DE4418891A1 - Antriebssystem für allradgetriebenes Kraftfahrzeug mit mehreren Differentialen - Google Patents
Antriebssystem für allradgetriebenes Kraftfahrzeug mit mehreren DifferentialenInfo
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Description
Die Erfindung handelt von einem Antriebssystem für Kraftfahr
zeuge mit einer ersten und einer zweiten angetriebenen Achse,
das aus einem querliegenden Motor-Getriebe-Block, einem ein er
stes und ein zweites Differential enthaltenden Achsantriebs
block und einem Abtrieb für eine zweite angetriebene Achse be
steht, wobei das erste Differential das vom Motor-Getriebe-
Block zugeführte Drehmoment zwischen einer ersten Halbachse der
ersten angetriebenen Achse und dem zweiten Differential ver
teilt und letzteres das Drehmoment weiter zwischen einer zwei
ten Halbachse der ersten angetriebenen Achse und dem Abtrieb
für die zweite angetriebene Achse verteilt.
Derartige in Serie geschaltete Differentiale haben den Vorteil,
daß auf jeder Seite des Antriebsblockes nur eine einzige Welle
herausgeführt zu werden braucht, wodurch meist eine Hohlwelle
eingespart wird. Diese Anordnung erleichtert die Ableitung ei
nes allradangetriebenen Fahrzeuges von einem konventionellen
frontgetriebenen Serienfahrzeug mit einem Minimum an konstruk
tiven Änderungen.
Ein derartiger Fahrzeugantrieb ist etwa aus der EP-OS 94870 be
kannt. Dort sind die beiden Differentiale räumlich getrennt.
Dadurch nimmt die Achsantriebseinheit viel Platz in Anspruch:
in Fahrzeuglängsrichtung, wo sie mit dem Motorblock kollidiert
und in Querrichtung, was dazu zwingt, die Antriebshalbachsen zu
den Rädern sehr kurz auszuführen.
Eine Folge der Serienschaltung der beiden Differentiale ist
weiters, daß die Momentenverteilungsverhältnisse der beiden
Differentiale aufeinander abgestimmt sein müssen, um den beiden
vorderen Halbachsen gleiche Momentenanteile zu sichern. Damit
kann auch das Momentenverhältnis zwischen Vorder- und Hinter
achse beeinflußt werden. Diese Abstimmung ist bei Kegelraddif
ferentialen praktisch nicht möglich und bei Planetendifferen
tialen durch bauartbedingte konstruktive Sachzwänge schwierig.
So können etwa Planeten- und Sonnenräder nicht beliebig klein
ausgeführt werden. Durch die Notwendigkeit, beiden Vorderrädern
gleiche Momente zuzuteilen, sind so bei der Momentenverteilung
zwischen Vorder- und Hinterachse nur besondere und oft ungün
stige Verhältnisse realisierbar.
Zwar ist es aus der US-PS 3,492,890 bekannt, zwei Planetendif
ferentiale in geringer Entfernung voneinander anzuordnen. Dort
handelt es sich aber um konventionell im Momentenfluß parallel
geschaltete Differentiale und es sind zwei ineinander laufende
Hohlwellen erforderlich. Bei diesen ist das Momentenvertei
lungsverhältnis zwischen Vorderachse und Hinterachse nur in ei
nem für die meisten Fahrzeuge ungünstigem Bereich variierbar.
Es ist daher Ziel der Erfindung, ein gattungsgemäßes Antriebs
system so zu verbessern, daß bei geringstem Raumbedarf und
niedrigsten Kosten eine optimale Anpassung des Momentenvertei
lungsverhältnisses in weiten Grenzen zu erreichen ist.
Erfindungsgemäß wird das mit den kennzeichnenden Merkmalen des
ersten Anspruches erreicht. Durch die Verwendung von zwei Pla
netengetrieben ist der Raumbedarf in Querrichtung sehr gering,
vor allem, wenn sie in geringer Entfernung voneinander angeord
net sind. Durch die geringe Breite führt auch der etwas größere
Durchmesser nicht zur Kollision mit der Ölwanne des Motors, so
lange die Planetengetriebe nur in der Nähe beziehungsweise so
gar teilweise im Inneren des immer sehr großen Antriebszahnra
des angeordnet sind. Dadurch, daß jeweils die Sonnenräder mit
den Halbachsen verbunden sind, ergeben sich für diese günstige
Lagerungsverhältnisse. Die Antriebsverbindung der Hohlräder si
chert geringe Baumaße in Querrichtung. Außerdem steht für die
Anpassung der Momentenverteilung an fahrzeugspezifische Anfor
derungen erheblicher Spielraum zur Verfügung. Schließlich ist
nur eine Hohlwelle erforderlich und es gelingt in vielen Fäl
len, den Abtrieb für die Hinterachse so anzuordnen, daß er di
rekt an die Planetengetriebe anschließt und die Kardanwelle
trotzdem mittig angeordnet werden kann.
Die gleiche Drehrichtung der Räder der Vorderachse läßt sich in
besonders einfacher Weise dadurch erreichen, daß der Planeten
träger des zweiten Planetengetriebes innere und äußere Plane
tenräder aufweist, wobei je ein inneres Planetenrad mit der
Sonne und mit je einem äußeren Planetenrad kämmt (Anspruch 2).
Eine bauliche Vereinfachung und Verringerung der Einbaumaße
wird erreicht, wenn die Hohlräder der beiden Differentiale als
ein einziges beiden Differentialen gemeinsames Hohlrad ausge
führt werden (Anspruch 3).
Eine weitere bauliche Vereinfachung wird dadurch erreicht, daß
die beiden Sonnenräder die gleiche Zähnezahl aufweisen
(Anspruch 4). Damit wird zwar der Bereich, in dem die Drehmo
mentverteilungsverhältnisse variierbar sind vermindert, jedoch
werden Gleichteile ermöglicht.
Bei besonderen Anwendungen kann eine als Zentralsperre wirkende
Flüssigkeitsreibungskupplung vorgesehen sein (Anspruch 5). Das
ist durch die erfindungsgemäße Anordnung der Differentiale pro
blemlos, weil ja um eine Hohlwelle weniger gebraucht wird und
auch genügend Bauraum vorhanden ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen erläu
tert, es stellen dar:
Fig. 1 das Schema eines erfindungsgemäßen Antriebs
systemes,
Fig. 2 die Planetengetriebeeinheit vergrößert,
Fig. 3 Schnitt III-III in Fig. 2,
Fig. 4 Schnitt IV-IV in Fig. 2.
In dem in Fig. 1 dargestellten allradgetriebenen Kraftfahrzeug
ist der Motor mit 1, die Kupplung 2 und das Schaltgetriebe mit
3 bezeichnet. Das Getriebe 3 endet in einem Abtriebzahnrad 4,
das mit einem großen Antriebszahnrad 5 kämmt. Das Antriebszahn
rad 5 ist bereits Teil des Achsantriebsblockes 6. An diesen
schließt ein Abtrieb 7 für den Hinterachsantrieb und eine
rechte und eine linke Halbachse 8, 9 für den Antrieb der Vorder
räder an. Im Inneren des Abtriebes 7 befindet sich ein Paar Ke
gelräder 10, 11 und das Drehmoment für die Hinterachse wird über
eine Gelenkwelle 12 einem beispielsweise konventionellen Diffe
rentialgetriebe 13 zugeführt, in dem über ein Paar Kegelräder
14, 15 in bekannter Weise die Halbachsen 16, 17 der Hinterräder
angetrieben werden. Im Inneren des Achsantriebsblockes 6 befin
det sich ein erstes und ein zweites Planetengetriebe 18, 19, die
im folgenden näher beschrieben werden. Im Abtrieb 7 kann eine
Flüssigkeitsreibungskupplung 50 vorgesehen sein, die als Zen
tralsperre wirkt.
Der in den Fig. 2, 3, 4 dargestellte Achsantriebsblock wird
von einem aus zwei Halbschalen 20, 21 bestehenden Gehäuse gebil
det, das an das Getriebegehäuse angeflanscht oder mit diesem
einstückig sein kann. Im Inneren dieses Gehäuses befindet sich
das Antriebszahnrad 5, das beispielsweise mittels Laserschwei
ßung mit einem Planetenträger 23 des ersten Differentialgetrie
bes 18 und mittels Schraubbolzen 25 mit einer Glocke 24 fest
verbunden ist. Der Planetenträger 23 und die Glocke 24 bilden
somit einen starren Teil, der mittels Lagern 26, 27 im Gehäuse
20, 21 gelagert ist. Zu diesem ersten Planetengetriebe 18 gehö
ren weiters um Achsen 30 drehbare Planetenräder 31 und ein Son
nenrad 32, das mittels einer Keilverzahnung 33 mit der linken
Ausgangswelle 34 verbunden ist, an die die Halbachse 9 (Fig.
1) anschließt. Ein Hohlrad 35 umgibt die Planetenräder 31 des
ersten Planetengetriebes 18 und ist gleichzeitig auch das Hohl
rad des zweiten Planetengetriebes 19. Es kämmt mit den äußeren
Planetenrädern 36 des zweiten Planetengetriebes 19 (Fig. 3),
die auf Achsen 37 gelagert sind, welche ihrerseits im zweiten
Planetenträger befestigt sind. Die ersten Planetenräder 36 käm
men außerdem mit zweiten Planetenrädern 38, die ebenfalls auf
Achsen 39 am Planetenträger 40 gelagert sind. Dieser zweite
Planetenträger 40 ist über eine Keilverzahnung 41 mit einer
Hohlwelle 42 verbunden, welche in den Abtrieb 7 für die Hinter
achse (Fig. 1) führt. Die inneren Planetenräder 38 kämmen mit
einem Sonnenrad 43, welches über eine Keilverzahnung 44 mit der
rechten Ausgangswelle 45 verbunden ist. Diese führt über die
rechte Achsantriebswelle 8 (Fig. 1) zum rechten Vorderrad.
Der Kraftfluß verläuft folgendermaßen: das vom großen An
triebszahnrad 5 aufgenommene Drehmoment wird zuerst im ersten
Planetengetriebe 18 zwischen der Sonne 32 und somit der linken
vorderen Achsantriebswelle 9 einerseits und andererseits dem
Hohlrad 35 aufgeteilt. Dieses stellt die Verbindung zwischen
erstem und zweitem Planetengetriebe dar. Das dem zweiten Plane
tengetriebe 19 so zugeführte Drehmoment wird über die Planeten
räder 36, 38 verteilt auf einerseits deren Planetenträger 40 und
damit den Abtrieb 7 für die Hinterräder und andererseits auf
die Sonne 43 und damit die rechte Halbachse 8 des Vorderradan
triebes.
Claims (5)
1. Antriebssystem für Kraftfahrzeug mit einer ersten und einer
zweiten angetriebenen Achse, das aus einem querliegenden Motor-
Getriebe-Block, einem daran anschließenden, ein erstes und ein
zweites Differential (18, 19) enthaltenden Achsantriebsblock (6)
und einem Abtrieb (7) für die zweite angetriebene Achse (16, 17)
besteht, wobei das erste Differential (18) das vom Motor-Ge
triebe-Block (1) zugeführte Drehmoment zwischen einer ersten
Halbachse (9) der ersten angetriebenen Achse (8, 9) und dem
zweiten Differential (19) verteilt und letzteres das ihm zuge
führte Drehmoment weiter zwischen einer zweiten Halbachse (8)
der ersten angetriebenen Achse (8, 9) und dem Abtrieb (7) für die
zweite angetriebene Achse (16, 17) verteilt, dadurch gekenn
zeichnet, daß beide Differentiale (18, 19) Planetengetriebe
sind, deren Sonnenräder (32, 43) jeweils mit den Halbachsen
(8, 9) der ersten angetriebenen Achse antriebsverbunden sind,
und deren Hohlräder (35) miteinander antriebsverbunden sind,
wobei dem einen Planetenträger (23) das Moment vom Motor zuge
führt wird und der andere Planetenträger (40) mit dem Abtrieb
(7) für die zweite angetriebene Achse antriebsverbunden ist.
2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Planetenträger (40) innere (38) und äußere Planetenrä
der (36) aufweist, wobei je ein inneres Planetenrad (38) mit
der Sonne (43) und mit je einem äußeren Planetenrad (36) kämmt,
das seinerseits mit dem Hohlrad (35) kämmt.
3. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Hohlräder der beiden Differentiale (18, 19) als ein beiden
Differentialen gemeinsames Hohlrad (35) ausgebildet sind.
4. Antriebssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sonnenräder (32, 43) der beiden Planetengetriebe (18, 19) die
gleiche Zähnezahl aufweisen.
5. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen der Welle (42) zum Abtrieb (7) für die zweite ange
triebene Achse und dem ersten Planetenträger (23) beziehungs
weise einem mit diesem verbundenen Teil (24) eine Flüssigkeits
reibungskupplung (50) vorgesehen ist.
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