DE4305252C2 - Triebstrang eines vierradgetriebenen Fahrzeuges, insbesondere eines Wettbewerbsfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Triebstrang eines vierradge­ triebenen Fahrzeuges, insbesondere eines Wettbewerbsfahr­ zeuges, bei dem das Drehmoment von einem Antriebsmotor über eine Kupplung, ein Geschwindigkeitswechsel- und Wen­ degetriebe, ein Momentenverteilergetriebe zur Verteilung des Drehmomentes auf die beiden Antriebsachsen und die zu jeder Achse gehörenden Achsdifferentiale auf die An­ triebsräder übertragen wird.

Mit DE 34 24 794 C3 ist eine Antriebsvorrichtung für ein allradgetriebenenes Kraftfahrzeug beschrieben, bei der die parallel zu den Fahrzeugachsen verlaufenden Wellen eines Geschwindigkeitswechselgetriebes und ein ebenso ausgerichtetes Stirnradausgleichsgetriebe für die momen­ tenverteilung auf die Vorder- und Hinterachse in einem mehrfach unterteilten Gehäuse gelagert sind. Das Gehäuse ist im wesentlichen dreiteilig ausgebildet, wobei die Teilungsebenen parallel zueinander verlaufen. Die Gehäu­ seteile weisen Lager für die darin enthaltenen Getriebe­ teile auf. Eine solche Antriebsvorrichtung bietet Vorteil bei der Montage. Vorkehrungen zu einer nachträglichen schnellen Veränderung der Getriebestufung oder der Momen­ tenverteilung sind nicht vorgesehen.

Die DE 40 27 901 A1 beschreibt ein allradgetriebenes Mo­ torfahrzeug mit querliegendem Motor, bei dem Motor und Wechselgetriebe in Fahrzeuglängsrichtung zueinander ver­ setzt sind, wobei ein Zentral-Differential koaxial zur Abtriebswelle des Wechselgetriebes angeordnet ist, wäh­ rend ein mit dem Getriebeblock verbundenes Vorderachs- Differential sowohl koaxial zur Abtriebswelle oder auch parallel zu dieser angeordnet sein kann. Durch die neben­ einander liegenden Wellen kann zwar eine ausgeglichene Gewichtsverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse bei niedriger Motorhaube erzielt werden. Für ein schnelles Angleichen der Getriebe an unterschiedliche Streckenbe­ dingungen, wie dies bei Rennfahrzeugen erforderlich ist, sind keine Vorkehrungen getroffen.

Mit US 53 48 516 ist eine Vierrad-Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug mit querliegendem Mittelmotor beschrieben, bei der koaxial zur Kurbelwelle des Motors ein Stufen­ wechselgetriebe sowie in Verlängerung dazu eine Vertei­ lergetriebe angeordnet sind. Vom außenliegenden Vertei­ lergetriebe sind sowohl für den Hinterachsantrieb als auch für den Vorderachsantrieb parallel zu den Getriebe­ wellen laufende Antriebswelle vorgesehen. Diese Wellen erhöhen das Gewicht der Antriebseinheit erheblich. Eine Möglichkeit zum Schnellen verändern der Getriebeüberse­ tzungsstufen ist nicht erkennbar.

Zur Anpassung der Motorcharakteristik an die Streckenge­ gebenheiten ist es bei Wettbewerbsfahrzeugen wie Renn­ fahrzeugen oder Rallyefahrzeugen üblich, die Gesamtüber­ setzung des Triebstranges dadurch zu ändern, daß das Übersetzungsverhältnis der Achsdifferentiale durch Aus­ tausch der darin enthaltenen die Übersetzung bestimmenden Getrieberäder verändert wird. Diese Maßnahme ist relativ zeitaufwendig und bringt damit bei erforderlichen kurz­ fristigen Anpassungen im Renngeschehen Probleme.

Schwierigkeiten ergeben sich dabei auch, wenn eine Verän­ derung der Drehmomentverteilung auf die beiden Antriebs­ achsen notwendig wird, da dann ein Eingriff in das übli­ cherweise mit dem Geschwindigkeitswechsel- und Wende­ getriebe vereinigte Momentenverteilergetriebe erforder­ lich wird, was zeitaufwendige komplizierte Montagepro­ zesse voraussetzt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die An­ passung der Gesamtübersetzung des Triebstranges sowie der Verteilung des Drehmomentes auf die Antriebsachsen zu vereinfachen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen der Kupplung und den Geschwindigkeitswechsel- und Wendegetriebe ein Reduziergetriebe angeordnet ist, welches über eine in der Ebene der Zahnräder des Redu­ ziergetriebes vorgesehene Trennfuge eines Gehäuseteils zugänglich ist und dessen Zahnräder über ihre Naben in dem Gehäuseteil gelagert und über formschlüssige Steck­ verbindungen mit den Wellen verbunden sind und daß das zwischen dem Geschwindigkeitswechsel- und Wendegetriebe sowie den Achsdifferentialen angeordnete Momentenvertei­ lergetriebe als schnell auswechselbare Getriebekomponente ausgebildet ist.

Das Momentenverteilergetriebe ist in vorteilhafter Weise als Planetenradgetriebe ausgebildet, wobei der Planeten­ radsatz in der Nabe eines gehäuseseitig gelagerten Ab­ triebsrades vermittels einer axialen Steckverbindung ge­ halten ist.

Das Momentenverteilergetriebe ist vorzugsweise in einem mit dem Gehäuse des Geschwindigkeitswechsel- und Wendege­ triebes verbundenen Gehäuseteil angeordnet, das in einer Ebene senkrecht zu den Achsen der Getriebewellen teilbar ist, wobei die Eingangswelle mit der Getriebeabtriebs­ welle und die beiden Abtriebswellen zu den Antriebsachsen mit den sie antreibenden Elementen durch Steckverbindun­ gen verbunden sind.

Die Steckverbindungen sind in an sich bekannter Weise durch korrespondierende Vielkeilverzahnungen gebildet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an­ hand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: die schematische Ansicht der wesentlichen Teile eines Triebstranges eines vierradge­ triebenen Kraftfahrzeuges;

Fig. 2: einen schematisierten Schnitt durch den Teil eines erfindungsgemäßen Triebstran­ ges, umfassend ein Reduziergetriebe, ein Geschwindigkeitswechsel- und Wendegetriebe sowie ein Momentenverteilergetriebe;

Fig. 3: eine vergrößerte Darstellung eines Plane­ tenradsatzes eines Momentenverteilerge­ triebes nach Fig. 2.

Ein Motor 1 treibt über eine schaltbare Kupplung 2 die Eingangswelle 3 eines Getriebes 4 an, welches aus einem Reduziergetriebe 5 und einem Geschwindigkeitswechsel- und Wendegetriebe 6 besteht. Das Reduziergetriebe 5 besteht aus einem mit der Eingangswelle 3 drehstarr verbundenen ersten Zahnrad 7 und einem mit einer Getriebehauptwelle 8 des Geschwindigkeitswechsel- und Wendegetriebes 6 dreh­ starr verbundenen zweiten Zahnrad 9, die beide miteinan­ der in Eingriff stehen. Die beiden Zahnräder 7 und 9 sind in einem besonderen Gehäuseteil 10 über ihre Naben 11, 12 drehbar gelagert. Die Eingangswelle 3 ist mit einer Viel­ keilverzahnung 13 in die Nabe 11 des ersten Zahnrades 7 eingesteckt und damit drehfest mit ihm verbunden. Ebenso ist die Getriebehauptwelle 8 mit einer Vielkeilverzahnung 14 in der Nabe 12 des zweiten Zahnrades 9 eingesteckt und so mit ihm drehfest verbunden. Der besondere Gehäuseteil 10 ist mit einer Trennfuge 15 in der Ebene der Zahnräder 7 und 9 versehen. Das Geschwindigkeitswechsel- und Wende­ getriebe 6 ist in üblicher Weise aufgebaut, in dem mit der Getriebehauptwelle 8 für jede zu schaltende Geschwin­ digkeitsstufe ein Gangzahnrad 16 drehfest verbunden ist. Auf einer Getriebeabtriebswelle 17 sind Gangschalträder 18 drehbar angeordnet. Die Gangschalträder 18 stehen mit den Gangzahnrädern 16 ständig im Eingriff. Zwischen je­ weils zwei Gangschalträdern 18 befindet sich eine an sich bekannte Schaltkupplung, mit welcher jeweils ein Gang­ schaltrad 18 mit der Getriebeabtriebswelle 17 in an sich bekannter Weise drehfest gekuppelt werden kann. Des wei­ teren ist zwischen der Getriebehauptwelle 8 und der Ge­ triebeabtriebswelle 17 eine nicht dargestellte schaltbare Zahnradverbindung über ein Zwischenrad zum Schalten eines Rückwärtsganges vorgesehen.

Die Getriebeabtriebswelle 17 ist an einem ihrer Enden mit einer Vielkeilverzahnung 19 versehen, über welche sie mit einer Vielkeilverzahnung 20 drehstarr, aber axial lösbar, mit einer Planetenträgerwelle 21 eines Momentenverteiler­ getriebes 22 verbunden ist. Das Momentenverteilergetriebe 22 ist von einem besonderen Gehäuseteil 23 umschlossen, welches eine Trennfuge 24 senkrecht zur Achse der Plane­ tenträgerwelle 21 aufweist. Auf der Planetenträgerwelle 21 ist ein Sonnenrad 25 gelagert, welches auf einem Na­ benfortsatz 26 eine Vielkeilverzahnung 27 aufweist, wel­ che in eine Innenverzahnung 28 in der Nabe 29 eines Ab­ triebsrades 30 eingreift und damit das Sonnenrad 25 und das Abtriebsrad 30 drehstarr, aber axial verschiebbar verbindet. Das Abtriebsrad 30 ist über die Nabe 29 im Ge­ häuseteil 23 gelagert.

Die Planetenträgerwelle 21 trägt in an sich bekannter Weise einen Planetenträger 31, an dem Planetenräder 32 drehbar gelagert sind, welche sowohl auf dem Sonnenrad 25 als auch auf einem Hohlrad 33 abwälzen. Das Hohlrad 33 trägt einen Wellenstumpf 34, welcher mit einer Vielkeil­ verzahnung 35 drehfest, aber axial lösbar mit einer Ab­ triebswelle 36 verbunden ist. Die Abtriebswelle 36 leitet das vom Hohlrad 33 übernommene Drehmoment auf eine der Antriebsachsen 37 weiter.

Das vom Sonnenrad 25 übernommene Drehmoment wird über die Vielkeilverzahnung 27 auf das Abtriebsrad 30 übertragen, welches mit dem Zahnrad 38 in Eingriff steht. Das Zahnrad 38, welches über seine Nabe 39 im Gehäuseteil 23 gelagert ist, ist mittels einer Vielkeilverzahnung 40 drehfest, aber axial lösbar mit einer Abtriebswelle 41 verbunden, welche zu einer anderen Antriebsachse 42 führt.

Bei einem Triebstrang nach der Erfindung kann sowohl die Gesamtübersetzung als auch die Momentenverteilung in kur­ zer Zeit und mit geringem Arbeitsaufwand verändert wer­ den, wie dies zur Anpassung eines Wettbewerbsfahrzeuges auf die besonderen Bedingungen einer Strecke notwendig ist. Zur Anpassung der Gesamtübersetzung ist das Gehäuse­ teil 10 an der Trennfuge 15 zu öffnen. Dabei werden die Vielkeilverzahnungen 13 und 14 gezogen, so daß die Ver­ bindungen der Zahnräder 7 und 9 mit ihren Wellen (Ein­ gangswelle 3 und Getriebehauptwelle 14) gelöst sind. Die Zahnräder 7 und 9 sind dann leicht auswechselbar gegen ein Paar Zahnräder 7 und 9 mit anderen Zähnezahlen und damit anderer Übersetzung. Der Zusammenbau erfolgt glei­ chermaßen unkompliziert.

Bei einer notwendigen Veränderung der Momentenverteilung auf die beiden Antriebsachsen 37 und 42 bedarf es ledig­ lich der Öffnung des Gehäuseteiles 23 an der Trennfuge 24, wobei sich der Radsatz des Momentenverteilergetriebes 22 an den Vielkeilverzahnungen 20, 27 und 35 von den Wel­ len axial trennt. Es muß lediglich auf diese Vielkeilver­ zahnungen 20, 27 und 35 ein entsprechend anders übersetz­ ter Planetensatz aufgesteckt werden, um eine andere Mo­ mentenverteilung zu erzielen.

Die in ihrer Übersetzung unterschiedlichen Sätze an Zahn­ rädern 7, 8 sowie Planetenradsätze, wie einer in Fig. 3 dargestellt ist, sind für einen Sporteinsatz mit relativ geringem Aufwand beschaffbar und auch beim Wettbe­ werbseinsatz mitführbar.

Claims (4)

1. Triebstrang eines vierradgetriebenen Fahrzeuges, insbesondere eines Wettbewerbsfahrzeuges, bei dem das Drehmoment von einem Antriebsmotor über eine Kupplung, ein Geschwindigkeitswechsel- und Wendege­ triebe, ein Momentenverteilergetriebe zur Verteilung des Drehmomentes auf die beiden Antriebsachsen und die zu jeder Achse gehörenden Achsdifferentiale auf die Antriebsräder übertragen wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen der Kupplung (2) und dem Ge­ schwindigkeitswechsel- und Wendegetriebe (6) ein Re­ duziergetriebe (5) angeordnet ist, welches über eine in der Ebene der Zahnräder (7, 9) des Reduzierge­ triebes (5) vorgesehene Trennfuge (15) eines Gehäu­ seteiles (10) zugänglich ist und dessen Zahnräder (7, 9) über ihre Naben (11, 12) in dem Gehäuseteil (10) gelagert und über formschlüssige Steckverbin­ dungen (Vielkeilverzahnungen 13, 14) mit den Wellen (Eingangswelle 3, Getriebehauptwelle 8) verbunden sind und daß das zwischen dem Geschwindigkeitswech­ sel- und Wendegetriebe (6) sowie den Achsdifferen­ tialen angeordnete Momentenverteilergetriebe (22) als schnell auswechselbare Getriebekomponente ausge­ bildet ist.

2. Triebstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Momentenverteilergetriebe (22) als Planeten­ radgetriebe ausgebildet ist, wobei der Planetenrad­ satz in der Nabe eines gehäuseseitig gelagerten Ab­ triebsrades (30) vermittels einer axialen Steckver­ bindung (Vielkeilverzahnung 27) gehalten ist.

3. Triebstrang nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Momentenverteilergetriebe (22) in einem mit dem Gehäuse des Geschwindigkeitswechsel- und Wendegetriebes (6) verbundenen Gehäuseteil (23) angeordnet ist, das in einer Ebene senkrecht zu den Achsen der Getriebewellen teilbar ist, wobei die Eingangswelle (Planetenträgerwelle 21) mit der Ge­ triebeabtriebswelle (17) und die beiden Abtriebswel­ len (36, 41) zu den Antriebsachsen (37, 42) mit den sie antreibenden Elementen (Wellenstumpf 34; Zahnrad 38) durch Steckverbindungen (Vielkeilverzahnung 35, 39) verbunden sind.

4. Triebstrang nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steckverbindungen in an sich be­ kannter Weise durch korrespondierende Vielkeilver­ zahnungen (13, 14, 19, 20, 27, 35, 40) gebildet sind.