DE4113109A1 - Anordnung aus lenkzahnstange und uebertragungsritzel eines fahrzeugs mit vierradantrieb mit querliegendem frontmotor-antriebssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein ein Fahrzeug mit einem Vierradantrieb, ausgehend von einem in Querrichtung be­ festigten Frontmotor-Frontantriebssystem und insbesondere eine Anordnung aus Lenkzahnstange und Übertragungsritzel für ein solches Fahrzeug mit Vierradantrieb.

Eine herkömmliche Anordnung aus Lenkzahnstange und Über­ tragungsritzel für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb der oben beschriebenen Art ist in Fig. 3 abgebildet. Bei dieser Anordnung ist eine Lenkzahnstange 10 niedriger angeordnet als eine Achse L1 eines Übertragungszahnkranzes 12 und eine Achse L2 eines Übertragungsritzels 14 oder einer Antriebswelle 16. Die Achsen L1 und L2 befinden sich im wesentlichen auf demselben Niveau oder auf der­ selben Höhe über dem Boden. L3 ist ein Niveau, das eine obere Begrenzung eines Bodenabstandes eines unteren Steuerarms oder Kontrollarms 18 einer Vorderaufhängung darstellt. 18a und 18b bezeichnen einen vorderen und einen hinteren Zapfen des unteren Steuerarms 18.

Ein weiteres Beispiel einer herkömmlichen Anordnung aus Lenkzahnstange und Übertragungsritzel ist in Fig. 4 abgebildet. Bei dieser Anordnung ist die Achse L2 des Übertragungsritzels 14 oder der Antriebswelle 16 nie­ driger angeordnet als die Achse L1 des Übertragungszahn­ kranzes 12, d. h. die Achse L2 ist gegenüber der Achse L1 um eine Strecke α1 nach unten versetzt.

Die Ausbildung gemäß Fig. 3 hat das Problem, daß wegen der Anordnung der Lenkzahnstange 10 an einer Stelle un­ terhalb der den Achsen L1 und L2 ein Motor (nicht dar­ gestellt), eine Übertragungsachse (transaxle) 20, usw. an einer hochliegenden Höhe über dem Boden angeordnet sind, d. h. es ist eine große Bodenfreiheit erforderlich, die mit dem Erfordernis verbunden ist, eine Haube an einer entsprechend hohen Stelle oberhalb des Bodens an­ zuordnen.

Dieses Problem kann durch die Ausbildung gemäß Fig. 4 gelöst werden. Diese Ausbildung ist jedoch deshalb nachteilig, weil infolge der Anordnung der Lenkzahnstange 10 oberhalb der Antriebswelle 16 eine große Rollsteuerung hervorgerufen wird, wodurch die Lenkeigenschaften und damit die Laufstabilität des Fahrzeugs verschlechtert sind.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein verbessertes Fahrzeug mit Vierradantrieb vorgesehen, das an der Vor­ derseite einen in Querrichtung befestigten Motor auf­ weist, mit dem eine Übertragungsachse verbunden ist, um eine Antriebseinheit zu bilden, die ein Differential­ getriebe zur Übertragung der Motorkraft auf die Vorder­ räder aufweist, wobei ferner ein Übertragungszahnkranz operativ mit der Übertragungsachse verbunden ist, um Motorkraft aufzunehmen, und ein Übertragungszahnrad mit dem Übertragungszahnkranz kämmt, um Motorkraft auf die Hinterräder zu übertragen, und wobei ferner eine Lenkzahnstange nahe dem Übertragungsritzel angeordnet ist. Der vorstehende Aufbau folgt der herkömmlichen Bau­ weise.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Achse des Über­ tragungsritzels höher angeordnet als die Achse des Über­ tragungszahnkranzes, und die Lenkzahnstange ist niedriger angeordnet als das Übertragungsritzel.

Die vorstehend aufgeführte erfindungsgemäße Anordnung löst die weiter oben angesprochenen Probleme herkömm­ licher Anordnungen.

Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Auf­ gabe zugrunde, ein Fahrzeug mit einem Vierradgetriebe mit einer Anordnung aus Lenkzahnstange und Übertragungsritzel anzugeben, bei dem es leicht ist, die Lenkzahnstange zwischen dem Übertragungsritzel und einem unteren Steuer­ arm einer Vorderaufhängung anzuordnen, ohne die Boden­ freiheit einer Antriebseinheit etc. zu erhöhen und ohne die Lenkungseigenschaften zu verschlechtern. Das erfin­ dungsgemäße Fahrzeug soll ferner so ausgebildet sein, daß die Konstruktionsfreiheit des Fahrzeugs erhöht ist. Außerdem soll die Laufstabilität des Fahrzeugs verbessert sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale ge­ löst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfin­ dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit Vier­ radantrieb mit einer Anordnung aus Lenk­ zahnstange und Übertragungsritzel;

Fig. 2 eine Kurvendarstellung der Lenkeigen­ schaften, die mit der Anordnung gemäß Fig. 1 erzielt werden, zusammen mit Lenkeigen­ schaften der Anordnungen gemäß den Fig. 3 und 4 zum Vergleich;

Fig. 3 eine herkömmliche Anordnung aus Lenkzahn­ stange und Übertragungsritzel in einer schematischen Seitenansicht und

Fig. 4 eine weitere herkömmliche Anordnung aus Lenkzahnstange und Übertragungsritzel in einer Darstellung ähnlich Fig. 3.

Mit Bezug auf Fig. 1, in der mit den herkömmlichen An­ ordnungen gemäß den Fig. 3 und 4 übereinstimmende oder ähnliche Bauteile mit denselben Bezugszeichen ge­ kennzeichnet sind, enthält ein Fahrzeug 22 mit Vier­ radantrieb einen Motor 24, der vorne im Fahrzeug quer angeordnet und mit einer Übertragungsachse 20 versehen ist, um eine Antriebseinheit 26 zu bilden. Die Motor­ kraft wird durch ein Differentialgetriebe 28 der Über­ tragungsachse (transaxle) 20 auf die Vorderräder 30 und über einen Übertragungszahnkranz 12, ein Übertragungs­ ritzel 14, das mit dem Übertragungszahnkranz 12 kämmt, eine Antriebswelle 16 usw. auf die Hinterräder 32 über­ tragen. Der Übertragungszahnkranz 12 ist koaxial zu dem Differentialgetriebe 28 der Übertragungsachse 20 ange­ ordnet und antriebsmäßig mit einem Übertragungsabschnitt der Übertragungsachse 20 verbunden. Das Übertragungsritzel 14 ist mit der Antriebswelle 16 über ein Gelenk 34 wie ein Kardangelenk verbunden. Eine Vorderaufhängung 36 enthält einen unteren Steuerarm oder Kontrollarm 18, der höher angeordnet ist als ein vorbestimmtes Niveau-über-Grund L3. Ein Lenkgetriebe 37 ist von der Ritzel-Zahnstangenart und enthält eine Lenkzahnstange 10 zwischen einem Über­ tragungsgehäuse 20a und dem unteren Kontrollarm 18 der Vorderaufhängung 36 und erstreckt sich langgestreckt in Querrichtung des Fahrzeugs 22. Das Übertragungsgehäuse 20a nimmt das Übertragungsritzel 14 in sich auf und ist an einem Gehäuse 20b der Übertragungsachse 20 befestigt. Das Lenkgetriebe 37 enthält ferner ein Lenkgetrieberitzel 38, das mit einem nicht dargestellten Steuerrad drehbar ist und mit der Lenkzahnstange 10 so kämmt, daß die Drehung des Lenkgetrieberitzels 38 bewirkt, daß die Lenk- Zahnstange 10 sich in Querrichtung des Fahrzeugs 22 hin- und herbewegt, was zur Folge hat, daß die Vorderräder 20 nach links oder rechts verschwenkt werden.

In weiteren Einzelheiten ist das Differentialgetriebe 28 so angeordnet, daß es eine Achse hat, die sich in Quer­ richtung des Fahrzeugs 22 erstreckt. In diesem Zusammen­ hang erstreckt sich die Achse L1 des Übertragungszahn­ kranzes 12 in Querrichtung des Fahrzeugs 22, während sich die Achse L2 des Übertragungsritzels 14 in Längs­ richtung des Fahrzeugs 22 erstreckt. P1 zeigt ein Motor­ zentrum oder ein Kurbelwellenzentrum an.

Der obige Aufbau kann auf herkömmliche Weise erreicht werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Achse L1 des Übertragungszahnkranzes 12 koaxial mit dem Dif­ ferentialgetriebe 28 der Übertragungsachse 20 und tiefer angeordnet als die Achse L2 des Übertragungs­ ritzels 14, d. h., die Achsen 11 und 12 sind vertikal um eine vorbestimmte Strecke α2 auf solche Weise versetzt, daß die Achse L2 höher angeordnet ist als die Achse L1.

Aus dem Vorstehenden ist zu ersehen, daß die erfindungs­ gemäße Anordnung es ermöglicht, einen größeren oder er­ höhten Raum zwischen dem Übertragungsgehäuse 20a und dem unteren Kontrollarm 18 der Vorderaufhängung 38 zu schaffen, womit es leicht wird, die Lenkzahnstange 10 zwischen dem Übertragungsgehäuse 20a und dem unteren Kon­ troll- oder Steuerarm 18 der Vorderaufhängung 38 anzu­ ordnen, ohne die Bodenfreiheit oder die Höhe-über-Boden der Antriebseinheit 26, Haube etc. zu erhöhen. Der Motor 24, Übertragungsachse 20 etc. können daher an einer nie­ drigeren Höhe-über-Boden angeordnet werden, wodurch es möglich wird, die Bodenhöhe der Haube zu verringern, d. h. es ist möglich, die Konstruktionsfreiheit des Fahrzeugs zu vergrößern.

Da die Lenkzähnstange 10 tiefer angeordnet ist als die Achse L2 des Übertragungsritzels 14 oder die Antriebs­ welle 16, bewirkt die Anordnung aus Lenkzahnstange und Übertragungsritzel gemäß der Erfindung keine unerwünscht große Rollensteuerung, was nachfolgend mit Bezug auf die Kurvendarstellung gemäß Fig. 2 näher beschrieben wird.

In Fig. 2 stellt eine durchgehende Kurve 1 die Lenkeigen­ schaften dar, die mit einer erfindungsgemäßen Anordnung aus Lenkzahnstange und Übertragungsritzel erreicht werden, während die mit einem Punkt versehene Kurve 2 die Lenk­ eigenschaften einer Anordnung gemäß Fig. 3 darstellt. Eine gestrichelte Kurve 3 gibt die Lenkeigenschaften der Anordnung gemäß Fig. 4 wieder.

Aus der Kurvendarstellung ist zu ersehen, daß die er­ findungsgemäße Anordnung im Vergleich mit den herkömm­ lichen Anordnungen gemäß den Fig. 3 und 4 weniger Variation im Vorderlauf bzw. der gegeneinander gerichteten Neigung hervorruft und damit weniger Variation der Roll­ steuerung bei einem Radschlag, d. h. Bewegung eines Rades zu einem Fahrzeugrahmen und weg von diesem. In diesem Zusammenhang wird "Aufprall" verwendet, um eine Bewegung eines Rades in Richtung einer Fahrzeugkarosserie anzu­ deuten, während mit "Rückstoß" die Bewegung eines Rades weg von einem Fahrzeugrahmen gemeint ist.

Claims (8)

1. Fahrzeug mit Vierradantrieb, mit einem Motor, der vorne in Querrichtung angeordnet ist, einer Übertra­ gungsachse, die mit dem Motor zu einer Antriebsein­ heit verbunden ist und ein Differentialgetriebe auf­ weist, um Motorkraft auf die Vorderräder zu übertragen, einem Übertragungszahnkranz, der operativ mit der Über­ tragungsachse verbunden ist, um von dieser Motorkraft aufzunehmen, einem Übertragungsritzel, das mit dem Über­ tragungszahnkranz kämmt, um Motorkraft auf die Hinter­ räder zu übertragen, und mit einer Lenkzahnstange nahe dem Übertragungsritzel, dadurch gekennzeichnet, daß eine Achse (L2) des Übertragungsritzels (14) höher angeordnet ist als eine Achse (L1) des Übertragungszahn­ kranzes und daß die Lenkzahnstange (10) tiefer als das Ubertragungsritzel angeordnet ist.

2. Fahrzeug mit Vierradantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorderaufhängung (36) einen unteren Steuerarm (18) aufweist und daß die Lenk­ zahnstange (10) zwischen dem unteren Steuerarm der Vor­ deraufhängung und dem Übertragungsritzel (14) angeordnet ist.

3. Fahrzeug mit Vierradantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Übertragungsgehäuse (20a) das Übertragungsritzel (14) aufnimmt und an einem Gehäuse der Übertragungsachse (20) befestigt ist und daß die Lenkzahnstange (10) zwischen dem unteren Steuer­ arm und dem Übertragungsgehäuse angeordnet ist.

4. Fahrzeug mit Vierradantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkzahnstange (10) in Querrichtung des Fahrzeugs langgestreckt ist.

5. Fahrzeug mit Vierradantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungszahnkranz (12) antriebsmäßig mit der Übertragungsachse (20) ver­ bunden ist.

6. Fahrzeug mit Vierradantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialgetriebe (28) eine Achse hat, die sich in Querrichtung des Fahr­ zeugs erstreckt.

7. Fahrzeug mit Vierradantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Achse (L2) des Übertragungsritzels (14) in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt.

8. Fahrzeug mit Vierradantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebswelle (16) an­ triebsmäßig mit dem Übertragungsritzel (14) verbunden ist.