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Dokumentenidentifikation DE10323973A1 05.01.2005
Titel Antriebsaggregat für Kraftfahrzeuge
Anmelder AUDI AG, 85057 Ingolstadt, DE
Erfinder Märkl, Johann, Dipl.-Ing., 85128 Nassenfels, DE
DE-Anmeldedatum 27.05.2003
DE-Aktenzeichen 10323973
Offenlegungstag 05.01.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.01.2005
IPC-Hauptklasse B60K 17/34
IPC-Nebenklasse B60K 17/346   B60K 17/16   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Antriebsaggregat für Kraftfahrzeuge, mit einer Anordnung im Längseinbau von Brennkraftmaschinen, Geschwindigkeits-Wechselgetrieben und einem Differenzial, wobei, in Draufsicht gesehen, das Differenzial (16) seitlich der Brennkraftmaschine (12) positioniert ist und eine der von dem Differenzial (16) abtreibenden Achswellen (32) zumindest teilweise durch die Ölwanne (41) der Brennkraftmaschine (12) hindurchgeführt ist. Zudem ist das Differenzial (16) über eine separate, etwa in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtete Nebenwelle (29) des Wechselgetriebes (14) angetrieben. Erfindungsgemäß ist bei einem Allradantrieb des Kraftfahrzeuges über die Nebenwelle (29) ggf. unter Zwischenschaltung eines Zwischenachsdifferenzials auch ein Differenzial einer zweiten Antriebsachse angetrieben, wobei die Nebenwelle (29) direkt oder mittelbar über eine Vorgelegestufe im Wechselgetriebe (14) aus diesem und/oder dem Differenzial (16) herausgeführt ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Antriebsaggregat für Kraftfahrzeuge mit einer Anordnung im Längseinbau, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei Antriebsaggregaten für Frontantrieb von Kraftfahrzeugen sitzt üblicherweise das Vorderachs-Differenzial in Draufsicht gesehen hinter der antreibenden Brennkraftmaschine und zumeist in das Wechselgetriebe baulich integriert (vgl. beispielsweise die DE 32 02 707 C2, die darüber hinaus einen Allradantrieb beschreibt). Damit bestimmt u. a. die nach vorne überhängende Brennkraftmaschine nicht unwesentlich die Vorbaukonstruktion des Kraftfahrzeuges, dessen Achslastverteilung, das Design, etc. und bedingt teilweise entsprechende Kompromisse.

Um bei definierten Einbauverhältnissen größere Freiheitsgrade hinsichtlich Konstruktion, Design und Achslastverteilung des Kraftfahrzeuges zu ermöglichen ist ein gattungsgemäßes Antriebsaggregat für Kraftfahrzeuge bekannt (DE 39 21 414 C2), mit einer Anordnung im Längseinbau von Brennkraftmaschine, Geschwindigkeits-Wechselgetriebe und einem Vorderachs-Differenzial, wobei in Draufsicht gesehen das Differenzial seitlich der Brennkraftmaschine positioniert ist und eine der von dem Differenzial abtreibenden Achswellen zumindest teilweise durch die Ölwanne der Brennkraftmaschine hindurch geführt ist. Zudem ist das Differenzial über eine separate, etwa in Fahrzeuglängsrichtung angerichtete Nebenwelle des Wechselgetriebes angetrieben ist, welche Nebenwelle in Draufsicht gesehen seitlich neben zumindest einer Abtriebswelle und/oder seitlich einer Eingangswelle des Wechselgetriebes positioniert ist, wobei die Wellen über Zahnräder des Wechselgetriebes trieblich miteinander verbunden sind.

Damit gelingt es, die Brennkraftmaschine und das Wechselgetriebe bei einem vorzugsweise frontseitigen Einbau mit Bezug zu den Vorderrädern des Kraftfahrzeuges nach hinten zu verschieben, wodurch insbesondere ein „tiefliegender" Vorbau des Kraftfahrzeuges mit einem entsprechend sportlichem Design kreierbar ist; ferner kann die Achslastverteilung des Kraftfahrzeuges insbesondere unter Berücksichtigung einer leistungsstarken, voluminösen Brennkraftmaschine und eines entsprechend kompakten Wechselgetriebes (automatisch oder manuell) verbessert werden. Neben der günstigeren Achslastverteilung resultiert aus dieser Maßnahme zudem der wesentliche Vorteil, dass bei Fahrzeugtypen mit Längs- und Quereinbau der Antriebsaggregate und bei Allradantrieb eine einheitliche Brennkraftmaschine verwendbar ist, wenn beim Quereinbau ebenfalls das Vorderachs-Differenzial und ein erforderlicher Kegelrad-Abtrieb zum Antrieb der hinteren Räder des Kraftfahrzeuges nach vorne verlegt werden und anstelle der Achswelle des Differenziales eine die Hinterräder des Kraftfahrzeuges antreibende Abtriebswelle des Kegelrad-Abtriebs durch die besagte Ölwanne hindurch geführt wird. Es wird dazu nachstehend noch auf die Beschreibung zur 3 der anhängenden Zeichnung Bezug genommen.

Aufgabe der Erfindung ist es ein gattungsgemäßes Antriebsaggregat für einen Allradantrieb weiterzubilden.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 ist bei einem Allradantrieb des Kraftfahrzeuges über die Nebenwelle ggf. unter Zwischenschaltung eines Zwischenachsdifferenziales auch ein Differenzial einer zweiten Antriebsachse angetrieben, wobei die Nebenwelle direkt oder mittelbar über eine Vorgelegestufe im Wechselgetriebe aus diesem und/oder dem Differenzial heraus geführt ist.

Dadurch wird konstruktiv einfach eine Weiterbildung der Grundanordnung für einen Allradantrieb möglich.

Wenn das Antriebsaggregat frontseitig angeordnet und das Differenzial ein Vorderachs-Differenzial ist, kann die Nebenwelle nach hinten unmittelbar oder mittelbar zu einem Hinterachs-Differenzial geführt werden. Wenn alternativ das Antriebsaggregat heckseitig angeordnet und das Differenzial ein Hinterachs-Differenzial ist, kann die Nebenwelle nach vorne unmittelbar oder mittelbar ggf. über einen Kegeltrieb zu einem Vorderachs-Differenzial geführt werden.

Des weiteren kann ein separates Gehäuse des Differenziales stirnseitig an das Wechselgetriebe angeflanscht sein, wobei die durch eine Stirnwand des Wechselgetriebes hindurch geführte Nebenwelle unmittelbar das das Tellerrad des Differenziales antreibende Antriebsritzel trägt. Damit können ansonsten erforderliche Steckkupplungen oder ähnliches zwischen der Nebenwelle des Wechselgetriebes und dem Antriebsritzel des Differenziales entfallen, wobei die Spieleinstellung oder Vorspannung des Kegeltriebs (Tellerrad zu Antriebsritzel) ggf. über die Nebenwelle von der Getriebeseite her einstellbar sein kann.

Ferner kann vorteilhaft das Differenzial mit einem separaten Gehäuse an die Ölwanne der Brennkraftmaschine und an das Wechselgetriebe angebaut sein. Gegenüber einem nur an das Wechselgetriebe angebauten oder sogar mit diesem einteiligen Gehäuse ergibt dies eine kompaktere, in sich steifere Konstruktion des gesamten Antriebsaggregates.

Des weiteren kann das Differenzial in die Ölwanne der Brennkraftmaschine zumindest teilweise integriert sein. Insbesondere bei einer gießtechnisch hergestellten Ölwanne der Brennkraftmaschine ergibt dies eine weitere bauliche und konstruktive Vereinfachung des Antriebsaggregates bei einem zudem verminderten Montageaufwand. Insbesondere kann das Differenzial mit der Brennkraftmaschine eine Vormontageeinheit für das Antriebsaggregat bilden.

Ferner kann vorteilhaft die eine Achswelle des Differenziales relativ dicht unterhalb eines Kurbelwellen-Hauptlagers der Brennkraftmaschine durch die Ölwanne hindurch geführt sein, um die erforderliche Bodenfreiheit des Kraftfahrzeuges bei entsprechend tiefer Einbaulage der Brennkraftmaschine sicherzustellen.

Vorteilhaft kann das Differenzial in einem funktionell abgeschlossenen, die Ölwannendurchführung einschließenden Gehäuse mit einem separaten Schmiermittel geschmiert sein. Dies ermöglicht insbesondere die Verwendung eines spezifisch für den Kegelradtrieb geeigneten Schmiermittels, das unterschiedlich zu dem Schmiermittel des Wechselgetriebes oder der Brennkraftmaschine sein kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden mit weiteren Einzelheiten näher beschrieben.

Die anliegende, rein schematische Zeichnung zeigt in:

1 eine Draufsicht auf ein Antriebsaggregat für ein frontgetriebenes Kraftfahrzeug in frontseitigem Längseinbau für Allradantrieb;

2 eine Ansicht in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges auf das Antriebsaggregat entlang der Linie II-II der 1; und

3 eine weitere Draufsicht auf ein Antriebsaggregat für Allradantrieb von Kraftfahrzeugen im Quereinbau.

In der 1 ist mit 10 ein frontseitig in ein Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) eingebautes Antriebsaggregat bezeichnet, das sich im wesentlichen aus einer mehrzylindrischen Hubkolben-Brenn-kraftmaschine 12, einem Geschwindigkeits-Wechselgetriebe 14 und einem Vorderachs-Differenzial 16 zusammensetzt. Über die abtreibenden Achswellen 30, 32 und nicht dargestellte Gelenkwellen werden bei dem dargestelltem Frontantrieb die Vorderräder des Kraftfahrzeuges angetrieben.

Es sei darauf hingewiesen, dass die genannten Bauteile soweit nicht beschrieben herkömmlicher Konstruktion sein können und dem einschlägigen Fachmann bekannt sind.

Der Kraftfluss des dargestellten Antriebsaggregates 10 verläuft von der Kurbelwelle 20 (nur teilweise angedeutet) über eine Getriebeeingangswelle 22 des Wechselgetriebes 14 und über entsprechende Zahnradstufen (ohne Bezugszeichen) auf die beiden Abtriebswellen 24, 26 (vgl. 2) und von diesen auf ein Antriebszahnrad 28 auf einer Nebenwelle 29 des Wechselgetriebes 14. Die nach vorne in Fahrtrichtung F verlaufende Nebenwelle 29 trägt ein kegelförmiges Antriebsritzel 31, das mit dem Tellerrad 33 des seitlich an der Brennkraftmaschine 12 angeordneten Differenziales 16 kämmt.

Das Differenzial 16 kann ein Kegelraddifferenzial oder ein Planetengetriebe bekannter Bauart sein und treibt über Achswellen 30, 32 und über nicht dargestellte Gelenkwellen die Vorderräder des Kraftfahrzeuges an.

Dabei ist die Achswelle 32 (vgl. 1) durch die nur angedeutete Ölwanne 41 der Brennkraftmaschine 12 hindurch geführt und weist an ihrem Ende einen Anschlussflansch 35 auf, an den eine zu dem besagten rechten Vorderrad des Kraftfahrzeuges führende Gelenkwelle (nicht dargestellt) anschließbar ist.

Die Drehachse 44 der Kurbelwelle 20 der Brennkraftmaschine 12 ist übereinstimmend mit der Drehachse der Eingangswelle 22 des Wechselgetriebes 14. Wie insbesondere die 2 zeigt, liegen ferner die Drehachsen 46, 48 der beiden Abtriebswellen 24, 26 in Draufsicht betrachtet seitlich auf der Zeichnung 2 nach links versetzt zur Drehachse 44 und es liegt des weiteren die Drehachse 50 der Nebenwelle 29 ebenfalls seitlich nach links versetzt zu den Drehachsen 46, 48 der Abtriebswellen 24, 26 (die entsprechenden Zahnradstufen sind zur vereinfachten Darstellung nicht berücksichtigt).

Das Differenzial 16 ist mit einem separaten Gehäuse 52 an das Gehäuse 54 des Wechselgetriebes 14 und an die Ölwanne 41 der Brennkraftmaschine 12 über entsprechende Flanschverbindungen bei 56 und 58 (1) angeschraubt.

Das Differenzial 16 kann jedoch auch mit der besagten Ölwanne 41 ein Bauteil bilden, das dann über die Flanschverbindung bei 56 mit dem Wechselgetriebe 14 verschraubt ist. Ggf. kann auch ein nicht dargestellter Gehäusedeckel vorgesehen sein, durch den hindurch sich die linke Achswelle 30 erstrecken könnte und der zur Montage des Differenziales 16 (Lager, Tellerrad mit Ausgleichsgehäuse, etc) dient.

Die Nebenwelle 29 ist durch eine Stirnwand 54a des Wechselgetriebes 14 hindurch geführt und trägt an dem herausragendem Ende das Antriebsritzel 31 des Differenziales 16, so dass das Antriebsritzel 31 beim Anbau des Differenziales 16 an das Wechselgetriebe 14 mit dem Tellerrad 33 in Eingriff kommt.

Die sich durch die Ölwanne 41 der Brennkraftmaschine 12 erstreckende Achswelle 32 kann in einer Art „Tunnel" innerhalb der im Gießverfahren hergestellten Ölwanne 41 geführt sein, wobei der besagte Tunnel zum Gehäuse 52 offen ist und lediglich am Ende der Achswelle 32 im Bereich des Anschlussflansches 35 nach außen abgedichtet ist. Ferner kann die Nebenwelle 29 gegenüber dem Wechselgetriebe 14 abgedichtet sein (durch entsprechende Wellendichtringe), so dass das Differenzial 16 mit einem separaten, spezifisch auf die Antriebsverhältnisse abgestimmten Schmiermittel (z.B. einem Hypoidöl) geschmiert werden kann.

Die Achswelle 32 des Differenziales 16 erstreckt sich relativ dicht unterhalb eines nur angedeuteten Hauptlagers 60 der Kurbelwellenlagerung der Brennkraftmaschine 12 durch die Ölwanne 41. Die rohrförmige Wand 62 des besagten Tunnels kann dabei mit dem in die Ölwanne 41 eingegossenen Lagerdeckel des besagten Hauptlagers 60 zusammen gegossen sein bzw. ein einstückiges Bauteil bilden.

Anstelle des an die Ölwanne 41 der Brennkraftmaschine 12 bei 58 angeflanschtem Differenziales 16 kann dieses auch unmittelbar in die Ölwanne 41 integriert sein, ggf. mit einem für die Montage des Differenziales 16 erforderlichen Gehäusedeckel.

Für einen Allradantrieb des Kraftfahrzeugs ist über die Nebenwelle 29 ein (nicht dargestelltes) Differenzial einer zweiten Antriebsachse angetrieben. In an sich üblicher Weise kann dabei ein Zwischenachsdifferenzial dazwischengeschaltet sein, das in an sich bekannter Weise bei einem permanenten Allradantrieb Antriebsverspannungen zwischen einem Vorderachs-Differenzial und einem nicht dargestellten Hinterachs-Differenzial bei Allradantrieb des Kraftfahrzeuges eliminiert. In 1 ist bei einer frontseitigen Anordnung des Antriebsaggregats für einen Hinterachsantrieb die Nebenwelle 29 direkt oder ggf. über ein Vorgelege nach hinten aus dem Gehäuse 54 des Wechselgetriebes 14 entsprechend heraus geführt und trieblich mit einer längs verlaufenden Kardanwelle verbunden sein. Entsprechend kann bei einer heckseitigen Anordnung des Antriebsaggregats eine Nebenwelle für einen Vorderachsantrieb entlang der Achse 50 gegebenenfalls über ein weiteres kegelförmiges Abtriebsritzel nach vorne aus dem Gehäuse 52 des Differenzials 16 herausgeführt sein.

Gemäß 3 kann das Antriebsaggregat 10'' durch entsprechendes Verdrehen um 90 Grad auch im Quereinbau (vgl. Fahrtrichtung F) und für Allradantrieb verwendet sein, wobei im wesentlichen gegenüber dem Ausführungsbeispiel der Erfindung (1 und 2) folgende Modifikationen erforderlich sind:

Das Vorderachs-Differenzial 16'' ist nach hinten zu verlegen bzw. in das Wechselgetriebe 14'' zu integrieren und um 90 Grad zu kippen. Anstelle des Differenziales 16 ist über eine vom Differenzial 16'' ausgehende Hohlwelle 34 ein Kegelrad-Abtrieb 18 vorzusehen und entsprechend an der Ölwanne 41 anzuordnen (aufgrund der veränderten Einbauposition des Antriebsaggregates 10'' liegen das Differenzial 16'' und der Kegelrad-Abtrieb 18 nunmehr vor der Drehachse 44 der Kurbelwelle 20 der Brennkraftmaschine 12 und vor den Drehachsen 46, 48 der Abtriebswellen 24, 26. Dabei verläuft die Abtriebswelle 40 des Kegelrad-Abtriebs 18 quer zur Drehachse 44 der Brennkraftmaschine 12, wobei die Abtriebswelle 40 anstelle der Achswelle 32 wie vorbeschrieben durch die Ölwanne 41 geführt ist. An den Flansch 42 der Abtriebswelle 40 kann dann in bekannter Weise die Kardanwelle für den Antrieb des Hinterachs-Differenziales bzw. der Hinterräder des Kraftfahrzeuges angeschlossen werden (nicht dargestellt). Bei gleichen Flanschmaßen des Gehäuses 66 des Kegelrad-Abtriebs 18 sind zumindest an der Brennkraftmaschine 12 mit der Ölwanne 41 keine wesentlichen Anpassungen erforderlich.

Andererseits ist das Wechselgetriebe 14'' entsprechend zu modifizieren, u.a. durch Einbau des Differenziales 16'' mit der Hohlwelle 34, durch die hindurch die eine Achswelle 32 des Differenziales 16'' verläuft.


Anspruch[de]
  1. Antriebsaggregat für Kraftfahrzeuge, mit einer Anordnung im Längseinbau von Brennkraftmaschine, Geschwindigkeits-Wechselgetriebe und einem Differenzial, wobei in Draufsicht gesehen das Differenzial (16) seitlich der Brennkraftmaschine (12) positioniert ist und eine der von dem Differenzial (16) abtreibenden Achswellen (32) zumindest teilweise durch die Ölwanne (41) der Brennkraftmaschine (12) hindurch geführt ist, und das Differenzial (16) über eine separate, etwa in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtete Nebenwelle (29) des Wechselgetriebes (14) angetrieben ist, welche Nebenwelle (29) in Draufsicht gesehen seitlich neben zumindest einer Abtriebswelle (24, 26) und/oder diese seitlich einer Eingangswelle (22) des Wechselgetriebes (14) positioniert ist, wobei die Wellen (22, 24, 26, 29) über Zahnräder des Wechselgetriebes (14) trieblich miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Allradantrieb des Kraftfahrzeuges über die Nebenwelle (29) ggf. unter Zwischenschaltung eines Zwischenachsdifferenziales auch ein Differenzial einer zweiten Antriebsachse angetrieben ist, wobei die Nebenwelle (29) direkt oder mittelbar über eine Vorgelegestufe im Wechselgetriebe (14) aus diesem und/oder dem Differenzial (16) heraus geführt ist.
  2. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsaggregat frontseitig angeordnet ist und das Differenzial (16) ein Vorderachs-Differenzial ist, und dass die Nebenwelle (29) nach hinten unmittelbar oder mittelbar zu einem Hinterachs-Differenzial geführt ist.
  3. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsaggregat heckseitig angeordnet ist und das Differenzial (16) ein Hinterachs-Differenzial ist, und dass die Nebenwelle (29) nach vorne unmittelbar oder mittelbar zu einem Vorderachs-Differenzial geführt ist.
  4. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein separates Gehäuse (52) des Differenziales (16) stirnseitig an das Wechselgetriebe (14) angeflanscht ist und dass die durch eine Stirnwand (54a) des Wechselgetriebes (14) hindurch geführte Nebenwelle (29) unmittelbar das das Tellerrad (33) des Differenziales (16) antreibende Antriebsritzel (31) trägt.
  5. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzial (16) mit einem separaten Gehäuse (52) an die Ölwanne (41) der Brennkraftmaschine (12) und an das Wechselgetriebe (14) angebaut ist.
  6. Antriebsaggregat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzial (16) in die Ölwanne (41) der Brennkraftmaschine (12) zumindest teilweise integriert ist.
  7. Antriebsaggregat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Achswelle (32) des Differenziales (16) dicht unterhalb eines Kurbelwellen-Hauptlagers (60) der Brennkraftmaschine (12) durch die Ölwanne (41) hindurch geführt ist.
  8. Antriebsaggregat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzial (16) und dessen Achswellen (30, 32) in einem funktionell abgeschlossenen Gehäuse (52, 62) mit einem separaten Schmiermittel geschmiert sind.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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