DE4009810C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein allradgetriebenes Motorfahrzeug mit querliegendem Motor, der sich im vorderen Fahrzeugbereich be­ findet und einem querliegendem Getriebe, das an ein Mittel­ differentialgetriebe und ein Frontdifferentialgetriebe, die koaxial zur Achse der Vorderräder des Motorfahrzeuges ange­ ordnet sind, angeschlossen ist und über eine Übertragungswelle und eine Kardanwelle mit einem der Achse der Hinterräder zuge­ ordneten hinteren Differenzialgetriebe verbunden ist.

Ein derartiges Motorfahrzeug ist aus der EP-00 43 806 B1 bekannt.

Auch die JP-OS 60-1 79 334 beschreibt ein allradgetriebenes Motor­ fahrzeug mit querliegendem Motor, das derart aufgebaut ist, daß das Mitteldifferentialgetriebe und ein Frontdifferentialge­ triebe koaxial auf der Axiallinie der Vorderräder angeordnet sind, während sich vor diesen Differentialgetrieben der Motor und das Getriebe befinden.

Diese Ausgestaltungen besitzen den Nachteil, daß, insbesondere bei starken Motoren, durch die große Masse eine problematische Überlastung der Vorderachse mit den darauf beruhenden nega­ tiven Einflüssen auf die Fahreigenschaften gegeben sind. Außer­ dem führt die Einbindung der Kraftübertragung auf die Kardan­ welle in die koaxiale Ausbildung des Mittel- und des Frontge­ triebes zwar zu einer kompakten Bauform, was jedoch gleichzeitig durch die damit verbundenen hohen Anforderungen eine sehr prä­ zise Fertigung eine erhebliche Verteuerung dieses Bauteils zur Folge hat.

Die DD 2 40 709 A1 beschreibt einen Fahrantrieb für Stallarbeits­ maschinen mit mittig angeordnetem, tiefliegendem Antriebsblock und angetriebener Vorder- und Hinterachse. Bei extrem langsam fahrenden Fahrzeugen, wie Stallarbeitsmaschinen, spielen jedoch Einflüsse auf die Fahreigenschaften nur eine untergeordnete Rolle.

Schließlich beschreibt die EP-01 80 374 B1 einen Antrieb für ein allradgetriebenes Fahrzeug, bei dem jedoch Motor und Getriebe vor dem MItteldifferential angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein allradgetriebenes Motorfahrzeug mit querliegendem, im vorderen Fahrzeugbereich an­ geordneten Motor der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, dessen Motor- und Getriebegewicht bei Beibehaltung der raumsparenden Bauweise und einschließlich einer konstruktiv und fertigungstechnisch vereinfachten Gestaltung der Kraftüber­ tragung auf das hintere Differentialgetriebe die Vorderräder des Fahrzeuges nicht einseitig belastet.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß sich der Motor und das Getriebe hinter dem Mitteldifferential­ getriebe und dem Frontdifferentialgetriebe befinden, während sich die Übertragungswelle zur Übertragung des Antriebsdreh­ momentes vom Mitteldifferenzialgetriebe auf die Hinterräder quer zur Fahrzeugrichtung erstreckt und unterhalb der Achse der Vorderräder angeordnet ist.

Hierbei führt der Anschluß der Motor-Getriebeeinheit an die hintere Seite des koaxial angeordneten Mitteldifferential- bzw. Frontdifferentialgetriebes zu einer für die Fahreigen­ schaften vorteilhaften Masseverteilung, wobei gleichzeitig die raumsparende Anordnung beibehalten wird. Zum anderen wird die Ausbildung der Achse mit den in diese integrierten koaxialen Getrieben vereinfacht, indem die Übertragungswelle parallel zur Vorderachse angeordnet ist und dadurch dennoch die geringe Länge der Antriebseinheit gewährleistet ist. Weiterhin ermög­ licht die parallel und unterhalb der Vorderachse vorgesehene Anordnung der Übertragungswelle deren Anschluß an die Kardanwelle unterhalb des Motors, so daß es zu keiner Behinderung zwischen Motor und Kardanwelle kommt und eine einfache Montage der Über­ tragungswelle und der Kardanwelle gewährleistet ist.

Bezüglich vorteilhafter Ausgestaltungen dieses Fahrzeuges wird auf die Merkmale der Unteransprüche verwiesen.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier verschiedener Ausführungs­ beispiele, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen im einzelnen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung, unter Darstellung des Hauptteils des Allradantriebssystems, entlang der Schnittlinie A-A der Fig. 5,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaues eines allradgetriebenen Motorfahrzeuges mit der Anordnung des Getriebes und der hiermit in Zusammen­ hang stehenden Teile, wie sie entsprechend der Schnittlinie A-A in Fig. 5 wiedergegeben sind,

Fig. 3 die Draufsicht auf den Motor und der entsprechenden Teile der ersten Ausführungsform,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Anordnung gemäß dieser Aus­ führungsform,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Positionsbe­ ziehungen der einzelnen Elemente dieser Ausführungs­ form, von der linken Fahrzeugseite aus gesehen,

Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 7 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung der zweiten Ausführungsform und

Fig. 8 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung dieser Ausführungsform.

Es soll zunächst eine nähere Beschreibung der ersten Aus­ führungsform wiedergegeben werden.

Die Fig. 2 zeigt den Gesamtaufbau eines Allradantriebssystems der ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Bezugsziffer 1 bezeichnet eine Vierzylindermaschine, die sich im vorderen Teil der Fahrzeugkarosserie befindet. Die Kurbelwelle 1a, bei welcher es sich um die Abtriebswelle des Motors 1 handelt, liegt quer, d.h., sie erstreckt sich in Seitenrichtung des Fahrzeuges. Die Bezugsziffer 2 bezeichnet ein Zahnradgetriebe, das sich quer auf der linken Seite des Motors 1 befindet. In diesem Getriebe 2 ist innerhalb eines Getriebegehäuses eine Getriebehauptwelle 5 angeordnet, die an die Kurbelwelle 1a des Motors 1 über ein Kupplungssystem 4 angeschlossen ist, während eine Sekundärwelle 6 parallel zur Getriebehauptwelle 5 angeordnet ist. Durch Wechsel des Zahnradzuges zwischen den beiden Wellen 5 und 6 wird das Untersetzungsverhältnis geändert.

Die Bezugsziffer 7 bezeichnet ein Mitteldifferentialgetriebe, das das Drehmoment von dem Getriebe 2 auf die Vorderräder und die Hinterräder verteilt. Die Bezugsziffer 8 identifiziert ein Frontdifferentialgetriebe, das einen Teil des Antriebsdreh­ momentes von dem Mitteldifferentialgetriebe 7 auf das linke bzw. das rechte Vorderrad 11L bzw. 11R über die Wellen 9L bzw. 9R und die Antriebswellen 10L bzw. 10R, bei welchen es sich um die Achsen handelt, überträgt. Das Mitteldifferentialgetriebe 7 und das Frontdifferentialgetriebe 8 sind koaxial zur Achse der Vorder­ räder 11L und 11R angeordnet. Der Motor 1 und das Getriebe 2 befinden sich hinter den beiden Differentialgetrieben 7 und 8 in der Karosserie des Fahrzeugs.

Mit der Bezugsziffer 12 ist ein Übertragungsmechanismus be­ zeichnet. Dieser Übertragungsmechanismus überträgt den ver­ bleibenden Teil des Antriebsdrehmomentes von dem Mitteldiffer­ entialgetriebe 7 auf eine Kardanwelle 13, die sich in Längs­ richtung der Fahrzeugkarosserie zur hinteren Fahrzeugseite erstreckt. Die Kardanwelle 13 umfaßt eine Mehrzahl von Wellen 13a, 13b (von denen in der Zeichnung nur zwei dargestellt sind), die über Kreuzgelenke 17 miteinander in Verbindung stehen. Das rückwärtige Ende der Kardanwelle 13 (der Wellenabschnitt 13b) ist an ein hinteres Differentialgetriebe 14 angeschlossen, das das Antriebsdrehmoment auf das rechte bzw. linke Hinterrad 16L bzw. 16R über die Achsen 15L bzw. 15R verteilt.

Die Fig. 1 zeigt den genauen Aufbau des Mitteldifferentialge­ triebes 7, des Frontdifferentialgetriebes 8 sowie des Über­ tragungsmechanismus 12. Wie die Fig. 1 zeigt, ist das Front­ differentialgetriebe 8 mit einem Ritzelpaar 23 versehen, die drehbar über eine Ritzelwelle 22 im Differentialgetriebe­ gehäuse 21 gehalten sind, wobei ein Paar von Achswellenrädern 24 jeweils mit einem Ritzel 23 kämmt und an einem Ende (dem inneren) der rechten bzw. linken Welle 9L bzw. 9R befestigt sind. Das Differentialgetriebegehäuse 21 ist drehbar auf den Achswellen 9L, 9R gehalten.

Das Mitteldifferentialgetriebe 7 umfaßt einen Planetenradmecha­ nismus des Doppelritzeltyps mit einem Sonnenrad 31, das mit einem Tellerrad 32 kämmt und die miteinander über die Ritzel 34 und 35 beider Systeme in Verbindung stehen, die von einem Ritzel­ träger 33 gehalten sind. Das Tellerrad 32 erstreckt sich über die rechte Seite des Differentialgetriebegehäuses 21 des Front­ differentialgetriebes 8 und deckt diese Seite ab. Ein Zahnrad 32a kämmt mit einem Ausgangszahnrad 6a der Sekundärwelle 6 des Getriebes 2 und ist an der äußeren peripheren Oberfläche des linken Endbereiches des Tellerrades 32 ausgebildet, das dem Sonnenrad 31 entspricht. Der Ritzelträger 33 ist mit dem Differ­ entialgehäuse 21 des Frontdifferentialgetriebes 8 in der Weise verbunden, daß sich der erstere einheitlich mit dem letzteren dreht.

Der Übertragungsmechanismus 12 ist mit einem ersten Übertragungs­ zahnrad 41 versehen, das einheitlich mit dem Sonnenrad 31 des Mitteldifferentialgetriebes 7 ausgebildet ist, während ein zweites Übertragungszahnrad 43 drehbar am linken Endbereich einer Übertragungswelle 42 vorgesehen ist, und zwar in Quer­ richtung des Fahrzeuges und parallel zu den Wellen 9L und 9R. Es kämmt mit dem ersten Übertragungszahnrad 41, während ein drittes und ein viertes Übertragungszahnrad 44 bzw. 45 vorge­ sehen sind, die als Kegelräder ausgebildet sind, die die Drehung der Übertragungswelle 42 auf eine Übertragungswelle 46 über­ mitteln, die an die Kardanwelle 13 (Welle 13a) angeschlossen ist.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen die Anordnung des Motors 1, des Untersetzungsgetriebes 2 und der hiermit in Verbindung stehenden Teile im vorderen Bereich der Fahrzeugkarosserie. Wie die Figuren zeigen, werden der Motor 1 und das Getriebe 2 von Vorderrahmen 51L und 51R derart gehalten, daß die axiale Mitte P1 der Kurbel­ welle 1a des Motors 1 und die Hauptwelle 5 des Getriebes 2 sich in rückwartiger Richtung der Fahrzeugkarosserie vom Punkt P2 und oberhalb des Punktes P2 befinden, wobei es sich bei diesem Punkt um die axiale Mitte der Achse der Vorderräder 11L und 11R handelt (nämlich die Mitte des Mitteldifferentialgetriebes 7 und des Frontdifferentialgetriebes 8). Der Motor 1 ist derart angeordnet, daß die Seite des Zylinderkopfes 1b (die Oberseite) diagonal und nach vorn geneigt ist, gesehen in Richtung der Kurbelwelle. Bei dem Punkt P3 handelt es sich um die axiale Mitte der Sekundärwelle 6 des Getriebes 2 und befindet sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie zwischen dem Punkt P2, bei welchem es sich um die axiale Mitte der Vorderachse handelt, und P1, der in der axialen Mitte der Kurbelwelle (Hauptwelle) liegt. Der Punkt P4 befindet sich in der axialen Mitte der Übertragungswelle 42 und ist zwischen P2, also der axialen Mitte der Frontachse und P1, also der axialen Mitte der Kurbel­ welle, in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie und unterhalb von P1 und P2 angeordnet. Das heißt, daß die Übertragungswelle 42 sich in dem sog. toten Raum zwischen der Kurbelwelle 1a und der Vorderachse (den Wellen 9L, 9R und der Antriebswellen 10L und 10R) befindet. Von der Übertragungswelle 42 erstrecken sich die Übertragungswelle 46 sowie die Kardanwelle 13 im wesent­ lichen horizontal in Richtung auf die rückwärtige Fahrzeug­ karosserie. Die Kardanwelle 13 ist in Längsrichtung der Karosser­ ie unterhalb des Motors 1 angeordnet und verläuft an der Seite (auf der dem Betrachter der Fig. 4 zugewandten Seite) einer Öl­ wanne 61. Entsprechend der Darstellung in Fig. 1 und Fig. 2 be­ findet sich die Übertragungswelle 42 vor den Wellen 9L und 9R sowie den Antriebswellen 10L und 10R für den Vorderantrieb. Dies liegt daran, daß die Fig. 1 und die Fig. 2, entsprechend der Linie A-A der Fig. 5, abgeleitet sind, während tatsächlich sich die Übertragungswelle 42 hinter der Vorderachse befindet.

In Fig. 3 und Fig. 4 bezeichnet die Bezugsziffer 52 ein Lenk­ system. Dieses Lenksystem ist so aufgebaut, daß die Lenkkraft des (in den Zeichnungen nicht dargestellten) Lenkrades auf das rechte und das linke Vorderrad 11L bzw. 11R über eine Lenkwelle 53, einen Zahnstangen- und Ritzelmechanismus 54 sowie Spurstangen 55 usw. übertragen wird, um somit das rechte und das linke Vorder­ rad 11L und 11R zu steuern. Die Lenkwelle 53 verläuft unterhalb des Motors 1 von dem Fahrgastraum ausgehend und steht mit dem Zahnstangen- und Ritzelmechanismus 54 in Verbindung, der sich vor dem Motor 1 befindet. Die Bezugsziffer 56 bezeichnet die Aufhängung, die die Vorderräder 11L und 11R mit der Fahrzeug­ karosserie (Vorderrahmen 51L und 51R) verbindet, während mit der Bezugsziffer 57 ein Kühler identifiziert ist.

Da sich bei der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform der Motor 1 und das Getriebe 2 sich hinter der Achse der Vorderräder 11L und 11R (Wellen 9L und 9R und Antriebswellen 10L und 10R) befindet, vermag diese Ausgestaltung die einseitige Belastung der Vorderräder 11L und 11R durch das Fahrzeuggewicht zu ver­ mindern, um somit zu einer Verbesserung der Laufstabilität bei­ zutragen.

Da die Übertragungswelle 42 des Übertragungsmechanismus 12, die die Antriebskraft von dem Mitteldifferentialgetriebe 7 zur Hinterradseite überträgt, innerhalb des sog. toten Raumes zwischen der Achse der Vorderräder 11L und 11R und der Kurbel­ welle 1a des Motors 1 in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, vermag diese Anordnung der Übertragungswelle 42 und entsprechend die Anordnung des Übertragungsmechanismus zu einer Verkürzung der Länge der Antriebseinheit einschließ­ lich des Motors 1 und des Getriebes 2 sowie der hiermit in Verbindung stehenden Teile in Längsrichtung und in Vertikal­ richtung zu führen. Somit läßt sich ein kompakter Aufbau der Antriebseinheit ausbilden. Darüber hinaus hat diese Anordnung den Vorteil, daß die Übertragungswelle 46 sowie die Kardanwelle 13 leicht montiert werden können, ohne daß man mit dem Motor 1 und dem Getriebe 2 in Konflikt gerät.

In den Fig. 6 bis 8 ist die zweite Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Ausgestaltung wiedergegeben. Bei dieser Aus­ führungsform befindet sich die axiale Mitte P4 der Übertragungs­ welle 42, die sich in Querrichtung des Übertragungsmechanismus erstreckt, welcher das Antriebsdrehmoment von dem Mitteldiffer­ entialgetriebe 7 auf die Hinterräder überträgt, vor der axialen Mitte P2 der Vorderachse und unter den Punkten P2 und P1, bei welchem es sich um die axiale Mitte der Kurbelwelle 1a handelt. Die Übertragungswelle 46 und die Kardanwelle 13 verlaufen im wesentlichen horizontal in Richtung auf den rückwärtigen Karos­ serieteil von der Übertragungswelle 42 an der Seite der Ölwanne 61 unter dem Motor 1. Der grundsätzliche Aufbau des Allrad­ antriebssystems und der Ausgestaltung der Anordnungen des Motors 1 und des Getriebes 2 sowie der hiermit in Verbindung stehenden Teile ist der gleiche wie im Fall der ersten Aus­ führungsform. Gleiche Bezugsziffern identifizieren die gleichen Bauelemente, so daß sich eine nähere Beschreibung an dieser Stelle erübrigt.

Auch bei der vorgenannten zweiten Ausführungsform befinden sich der Motor 1 und das Getriebe 2 in der Mitte des Mitteldifferential­ getriebes 7 und des Frontdifferentialgetriebes 8, d.h. hinter dem Punkt P2, welcher in der axialen Mitte der Achse der Vorder­ räder 11L und 11R liegt, so daß damit die einseitige Be­ lastung der Vorderräder 11L und 11R durch das Fahrzeuggewicht vermindert werden kann, während sich die Laufstabilität hier­ durch verbessern läßt.

Es soll an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich angegeben werden, daß es sich bei der vorangehenden Beschreibung ledig­ lich um eine solche beispielhaften Charakters handelt und daß verschiedene Abänderungen und Modifikationen möglich sind, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims (8)

1. Allradgetriebenes Motorfahrzeug mit querliegendem Motor, der sich im vorderen Fahrzeugbereich befindet, und einem querliegenden Getriebe, das an ein Mittel­ differentialgetriebe und ein Frontdifferentialgetriebe, die koaxial zur Achse der Vorderräder des Motor­ fahrzeugs angeordnet sind, angeschlossen ist und über eine Übertragungswelle und eine Kardanwelle mit einem der Achse der Hinterräder zugeordneten hinteren Differenzialgetriebe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Motor (1) und das Ge­ triebe (2) hinter dem Mitteldifferentialgetriebe (7) und dem Frontdifferentialgetriebe (8) befinden, während sich die Übertragungswelle (42) zur Übertra­ gung des Antriebsdrehmoments vom Mitteldifferential­ getriebe (7) auf die Hinterräder (16L, 16R) quer zur Fahrzeugrichtung erstreckt und unterhalb der Achse der Vorderräder (11L, 11R) angeordnet ist.

2. Motorfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß sich die Übertragungswelle (42) - in Fahr­ zeuglängsrichtung gesehen - zwischen der Achse der Vorderräder (11L, 11R) und der Kurbelwelle (1a) befindet.

3. Motorfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Übertragungswelle (42) vor der Achse der Vorderräder (11L, 11R) angeordnet ist.

4. Motorfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Getriebe (2) hinter und oberhalb des Mitteldifferen­ tialgetriebes (7) befindet.

5. Motorfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkwelle (53) in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie unterhalb des Motors (1) verläuft.

6. Motorfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kardanwelle (13) in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie unterhalb des Motors (1) verläuft.

7. Motorfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kardanwelle (13) seitlich der Ölwanne (61) unterhalb des Motors (1) verläuft.

8. Motorfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (1) derart angeordnet ist, daß die Seite des Zylinderkopfes (1b) diagonal und nach vorn geneigt ist, gesehen in Richtung der Kurbelwelle (1a).