 82 in den Öffnungen 83c eine Bewegung ausführen können. Das Zentrum der sphärisch gekrümmten inneren sowie äußeren Kugelzonenfläche des Käfigs 83 fällt ständig mit dem Zentrum der sphärisch gekrümmten Teiloberfläche der inneren Rollbahn 81 zusammen, wobei jede Drehmoment-Übertragungskugel 82 immer durch den Käfig 83 so gehalten wird, daß ihr Außenflächenteil in einer der Kugelkehlen 80b der äußeren Rollbahn 80 rollt, daß ihr Innenflächenteil in einer der Kugelkehlen 81b der inneren Rollbahn 81 rollt und daß ihr Zentrum ständig annähernd auf der zur zentralen Symmetrieachse des Käfigs 83 querliegenden Ebene und axial mittig auf dieser liegt.

Die äußere Rollbahn 81 ist am hinteren Ende des mittigen Antriebswellenteils 54 durch eine Haltekappe 84 und durch Schrauben 85, von denen in Fig. 4 nur eine zu sehen ist, gehalten, während die innere Rollbahn 81 mit Hilfe von Keilnuten 81c, die an ihrer zylindrischen Innenoberfläche ausgebildet sind, auf einem Wellenstumpf 86 befestigt ist, wobei sie durch einen Schnappring 81d festgehalten wird. Der Wellenstumpf 86 ist durch Schweißen mit dem vorderen Ende des hinteren Antriebswellenteils 56 einstückig verbunden. Zwischen den Wellenstumpf 86 und eine Abdeckung 87, die am Außenumfang der äußeren Rollbahn 80 im Preßsitz gehalten ist, ist eine Schutzkappe 88 mit einem Luftloch 89 eingesetzt. Der Raum innerhalb des Gleichlaufgelenks 55 ist mit Schmierfett gefüllt. Wie bezüglich der Betriebsweise dieses Gleichlaufgelenks 55 allgemein bekannt ist, sind das mittige Antriebswellenteil 54 und das hintere Antriebswellenteil 56 drehantriebsseitig miteinander gleichlaufend verbunden, wobei gleichzeitig ein bestimmtes, gewünschtes Maß einer relativen Axialschiebebewegung zwischen dem mittigen Antriebswellenteil 54 und dem hinteren Antriebswellenteil 56 zugelassen wird.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, sind der Motor 10 sowie das Vorgelegewellen- und Kupplungsgehäuse 12 am Fahrzeugaufbau B durch eine elastische Motorhalterung EM und das hintere Differentialgehäuse 60 elastisch am Fahrzeugaufbau B durch eine Differentialhalterung DM gehalten. Ferner ist das vordere Ende des mittigen Antriebswellenteils 54 in einem Traglager 58a, das am Fahrzeugaufbau B durch das vordere Hängelager 58 elastisch gehalten ist, drehbar aufgenommen, während in gleichartiger Weise das hintere Ende des mittigen Antriebswellenteils 54 drehbar in einem hinteren Traglager 59a, das elastisch am Fahrzeugaufbau B durch das hintere Hängelager 59 gehalten ist, gelagert ist. Der Winkel zwischen dem vorderen Ende des vorderen Antriebswellenteils 52 und dem hinteren Ende der Antriebsritzelwelle 44, d. h. der Knickwinkel des ersten Kardangelenks 51, wird mit Θ1 bezeichnet. Der Winkel zwischen dem vorderen Ende des mittigen Antriebswellenteils 54 und dem hinteren Ende des vorderen Antriebswellenteils 52, d. h. der Knickwinkel des zweiten Kardangelenks 53, wird als Θ2 bezeichnet. Der Winkel zwischen dem vorderen Ende des hinteren Antriebswellenteils 56 und dem hinteren Ende des mittigen Antriebswellenteils 54, d. h. der Knickwinkel des Gleichlaufgelenks (des dritten Universalgelenks) 55, wird mit Θ3 bezeichnet. Der Winkel zwischen dem vorderen Ende der Antriebsritzelwelle 61 und dem hinteren Ende des hinteren Antriebswellenteils 56, d. h. der Knickwinkel des vierten Kardangelenks 57, wird mit Θ4 bezeichnet. Diese Winkel verlaufen alle positiv in dem in Fig. 1 angegebenen Sinn, so daß die Antriebswellenanordnung gemäß der Erfindung abwärts bei ihrem Verlauf unter dem Boden der Fahrgastzelle des Fahrzeugs geneigt ist, wobei die Möglichkeit gegeben ist, die Fahrgastzelle so geräumig wie möglich auszubilden und keine Unregelmäßigkeiten in deren Boden vorgesehen werden müssen.

Im folgenden wird der Betrieb der dreiteiligen Antriebswellenanordnung in der ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung erläutert.

Wenn das Fahrzeug längs einer Straße fährt, wobei das Zentraldifferential 20 in der verriegelten Betriebsstellung ist, so daß es keine Differentialwirkung entfalten kann, dann wird, um keinerlei Unterschied in der Drehzahl zwischen den Vorder- und Hinterrädern des Fahrzeugs hervorzurufen, ein als T bezeichnetes Drehmoment, das auf die Vorderräder 39 sowie den Motor 10 und die Hinterräder 79 sowie das hintere Differential 60 bzw. 70 wirkt, wie Fig. 2 zeigt, hervorgerufen. An der Antriebsritzelwelle 44, die als die Abtriebswelle der Vorgelegewelleneinheit wirkt, an dem vorderen, dem mittigen und dem hinteren Antriebswellenteil 52, 54 sowie 56 und an der Antriebsritzelwelle 61, die als Drehmoment- Eingangswelle für die Differentialanordnung 60 wirkt, wird ein Drehmoment zur Wirkung gebracht. Dadurch wird der Motor 10 mit dem Vorgelegewellengehäuse als Einheit entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, wie der Pfeil E in Fig. 2 zeigt, und wird auch die Differentialvorrichtung 60 als Ganzes im Uhrzeigersinn, wie der Pfeil D in Fig. 2 zeigt, gedreht. Das heißt mit anderen Worten, daß das hintere Ende der Antriebsritzelwelle 44 und das vordere Ende der Antriebsritzelwelle 61 beide angehoben werden, wie ein Vergleich der Fig. 2 mit der Fig. 1 zeigt. Das hat zum Ergebnis, daß die Knickwinkel Θ1-Θ4 der vier Universalgelenke 51, 53, 55 und 57 der Antriebswellenanordnung alle vergrößert werden, wie der Vergleich der Fig. 1 und 2 zeigt, womit folglich die sekundären Kräftepaare an den vorderen, mittigen und hinteren Antriebswellenteilen 52, 54 und 56 an diesen Gelenken auf Grund des Drehmoments erhöht werden.

Im folgenden wird auf die sekundären Kräftepaare, die bestrebt sind, das Hängelager 58 für das vordere Ende und das Hängelager 59 für das hintere Ende des mittigen Antriebswellenteils 54 zu verschieben, eingegangen.

Eine Betrachtung der auf das hintere Hängelager 59 des mittigen Antriebswellenteils 54 wirkenden Kräfte vom Gesichtspunkt des Gleichgewichts des Rotationsmoments des vorderen Hängelagers 58 des mittigen Antriebswellenteils 54 zeigt, daß das an der Eingangs- oder Frontseite des ersten Kardangelenks 51 auftretende sekundäre Kräftepaar durch den Motor 10 auf die Motorhalterung EM übertragen wird, weshalb es nicht nennenswert auf das rückwärtige Hängelager 59 des mittigen Antriebswellenteils 54 einwirkt. Ferner übertragen die an der Ausgangs- oder Rückseite des ersten Kardangelenks 51 bzw. an der Eingangs- oder Frontseite des zweiten Kardangelenks 53 entstehenden Kräfte auf das zweite Kardangelenk 53 Kräfte. Da jedoch der Abstand l₁ zwischen dem zweiten Kardangelenk 53 und dem vorderen Hängelager 58 für das mittige Antriebswellenteil 54 sehr viel geringer ist als der Abstand L zwischen diesem vorderen Hängelager 58 und dem hinteren Hängelager 59 des mittigen Antriebswellenteils 54, ist folglich die auf dieses hintere Hängelager 59 einwirkende Kraft nicht sehr groß. Ferner schwanken die an der Eingangs- oder Frontseite und an der Ausgangs- oder Rückseite am Gleichlaufgelenk (drittes Universalgelenk) 55 erzeugten sekundären Kräfte nicht wesentlich, so daß sie eine Kraft, die bestrebt ist, das hintere Hängelager 59 zum Flattern oder Hin- und Herbewegen zu bringen, nicht darstellen. Das an der Ausgangs- oder Rückseite des vierten Kardangelenks 57 erzeugte sekundäre Kräftepaar wird durch das Differentialgehäuse 60 auf die Differentialhalterung DM übertragen, weshalb es nicht wesentlich auf das rückwärtige Hängelager 59 des mittigen Antriebswellenteils 54 einwirkt.

Demzufolge sind die primären Kräfte, die das hintere Hängelager 59 des mittigen Antriebswellenteils 54 zum Flattern bringen, das sekundäre Kräftepaar an der Ausgangs- oder Rückseite des zweiten Kardangelenks 53 und das sekundäre Kräftepaar am Eingangs- oder Frontende des vierten Kardangelenks 57. Diese Kräfte sind bestrebt, das hintere Hängelager 59 in die gleiche Richtung zu drücken, und deshalb wurde gemäß der Erfindung der Gedanke gefaßt, daß es, um die Flatter- oder Wackelwirkung an diesem hinteren Hängelager 59 des mittigen Antriebswellenteils 54 zu minimieren, wirksam sein wird, die Drehphasenlage dieser Kräfte um einen Phasenwinkel von 90° zu versetzen. Damit übereinstimmend ist in Betracht zu ziehen, daß es, um, wie oben beschrieben wurde, die Phasenlage der an der Ausgangsseite des zweiten Kardangelenks 53 und der an der Eingangsseite des vierten Kardangelenks 57 erzeugten sekundären Kräftepaare um 90° zu versetzen, erforderlich ist, für das zweite Kardangelenk 53 sowie das vierte Kardangelenk 57 äquivalente Phasenlagen festzusetzen.

Ferner besteht hierbei eine starke Forderung dahingehend, die Drehschwankungen, die auf den Gelenkwinkeln beruhen, zu minimieren, weshalb es als erstrebenswert angesehen wird, daß das erste Kardangelenk 51 mit einer Phasenlage einzustellen ist, die der gemeinsamen Phasenlage des zweiten Kardangelenks 53 und des vierten Kardangelenks 57 entgegengesetzt ist.

Eine Betrachtung der auf das vordere Hängelager 58 des mittigen Antriebswellenteils 54 wirkenden Kräfte vom Gesichtspunkt des Gleichgewichts des Rotationsmoments des hinteren Hängelagers 59 des mittigen Antriebswellenteils 54 zeigt, daß der Abstand l₂ zwischen dem Gleichlaufgelenk 55 und dem rückwärtigen Hängelager 59 sehr viel kürzer ist als der Abstand L zwischen dem vorderen und dem hinteren Hängelager 58 bzw. 59 des mittigen Antriebswellenteils 54. Demzufolge sind die primären Kräfte, die das vordere Hängelager 58 des mittigen Antriebswellenteils 54 zum Flattern bringen, das sekundäre Kräftepaar an der Ausgangs- oder Rückseite des ersten Kardangelenks 51 und das sekundäre Kräftepaar an der Eingangs- oder Frontseite des zweiten Kardangelenks 53. Diese Kräfte sind bestrebt, das vordere Hängelager 58 in die entgegengesetzten Richtungen zu belasten, und deshalb wurde gemäß der Erfindung der Gedanke gefaßt, daß es, um die Flatterwirkung oder Wackelwirkung an diesem vorderen Hängelager 58 zu minimieren, wirksam sein wird, die Phasenlage des ersten und des zweiten Kardangelenks 51 bzw. 53 so anzuordnen, daß eine gegenseitige Tilgung dieser Kräfte hervorgerufen wird. Damit übereinstimmend ist in Betracht zu ziehen, daß es erforderlich ist, das erste sowie das zweite Kardangelenk 51 bzw. 53 so einzustellen, daß deren Phasenlagen zueinander um 90° versetzt sind. Dies stimmt mit dem obigen Schluß, der sich auf die Minimierung des Flatter- oder Wackeleffekts am rückwärtigen Hängelager 59 des mittigen Antriebswellenteils 54 bezieht, überein.

Zusammengefaßt ist festzustellen, daß in dem gezeigten Fall, wenn ein Gleichlaufgelenk (55) als das dritte Antriebswellengelenk in einer dreiteiligen Antriebswellenanordnung verwendet wird und wenn Kardangelenke für die anderen drei Antriebswellengelenke zur Anwendung kommen, eine große Verminderung in den Wackelkräftepaaren, die auf das vordere und hintere Hängelager des mittigen Antriebswellenteils einwirken, erreicht werden kann, indem das erste Kardangelenk (51) und das zweite Kardangelenk (53) so angeordnet werden, daß sie entgegengesetzte Phasenlagen haben, d. h., um 90° versetzt sind, und indem das zweite Kardangelenk (53) und das vierte Kardangelenk (57), die diejenigen sind, die das Gleichlaufgelenk (55) beidseits flanieren, so angeordnet werden, daß sie die gleiche Phasenlage haben.

Es ist zu bemerken, daß die Änderung in der Winkelgeschwindigkeit an der Eingangs- sowie Ausgangsseite eines jeden der Kardangelenke 51, 53 und 57 entsprechend der Rotationsphase (Drehwinkel) des Gabel- oder Jochteils des Kardangelenks einer Sinuswellenform folgen wird. Das hat zum Ergebnis, daß das Drehschwankungsverhältnis an der Eingangs- sowie Ausgangsseite in einer dreiteiligen Antriebswellenanordnung mit der oben allgemein beschriebenen Konstruktion sich entsprechend der Phasenkombination für das erste sowie das zweite Kardangelenk 51 bzw. 53 und auch entsprechend der Phasenkombination für das zweite sowie das vierte Kardangelenk 53 bzw. 57 ändern wird. Demzufolge wurde eine Untersuchung bezüglich des Wackelns des vorderen und hinteren Hängelagers des mittigen Antriebswellenteils in fünf unterschiedlichen dreiteiligen Antriebswellenanordnungen der oben beschriebenen Konstruktion durchgeführt, wobei verschiedenartige Phasenkombinationen für das erste, das zweite und das vierte Kardangelenk 51, 53, 57 zur Anwendung kamen, Die Phasenlagen der verschiedenen Gelenke sind für den einzelnen Fall in der folgenden Tabelle aufgetragen.

In dieser Tabelle sind die Phasenlagen des ersten Kardangelenks 51, des zweiten Kardangelenks 53 - selbstverständlich nicht des Gleichlaufgelenks 55 (VL) - und des vierten Kardangelenks 57 für jeden in Betracht gezogenen Fall angegeben. Es wurde eine Analyse unter Bedingungen eines festen Eingangsdrehmoments und mit Gelenkwinkeln des ersten bis vierten Gelenks bei -5°, +5°, +5° und -5° durchgeführt.

Die Ergebnisse sind in dem Balkendiagramm von Fig. 7 aufgetragen. Die linke Seite der Fig. 7 zeigt den Größenwert im Wackeln des vorderen Hängelagers 58, die rechte Seite zeigt den Größenwert im Wackeln des hinteren Hängelagers 59 des mittigen Antriebswellenteils.

Wie sich aus der Betrachtung dieser Ergebnisse klar ergibt, wird durch die dreiteilige Antriebswellenanordnung gemäß der Erfindung eine große Verminderung im Größenwert des Wackelns und in der Vibration, die auf das vordere Hängelager 58 und auf das hinter Hängelager 59 des mittigen Antriebswellenteils 54 einwirken, im Vergleich mit den Beispielen 1-5 erreicht.

Ferner wurden vergleichende experimentelle Untersuchungen zwischen der dreiteiligen Antriebswellenanordnung gemäß der Erfindung und den fünf Vergleichsbeispielen durchgeführt, wobei sich die Wirksamkeit der Erfindung konkret bestätigt hat.

Die Fig. 8 zeigt eine zur Fig. 1 gleichartige schematische Darstellung der zweiten bevorzugten Ausführungsform der in den Kraftübertragungsweg eines Kraftfahrzeugs eingegliederten dreiteiligen Antriebswellenanordnung gemäß der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist es das zweite Antriebswellengelenk 53 - gerechnet von der Frontseite des Fahrzeugs nach rückwärts -, für das ein Gleichlaufgelenk der Schiebebauart (VL-Bauart) verwendet wird. Das erste, dritte und vierte Universalgelenk 51, 53 und 57 sind in diesem Fall Kardangelenke. Das erste und dritte Kardangelenk 51 und 55 werden so eingestellt, daß sie gleiche Phasenlagen haben, denn diese Gelenke 51 und 55 sind diejenigen, welche das (zweite) Gleichlaufgelenk 53 beidseits flankieren, wobei das vierte Kardangelenk 57 so eingestellt wird, daß es eine um 90° zu der identischen Phasenlage des ersten und dritten Kardangelenks 51, 55 um 90° versetzte Phasenlage hat. Auch bei dieser Ausführungsform wird der Größenwert des auf das vordere Hängelager 58 und auf das hintere Hängelager 59 des mittigen Antriebswellenteils aufgebrachten Wackelns und Vibrierens wiederum aus den gleichen Gründen wie bei der ersten Ausführungsform minimiert.

Somit sind bei der ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung, bei der das zweite Universalgelenk ein Kardangelenk und das dritte Universalgelenk ein Gleichlaufgelenk sind, die Hauptkräfte, die bestrebt sind, das hintere Hängelager des mittigen Antriebswellenteils zum Wackeln zu bringen, ein Sekundärpaar an der Ausgangsseite des zweiten Universalgelenks und ein Sekundärpaar an der Eingangsseite des vierten Universalgelenks, und diese Kräfte drücken das hintere Hängelager in die gleiche Richtung. Da das zweite Kardangelenk und das vierte Kardangelenk auf die gleiche Phasenlage eingestellt sind, werden die Phasenlagen des ausgangsseitigen Sekundärpaars und des eingangsseitigen Sekundärpaars um 90° versetzt, und demzufolge sind diese Kräfte bestrebt, einander zu tilgen, so daß die auf den Sekundärkräftepaaren am rückwärtigen Hängelager des mittigen Antriebswellenteils beruhende Wackelvibration und Geräuschentwicklung minimiert wird. Ferner sind die Hauptkräfte, die bestrebt sind, das vordere Hängelager zum Wackeln zu bringen, ein Sekundärpaar an der Ausgangsseite des ersten Universalgelenks und ein Sekundärpaar an der Eingangsseite des zweiten Universalgelenks, wobei diese Kräfte das vordere Hängelager des mittigen Antriebswellenteils in entgegengesetzte Richtung drücken. Da das erste und das zweite Kardangelenk so eingestellt sind, daß die Phasenlagen um 90° versetzt sind, werden die Phasen des ausgangsseitigen Sekundärpaars und des eingangsseitigen Sekundärpaars um 90° versetzt, so daß demzufolge diese Kräfte bestrebt sind, einander zu tilgen, womit die auf den Sekundärkräftepaaren an dem frontseitigen Hängelager des mittigen Antriebswellenteils beruhende Wackelvibration und Geräuschentwicklung ebenfalls minimiert wird. Dadurch ist es auch möglich, die Federkonstanten der beiden elastischen Hängelager für das mittige Antriebswellenteil relativ niedrig festzusetzen, was eine Geräuschverminderung, z. B. im Dröhngeräusch in der Fahrgastzelle, erreichen läßt und ferner die Standfestigkeit der beiden elastischen Hängelager erhöht. Die gleichen Vorteile werden auch im Fall der zweiten bevorzugten Ausführungsform erreicht.

Wenngleich die Erfindung bildlich und wörtlich unter Bezugnahme auf einige bevorzugte Ausführungsformen und auf die Zeichnungen erläutert wurde, so ist sie nicht auf diese Erläuterung und Darstellung begrenzt, vielmehr können Abänderungen und Abwandlungen vorgenommen werden. Beispielsweise kann die Erfindung auch auf ein Fahrzeug mit Vierradantrieb, bei dem der Motor im Fahrzeugheck angeordnet ist, ober bei einem Fahrzeug mit einem längsliegenden Motor Anwendung finden. Ferner kann für das Schiebe-Gleichlaufgelenk nicht nur ein sog. Cross-Groove-Universalgelenk oder VL-(V-Schiebe-)Gelenk, wie es hier für die erste und zweite Ausführungsform angewendet wurde, zum Einsatz kommen, sondern es kann auch ein "Tripode"-Gelenk oder ein Gleichlauf-Topfgelenk zur Anwendung kommen.

Claims (7)

1. Dreiteilige Antriebswellenanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem ersten Universalgelenk (51), dessen Eingangsteill das Eingangsende (44) der Antriebswellenanordnung ist und dessen Ausgangsteil mit dem Eingangsende eines ersten Antriebswellenteils (52) verbunden ist, einem zweiten Universalgelenk (53), dessen Eingangsteil mit dem Ausgangsende des ersten Antriebswellenteils (52) und dessen Ausgangsteil mit dem Eingangsende eines zweiten Antriebs­ wellenteils (54) verbunden ist, einem dritten Universalgelenk (55), dessen Eingangsteil mit dem Ausgangsende des zweiten Antriebswellenteils (54) und dessen Ausgangsteil mit dem Eingangsende eines dritten Antriebswellenteils (56) verbunden ist, und einem vierten Universalgelenk (57), dessen Eingangsteil mit dem Ausgangsende des dritten An­ triebswellenteils (56) verbunden ist und dessen Ausgangsteil das Ausgangsende (61) der Antriebswellenanordnung ist, wobei die Antriebswellenanordnung zwischen dem ersten und dem vierten Universalgelenk (51, 57) nur an ihrem zweiten Antriebswellenteil (54) gegenüber einem Fahrzeugaufbau (B) mittels zweier Lagerungen (58, 59) gehalten ist, welche an den einander gegenüberliegenden Enden des zweiten Antriebswellenteils (54) angreifen, wobei das erste, das vierte und das zweite oder dritte Universalgelenk (51, 53, 57; 51, 55, 57) Kardangelenke sind, und wobei das erste bis vierte Universalgelenk (51, 53, 55, 57) in einer Ebene liegen, dadurch gekennzeichnet, daß das andere des zweiten sowie dritten Universalgelenka (55; 53) ein axial ver­ schiebbares Gleichlauf-Universalgelenk ist, und die Phasenlage der beiden zu gegenüberliegenden Seiten des Gleichlauf- Universalgelenks (55; 53) angeordneten Kardangelenke (53, 57; 51, 55) die gleiche ist, während die Phasenlage des anderen Kardangelenks (51; 57) um 90° zur gemeinsamen Phasenlage versetzt ist, wobei das zweite und dritte Universalgelenk (53, 55) bezüglich einer das erste und vierte Universalgelenk (51, 57) verbindenden, geraden Linien auf derselben Seite versetzt angeordnet sind.

2. Antriebswellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Universalgelenk (53) ein Kardangelenk und das dritte Universalgelenk (55) ein Gleichlauf- Universalgelenk ist.

3. Antriebswellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Universalgelenk (55) ein Kardangelenk und das zweite Universalgelenk (53) ein Gleichlauf- Universalgelenk ist.

4. Antriebswellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleichlauf-Universal­ gelenk (55; 53) ein Schiebe-Gleichlaufgelenk ist.

5. Antriebswellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleichlauf-Universal­ gelenk (55; 53) ein Cross-Groove-Universal-Gelenk ist.

6. Antriebswellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleichlauf-Universal­ gelenk (55; 53) ein Tripode-Gelenk ist.

7. Antriebswellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleichlauf-Universal­ gelenk (55; 53) ein Gleichlauf-Topfgelenk ist.