DE3920638A1 - Antriebssystem fuer ein fahrzeug - Google Patents
Antriebssystem fuer ein fahrzeugInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Antriebssy
stem für Fahrzeuge, das zum Antrieb von linken und rechten
Antriebsrädern dient, welche direkt auf sich gegenüberlie
genden Querseiten eines Motors des Antriebssystems angeord
net sind.
Das erfindungsgemäße Antriebssystem ist sowohl für Fahrzeuge
mit im vorderen Teil angeordnetem Motor zum Antrieb von
linken und rechten Vorderrädern als auch mit im hinteren
Teil angeordnetem Motor zum Antrieb von linken und rechten
Hinterrädern geeignet. Es ist bekannt, daß eine aus einem
Motor, einem Getriebe und einem Differential gebildete
Antriebseinheit als Ganzes in Längsrichtung des Fahrzeugs
angeordnet ist, wobei die Ausgangsleistung der Antriebsein
heit über eine Zwischengetriebewelle auf quer angeordnete
Antriebsräder übertragen wird. Die Zwischengetriebewelle
liegt dabei gelagert in der Antriebseinheit, wie dies
beispielsweise in der JP-OS 48-13 015, der US-PS 34 94 225,
der GB-PS 10 32 090 der DE-PS 15 55 101 sowie einer am
9. Dezember 1988 eingereichten US-Patentanmeldung der
Anmelderin mit der Serial No. 2 82 476 beschrieben ist.
Bei einem derartigen konventionellen Aufbau, wie er insbe
sondere in der JP-OS 46-13 015 beschrieben ist, sind jedoch
ein Zylinderblock und eine Ölwanne des Motors sowie ein
Differentialgehäuse zur Aufnahme des Differentials getrennt
voneinander ausgebildet und der Zylinder mit einer langen
Schürze versehen, um im unteren Abschnitt eine Kurbelkammer
zu bilden und eine Getriebewelle zu lagern. Dies bedingt
einen sehr großen Zylinderblock. Es ist jedoch generell
erforderlich, einen Zylinderblock mit größerer Stabilität
und größerer Maßgenauigkeit vorzusehen, so daß er wegen
seiner Motorfunktionen aus einem teureren Material als die
Ölwanne und das Differentialgehäuse hergestellt werden muß.
Ist der Zylinderblock aus den genannten und weiteren Gründen
größer als normal, so wird seine Stabilität bei höheren
Herstellungskosten reduziert. Systeme nach den weiteren
obengenannten Druckschriften sind mit verschiedenen weiteren
entsprechenden Problemen behaftet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
einfach aufgebautes Antriebssystem für ein Fahrzeug anzuge
ben, bei dem die genannten Probleme dadurch gelöst sind, daß
der Zylinderblock des Motors wesentlich kompakter ausgebil
det werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem Antriebssystem der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kenn
zeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird
bei einem derartigen Antriebssystem eine Ölwanne durch ein
mit einem Zylinderblock verbundenes unteres Gehäuse sowie
durch ein mit diesem verbundenes Ölwannenteil gebildet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die
Ölwanne einstückig ausgebildet sein.
Beim erfindungsgemäßen Antriebssystem wird die Ausgangslei
stung des Motors über eine Kupplung, ein Getriebe und eine
Kardanwelle auf das Differential und von diesem über eine
Zwischengetriebewelle, ein Kardangelenk, eine Antriebswelle
und ein weiteres Kardangelenk auf ein in bezug auf das
Differential auf der anderen Motorseite befindliches
Antriebsrad übertragen. Die Ausgangsleistung wird weiterhin
vom Differential über ein Kardangelenk, eine Antriebswelle
und ein weiteres Kardangelenk auf ein in bezug auf das
Differential auf der gleichen Motorseite befindliches
Antriebsrad übertragen. Die Ebene der unteren Verbindungs
fläche des Zylinderblocks des Motors verläuft rechtwinklig
zur Zylinderachse durch die Mitte eines Achslagers für die
Kurbelwelle, wodurch die Schürze des Zylinderblocks kurz
wird und die Zwischengetriebewelle nicht lagert, was zu
einem kompakten und vereinfachten Aufbau des Zylinderblocks
führt.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von
weiteren Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren
der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische ebene Ansicht eines Fahrzeugs
mit einem Antriebssystem gemäß einer ersten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt in einer Ebene II-II
in Fig. 1;
Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt in einer Ebene III-III
in Fig. 2;
Fig. 4 eine Seitenansicht senkrecht zu einer Ebene IV-IV
in Fig. 2;
Fig. 5 einen Schnitt in einer Ebene V-V in Fig. 2 mit
einer Antriebsvorrichtung für Ausgleichswellen;
Fig. 6 einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 7 eine Seitenansicht senkrecht zu einer Ebene
VII-VII in Fig. 6.
Gemäß Fig. 1 wird eine Leistungseinheit P durch einen Motor
1, eine Kupplung 2, ein Getriebe 3 sowie ein Differential D
gebildet, die als Einheit auf einem Fahrzeug V in dessen
Längsrichtung montiert sind (eine Kurbelwelle 5 des Motors 1
verläuft dabei parallel zur Längsachse des Fahrzeugs V). Die
Ausgangsleistung der Leistungseinheit wird über Gelenke J l 1,
Jr 1, Antriebswellen Sl, Sr, und Gelenke J l 2, Jr 2 auf
Vorderräder Wl, Wr übertragen, welche ein linkes bzw. rechtes
Antriebsrad bilden.
Gemäß den Fig. 2 und 3 besitzt der Motor 1 der Leistungsein
heit P eine Zylinderachse L 1-L 1, welche in bezug auf eine
vertikale Linie des Fahrzeugs V (um etwa 45°) nach links
oder rechts geneigt ist. Weiterhin besitzt der Motor 1 einen
Zylinderkopf 7 mit einem diesen abdeckenden Zylinderkopfdec
kel 8, welche übereinander mit einer Oberseite des Zylinder
blocks 6 verbunden sind. Der Zylinderblock 6 besitzt ein
eine obere Hälfte eines Kurbelgehäusebereichs bildendes
Kurbelgehäuseteil 6 1, das an seiner Unterseite durch mehrere
Verbindungsschrauben 11 mit einem eine untere Hälfte des
Kurbelgehäusebereichs bildenden unteren Gehäuse 9 verbunden
ist. Die Verbindungsflächen dieser Hälften liegen in einer
geneigten Ebene, welche senkrecht zu der Zylinderachse L 1-L 1
und durch die Mitte O von Achslagern 10 zur Lagerung des
Laufflächenteils der Kurbelwelle 5 verläuft. Das untere
Gehäuse 9 besitzt eine ausreichend große Stabilität, um die
untere Hälfte des Kurbelgehäusebereichs zu bilden und eine
im folgenden noch zu beschreibende Zwischengetriebewelle 12
zu lagern. Mit einer unteren offenen Seite des unteren
Gehäuses 9 ist eine Ölwanne 13 mittels Verbindungsschrauben
14 verbunden. Die Achslager 10 werden durch eine im Kurbel
gehäuseteil 6 1 des Zylinderblocks 6 ausgebildete Lagerfläche
15 sowie eine mit der Lagerhälfte 15 gekoppelte Lagerkappe
16 gebildet, wobei die Laufflächen der Kurbelwelle 5 drehbar
durch jeweils eines dieser Achslager 10 gelagert sind.
Auf der Neigungsseite des Zylinderblocks 6 in bezug auf den
Motor 1 ist ein Differentialgehäuse 17 vorgesehen, in dem
das Differential D auf dieser Seite des Zylinderblocks 6
angeordnet ist. Dieses Differentialgehäuse 17 ist mittels
mehrerer Schrauben 18 mit dem Kurbelgehäuseteil 6 1 des
Zylinderblocks 6 und der Ölwanne 13 in das untere Gehäuse 9
überbrückenderweise verbunden. An der offenen Endseite des
Differentialgehäuses 17 ist mittels mehrerer Schrauben 23
ein Abdeckelement 17 1 verbunden. Gemäß einer abgewandelten
Ausführung kann das Differentialgehäuse 17 mit dem Kurbelge
häuseteil 6 1 und dem unteren Gehäuse 9 in diese Teile
überbrückenderweise verbunden werden. Die Seiten des unteren
Gehäuses 9 und der Ölwanne 13 sind zur Anpassung an das
Differentialgehäuse 17 nach innen gedrückt.
Die obengenannte Zwischengetriebewelle 12 verläuft im
wesentlichen horizontal durch das untere Gehäuse 9 senkrecht
zur Kurbelwelle 5 und ist an einem Ende (das rechte Ende in
Fig. 2) mittels eines Lagerhalters 19 auf dem unteren
Gehäuse 9 gelagert. Speziell ist der Lagerhalter 19 durch
mehrere Schrauben 20 mit einer Außenwand des unteren
Gehäuses 9 verbunden, wobei das Ende der Zwischengetriebe
welle 12 mittels eines Kugellagers 24 drehbar im Lagerhalter
19 gelagert ist. Das andere Ende der Zwischengetriebewelle
12 verläuft durch benachbarte Seitenwände des unteren
Gehäuses 9 und des Differentialgehäuses 17 und ist im
Differentialgehäuse 17 durch ein Schrägrollenlager 21
gelagert. Das Ende der Zwischengetriebewelle 12, das sich in
das Differentialgehäuse 17 hinein erstreckt, ist mit einem
Antriebsritzel 30 des Differentials D durch Verkeilen
verbunden.
Wie bereits ausgeführt, ist das Differential D in einer
unterhalb des geneigten Zylinderblocks 6 befindlichen
Totzone angeordnet, so daß die gesamte Leistungseinheit P
sehr kompakt ausgebildet werden kann. Das Differential D ist
in konventioneller Weise aufgebaut und umfaßt ein durch
geneigte Rollenlager 21, 22 drehbar auf dem Differentialge
häuse 17 gelagertes Differentialgehäuse 25, ein am Außenum
fang des Differentialgehäuse 25 befestigtes und mit einem
Ritzel auf der vom Getriebe 3 ausgehenden Kardanwelle 4 in
Wirkverbindung stehendes angetriebenes Zahnrad 26 großen
Durchmessers, ein Paar von durch einen Stift 27 auf dem
Differentialgehäuse 25 getragenen Differentialritzels 28, 29
sowie ein Paar von mit den Ritzeln 28, 29 kämmenden An
triebsritzeln 30, 31. Das Antriebsritzel 30 ist mit dem
inneren Ende der Zwischengetriebewelle 12 durch Verkeilen
verbunden, während das andere Antriebsritzel 31 durch
Verkeilen mit dem Kardangelenk Jr₁ verbunden ist. Das innere
Ende des Kardangelenks Jr₁ ist durch ein Schrägrollenlager
22 drehbar auf der Außenwand des Differentialgehäuses 17
gelagert und mit seinem Außenende über die Antriebswelle Sr
und das andere Kardangelenk Jr₂ mit dem rechten Antriebsrad
Wr verbunden, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Das andere
Ende der Zwischengetriebewelle 12 ist durch Keilen mit dem
inneren Ende des Kardangelenkes Jl₁ verbunden, dessen
Außenende gemäß Fig. 1 über die Antriebswelle Sl und das
weitere Kardangelenk Jl₂ mit dem linken Antriebsrad Wl
gekoppelt ist. Mit 32, 33, 34 und 35 sind Öldichtungen
bezeichnet.
Im Betrieb des Motors 1 der Leistungseinheit P wird dessen
Ausgangsleistung von der Kupplung 2 und dem Getriebe 3 über
die Kardanwelle 4 auf das Differential D und sodann von
diesem über die Zwischengetriebewelle 12, das Kardangelenk
Jl₁, die Antriebswelle Sl und das weitere Kardangelenk Jl₂
auf das linke Antriebsrad Wl und über das Kardangelenk Jr₁,
die Antriebswelle Sr und das weitere Kardangelenk Jr₂ auf
das rechte Antriebsrad Wr übertragen.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung liegt die Unterseite
des Zylinderblocks 6 des Motors 1 in einer Ebene, welche
rechtwinklig zur Zylinderachse L 1-L 1 und durch die Mitte O
der Achslager 10 verläuft, wodurch der Zylinderblock 6
aufgrund der kurzen Schürze als Ganzes kompakt ausgebildet
ist und die Zwischengetriebewelle 12 nicht lagern muß,
welche in einfacher und geeigneter Weise durch das Differen
tialgehäuse 17 und das untere Gehäuse 9 gelagert ist. Die
Stabilität und die Genauigkeit des Zylinderblocks 6 kann
daher verbessert werden, was zu einer Verbesserung der
Betriebseigenschaften des Motors 1 selbst führt.
Gemäß den Fig. 2 und 5 ist auf entgegengesetzten Seiten der
Kurbelwelle 5 und parallel zu dieser ein Paar von Aus
gleichswellen 36, 37 vorgesehen, welche jeweils mit einem
Paar von Gewichten 36 W, 36 W und 37 W, 37 W versehen sind.
Diese Ausgleichswellen 36 und 37 stehen über ein Synchronge
triebe 38 mit der Kurbelwelle 5 in Wirkverbindung.
Das Synchrongetriebe 38 umfaßt eine an der Kurbelwelle 5
befestigte Antriebsriemenscheibe 39, eine erste an der
Ausgleichswelle 36 befestigte angetriebene Riemenscheibe 40,
eine zweite drehbar auf dem Kurbelgehäuseteil 6 1 des
Zylinderblocks 6 benachbart und parallel zur anderen
Ausgleichswelle 37 gelagerte angetriebene Riemenscheibe 41,
einen um die Antriebsriemenscheibe und die angetriebenen
Riemenscheiben 39 bzw. 40, 41 geführten Endlosriemen 42, ein
Antriebszahnrad 44, das an einer Zwischenwelle, auf welcher
die zweite angetriebene Riemenscheibe 41 montiert ist,
befestigt ist, sowie ein an der anderen Ausgleichswelle 37
befestigtes und mit dem Antriebszahnrad 44 kämmendes
angetriebenes Zahnrad 45. Bei diesem Synchrongetriebe ist
die Anzahl der Zähne auf der ersten und zweiten angetriebe
nen Riemenscheibe 40 und 41 gleich der Hälfte der Anzahl der
Zähne auf der Antriebsriemenscheibe 39, während die Zahnrä
der 44 und 45 die gleiche Anzahl von Zähnen besitzen. Die
Ausgleichswellen 36 und 37 werden daher im Vergleich zur
Drehzahl der Kurbelwelle 5 mit der doppelten Drehzahl in
gegensinnigen Richtungen angetrieben, wobei die Summe der
sich aus den Gewichten 36 W und 37 W ergebenden Zentrifugal
kräfte zur Aufhebung der Sekundärträgheitskraft der schwin
genden Masse des Motors 1 dient.
Die Fig. 6 und 7 zeigen eine zweite erfindungsgemäße
Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform ist eine Ölwanne
13 1 direkt mit der geneigten Unterseite des Kurbelgehäuse
teils 6 1 des Zylinderblocks 6 verbunden, wobei das untere
Gehäuse 9 der ersten Ausführungsform nicht vorhanden ist.
Die Zwischengetriebewelle 12 verläuft durch die Ölwanne 13 1
und ist mit einem Ende über den Lagerhalter 19 in der
gleichen Weise auf der Ölwanne 13 1 drehbar gelagert. Das
Differentialgehäuse 17 verbindet das Kurbelgehäuseteil 6 1
des Zylinderblocks 6 und die Ölwanne 13 1 und überbrückt
diese.
Diese zweite Ausführungsform besitzt die gleichen Vorteile
wie die oben beschriebene erste Ausführungsform und ist
weiterhin insofern vorteilhaft, als die Anzahl ihrer
Komponenten aufgrund des Fehlens des unteren Gehäuses 9
verringert ist.
Erfindungsgemäß besitzt also die Schürze des Zylinderblocks
eine wesentlich reduzierte Länge und muß die Zwischengetrie
bewelle nicht lagern, so daß eine sehr kompakte Ausbildung
möglich ist, wodurch eine hohe Stabilität und eine hohe
Genauigkeit bei einfacher und billiger Ausführung gewährlei
stet ist. Gemäß der zweiten Ausführungsform ist die redu
zierte Anzahl von Teilen ein weiterer Vorteil.
Claims (9)
1. Antriebssystem für ein Fahrzeug (V) mit einem Motor (1),
einem Getriebe (3) und einem Differential (D), bei dem
der Motor (1) mit seiner Kurbelwelle (5) in Längsrichtung
des Fahrzeugs (V) zum Antrieb von auf sich gegenüberlie
genden Motorseiten befindlichen linken und rechten Rädern
(Wl, Wr) angeordnet ist, der Motor (1) einen in Fahrzeug
richtung nach links oder rechts geneigten Zylinderblock
(6) aufweist, mit dem Zylinderblock (6) an Verbindungs
flächen in einer Ebene senkrecht zur Zylinderachse
(L 1-L 1) eine Ölwanne (13) verbunden ist, das Differential
(D) in einem Differentialgehäuse (17) enthalten ist, das
mit einer unteren Seitenfläche des Motors (1) auf dessen
Neigungsseite verbunden ist, und bei dem eine Zwischenge
triebewelle (12) durch die Ölwanne (17) verläuft und
durch diese gelagert ist, um das Differential (D) und ein
in bezug auf dieses auf der gegenüberliegenden Motorseite
befindliches Antriebsrad in Wirkverbindung zu bringen.
2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ebene der Verbindungsflächen im wesentlichen
durch die Mitte von die Kurbelwelle (5) lagernden
Achslagern (10) verläuft.
3. Antriebssystem nach Anspruch 1 und/oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der Zwischengetrie
bewelle (12) durch die Ölwanne (13) und das andere Ende
der Zwischengetriebewelle (12) durch das Differentialge
häuse (17) gelagert ist.
4. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Lager (19, 24) in der
Ölwanne (13) und ein weiteres Lager (21) im Differential
gehäuse (17) vorgesehen sind, welche zur Lagerung der
beiden Enden der Zwischengetriebewelle (12) dienen.
5. Antriebssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Lager (19, 24) in der Ölwanne (13) einen an einem
Gehäuseteil der Ölwanne (13) montierten abnehmbaren
Lagerhalter (19) enthält.
6. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialgehäuse (17)
durch lösbare Elemente (18) sowohl mit dem Zylinderblock
(6) als auch der Ölwanne (13) verbunden ist.
7. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialgehäuse (17)
mit Ausnahme der Stellen der lösbaren Elemente (18)
sowohl vom Zylinderblock (6) als auch von der Ölwanne
(13) beabstandet ist.
8. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ölwanne durch ein an den
Verbindungsflächen direkt am Zylinderblock (6) montiertes
offenes Gehäuse sowie ein an diesem unteren Gehäuse
unterhalb der Zwischengetriebewelle (12) montiertes
Ölwannenteil gebildet ist.
9. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ölwanne (13) ein einstüc
kiges geschlossenes Gehäuse, das eine der Verbindungsflä
chen zur direkten Montage am Zylinderblock (6) aufweist,
sowie einen geschlossenen Boden zur Aufnahme von Maschi
nenöl umfaßt.
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