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Antriebsaggregat für Fahrzeuge e insbesondere .Kraftwagen. mit Frontantrieb.
-Die Erfindung betrifft ein Antriebsaggregat für Pahrzsuge, insbesondere für Kraftwagen
mit Frontantrieb, wo fei Motor, Getriebe und Ausgleichsgetriebe zu einem Blockzusammengefasst
sind und wobei in die Kraftübertragung eine-hydrodynamische Einheit sowie ein endloses
aertragungsgliea eingeschaltet ist, welches das Drehmoment von der Motorwelle bzw.
einer mit ihr fluchtenden Welle auf eine parallel dazu liegende Äbtriebswelle überträgt.
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Antriebsaggregate der Verstehenden Art slan sich-.bekt bzw. von der
elderin aelbet bere:Us vorgeaßhlälg 9a xzdöl.e_ -Dabei Wird, als endloses ertraßimgaglied
eine Otto: tdor ein Riementrieb verwendet. Es ist bei diesen Antriebsaggregaten
erwünscht, die einzelnen Teile zu einem möglichst -kompakten Block zusammenzufassen.
Außerdem ist es - insbesondere bei Kraftwagen mit Frontantrieb - erwünscht, das
A.triebsaggregat so kurz wie möglich zu-bauen und ihm - in bezug auf die Antriebsachse
- eine günstige Lage zu geben. Dies Ist für die Gewichtsverteilung zwischen den
beider Fahrzeugachsen besonders wichtig. -Die gestellte Aufgabe wird bei den enges
genannten Äntriebsaggregaten erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als endloses übertragunggglied
ein an sich bekannter regelbarer Keilriementrieb dient und daß die Regelmechanismen
dieses Keilriementriebes auf derselben Seite der Keilriemenscheiben angeordnet sind
und einer derselben zumindest teilweise konzentrisch von der hydrodynamischen Einheit
umfasst ist und daß ferner dem Keilriementrieb noch ein zumindest einen Rückwärtsgang
aufweisendes mechanisches Getriebe zugeordnet ist.
Die Erfindung
hat den Vorteil# daß nunmehr das Übertragungs-_ glied zwischen den beiden fallen
zugleich fÜdie Getrieberegelung ausgenutzt werden kann. Das mechanische Getriebe
. braucht dabei nur noch den Rückwärtsgang und gegebeuenfal.ls eine konstante fntersetzungsstufe
zu enthalten, so daß es insgesamt kleiner Wird. Auch seine Schaltung wird damit
wesentlich vereinfacht. Die Regelung der Fahrgeschwindigkeit kann bei dem erfindungsgemäßen
Antriebsaggregat stufenlos erfolgen.
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Bei einer Ausführungsform nach der. Erfindung liegt die hydrodynamische
Einheit im Kraftfluß zwischen. dem Motor und dem. rege-Ibärgn- Keilriementrieb und
ihr Pumpenrad ist in bekannter Weise ung'ittslb. mit der otorwell-e verbalen. Diese
Ausführun:@sfohat den. Vorteil f da3 die hydrodynamische Einheit mit o'ordrehrl
um14ft -u 'ol$edessen relativ klein-bemessen wo.en tan. . Bet. eeaeren Äusfüh.gsform
nach der Erf.dung ist die hydrodynamache Einheit Kraftfluß dem regelharen @Kellriement.rieb
nachgeschaltet und ihr :.trieb ist mit dem. Abtrieb des Keilriementriebea verbunden.
Diese Äusirührungsform baut noch etwas kürzer als die vorherige und bei: frontantriebswagen
Wird der Überhang vor derV'ortlerasa kleiner, weil: das Ausgleichsgetriebe weiter
vorn -angeordnet ist. Außerdem ergibt sich bei Verwendung eines' hy4radsehen 'ahdlsra
roch der Vorteil :daß das im Keilriementrieb zu übertragende Drehmoment kleiner
ists weil died,.g:@ter dem Ksllrieuentrieb erfolgt. Wie vorstehend schon augedeutet
wurde, kann: bei dem erfindungsgemäßen .Antriebeaggregat als hydrodynamische Einheit
entweder eine hydrodInami.sche Kupplung oder ein hydrodynamischer Drehmomentwandler
verwendet werden.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das mechanische
Getriebe im Kraftfluß hinter dem regelbaren Keilriementrieb liegt. D.h. mit anderen
Worten, daß es räumlich auf dem nach der Motorseite hin. gerichteten Teil der Abtriebswelle
angeordnet ist. Diese Anordnung ist sehr kurz.
Sie hat außerdem
den Vorteil, daß die Drehmomentverstärkung zumindest im größten Teil und auch der
Drehrichtungswechsel erst vor dem Ausgleichsgetriebe erfolgt) so daß der regelbare
Keilriementrieb stets in derselben Richtung umläuft und mit einem relativ kleinen
Drehmoment belastet ist. Zweckmäßigerweise ist bei dieser Anordnung der Abtrieb.
des mechanischen Getriebeteils direkt mit dem Ausgleichsgetriebe verbunden.
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Eine andere Ausführungsform besteht darin, daß das mechanische Getriebe
im Kraftfluß vor dem regelbaren Keilriementrieb liegt. Es ist in diesem Fall räumlich
auf dentdem Motor entgegengesetzt gerichteten Teil der Antriebswelle des regelbaren
Keilriementriebs angeordnet. Diese Anordnung hat wiederum den Vorteil, daß die Schaltelemente
des mechanischen Getriebes wenig belastet sind. Sie hat außerdem den Vorteil, daß
die Abtriebswelle, die bei der tatsächlichen Anordnung im Fahrzeug seitlich neben
und etwas unter dem Motor angeordnet ist, weiter-nach vorn gerückt werden kann und
deswegen an dieser Stelle mehr Platz für die Pedalanordnung vorhanden ist. -Für
das mechanische Getriebe schlägt die Erfindung ein Planetenradgetriebe mit zwei
Planetenrädersätzen vor, das eine Untersetzung in Vorwärtsdrehrichtung und einen
Rückwärtsgang aufweist. Bei einem solchen mechanischen Getriebe ergibt sich erfindungsgemäß
noch eine weitere Variante dadurch, daß ein Planetenrädersatz als nicht schaltbare
Untersetzungsstufe vor, der andere Planetenrädersatz als schaltbare Umkehrstufe
hinter dem regelbaren Keilriementrieb im Kraftfluß liegt.
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Mit der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß der antreibende Teil
des regelbaren Keilriementrebes mit seinem Regelmechanismus auf einem Achsstumpf
gelagert ist, der an seinem dem Motor abgewandten Ende im Gehäuse festgelegt und
auf dessen dem Hotor zugewandten Ende der Antrieb für eine
hydrodynamische
Kupplung gelagert ist. Dieser Achsstumpf kann gegebenenfalls auch die Abstützung
des Reaktionsgliedes für einen Planetenrädersatz übernehmen. Eine andere Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, daß der antreibende Teil des regelbaren Keilriementriebes
auf einern,Wellenzapfen gelagert'ist, der den Abtrieb der hydrodynamischen Einheit
mit dem Antriebsglied des mechanischen Getriebes verbindet. Ähnliche Lösungen
schlägt die Erfindung auch für die Abtriebsseite vor. Bei einer Ausführungsform
ist erfindungsgemäß der abtreibende Teil des regelbaren Keilriementriebes auf einem
Wellenzapfen gelagert, der zugleich als Abtrieb für das mechanische Getriebe oder
den Keilriementrieb dient und an seinem dem Motor zugewandten Ende das Antriebsritzel
für das Ausgleichsgetriebe trägt. Bei einer anderen Ausführungsform mit einem auf
der Abtriebswelle angeordneten hydrodynamischen Wandler ist erfindungsgemäß der
abtreibende Teil des regelbaren Keilriementriebes mit seinem Regelme-.chanismus-auf
einem festen Achsstumpf gelagert-, an dessen vorderem Ende das Leitrad des Wandlers
über einen Freilauf abgestützt und die das Ritzel des Ausgleichsgetriebes aufnehmende
Abtriebswelle gelagert ist.
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Einzelheiten der Erfindung zeigen die Ausführungsbeispiele der Zeichnung,
und zwar zeigt: Figur 1 - eine Ausführungsform im Schnitt, Figur 2 - 3 und 5 - andere
Ausführungsformen im Teilschnitt Figur 4 - die Antriebsseite einer weiteren Ausführungsform
im Teilschnitt und Figur 6 - die Abtriebsseite einer anderen Ausführungsform ebenfalls
im Teilschnitt.
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Nach Figur 1 ist in einem Gehäuse 10 eine hydrodynamische Kupplung
11 angeordnet' deren Pumpenrad 12 in bekannter Weise von der Kurbelwelle eines nicht
mehr dargestellten Antriebsmotors angetrieben wird. Im Kraftfluß nach der Kupplung
11
folgt ein regelbarer Keilriementrieb 13 an sich bekannter
Bauart. Auf der Abtriebsseite wird von dem regelbaren Keilriementrieb 13 ein Planetenrädergetriebe
14 angetrieben, dessen Abtrieb seinerseits das Ritzel 15 eines nicht mehr dargestellten.
Ausgleichsgetriebes antreibt. Die Anordnung . ist dabei so getroffen, daß im Fahrzeug
der Keilriementrieb 13 von der Kurbelwelle aus seitlich schräg nach unten verläuft,
so daß das Ausgleichsgetriebe neben dem Motor zu liegen kommt. Die eine der beiden
Abtriebshalbwellen verläuft dabei unter dem Motor hindurch nach dem Rad auf der
anderen Fahrzeugseite. Auf der Antriebsseite sind die Keilriemenscheiben 16 auf
einer Welle 17 gelagert, die mit ihrem dem Motor abgewandten-Ende im Gehäuse 10
festgelegt ist. Der Verstellmechanismus 18 für die Keilriemenscheibe 16 befindet
sich konzentrisch innerhalb der hydrodynamischen Kupplung 11. Die Welle 17 ist mit
ihrem vorderen Ende über ein Zager 19 in einer topfartigen Ausnehmung 20 des Antriebsgehäuses
für die hydrodynamische. Kupplung 11 gelagert. Die Verstellung des regelbaren Keilriementriebes
13 erfolgt 2.n an sich bekannter Weise.
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Auf der Abtriebsseite sind söwohl die Keilriemenscheiben 21 mit ihrem
Verstellmechanismus 22 als auch das Planetenradgetriebe 14 auf der Abtriebswelle
23 angeordnet, die an ihrem dem Motor zugewandten Ende das Ritzel 15 für das Ausgleichsgetriebe
bildet oder trägt. Der Verstellmechanismus 22 für die Keilriemenscheibe 21 liegt
auf derselben Seite wie der Verstellmechanismus 18. Auf diese Weise wird@eine sehr
raumsparende Anordnung erzielt. Auf der Welle 23 ist eine Hohlwelle 24 gelagert,
auf welcher die Keilriemenscheiben 21 in bekannter Weise längs verschiebbar befestigt
sind. Die Hohlwelle 24 bildet am vorderen Ende mit einem Teil 25 eine Art Gehäuse
zur Aufnahme des Verstellmechanismus 22. Vom Teil 25 aus wird dann das Planetenradgetriebe
14 angetrieben.
Das Planetenradgetriebe 14 besteht aus zwei Planetenrädersätzen
26 und 27. Als Antrieb dient die Sonne 28, die mit dem Teil 25 des Verstellmechanismus
22 und außerdem mit dem Ringrad 29 des anderen Planetenrädersatzes 27 starr verbunden
. ist. Ebenso steht das Ringrad 30 des Planetenrädersatzes 26 in starrer- Verbindung
mit dem Planetenräderträger 31 des Planetenrädersatzes 27 und mit der Abtriebswelle
23. Am Planetenräderträger 32 des Planetenrädersatzes 26 ist eine Bremse 33 für
den Rückwärtsgang angeordnet. Eine weitere Bremse 34 für einen-untersetzten Vorwärtsgang
befindet sich konzentrisch um den Planetenrädersatz 27 und ist starr mit dem Sonnenrad
35 dieses Planetenrädersatzes verbunden. Aufbau und Schaltungsweise dieses Planetenrädergetriebes
ist an sich bekannt.
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Für Vorwärtsfahrt wird die Bremse 34 eingerückt. Vom Antriebsmotor
aus wird dann über die hydrodynamische Kupplung 11 und den regelbaren Keilriementrieb
13 das Planetenrädergetriebe 14 angetrieben, welches die Drehzahl im vorgegebenen
Maße herabsetzt und seinerseits die Abtriebswelle 23 mit dem Ritzel 15 des Ausgleichsgetriebes
antreibt. Der Keilriementrieb 13 wird nun in an sich bekannter Weise- hochgeregelt
bis das Fahrzeug seine Höchstgeschwindigkeit erreicht hat. Bei Rückwärtsfahrt ist
anstelle der Bremse 34 die Bremse 33 einge" rückt, so daß im Planetenrädergetriebe
14 eine Drehrichtungsumkehr erfolgt. Die übrige Wirkungsweise ist dieselbe wie bei
den Vorwärtsgängen.
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Nach Figur 2 ist das Planetenrädergetriebe 14 - dessen Aii.fbau und
Wirkungsweise der nach Figur 1 entspricht - im Kraftfluß vor dem regelbaren Keilriementrieb
13 angeordnet. Die übrige Anordnung der hydrodynamischen Kupplung 11 und der anderen
Teile auf der Abtriebsseite-ist dieselbe wie nach Figur 1. Jedoch sind die»Keilriemenscheiben
16 auf der Antriebsseite nunmehr auf einer Welle 36 angeordnet, welche die Keilriemenscheiben
durchsetzt. Der Verstellmechanismus 18 ist im übrigen
wieder konzentrisch
in die hydrodynamische Kupplung 11 eingebaut und das Planetenrädergetriebe
14 befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite der Keilriemenscheiben 16. Die
Welle 36 verbindet nun das Turbinenrad 37 der hydrodynamischen Kupplung 11 mit dem
als Antrieb dienenden Sonnenrad 28 des Planetenrädergetriebes 14. Der als Abtrieb
dienende Träger 31 des Planetenradgetriebes 14 steht durch-die Hohlwelle 38 mit
den Keilriemenscheiben 16 und deren Verstellmechanismus 18 in Verbindung. Die Wirkungsweise
ist im übrigen dieselbe wie bei der Anordnung nach Figur 1, nur läuft jetzt der
regelbare Keilriementrieb 13 bereits mit einer wesentlich kleineren Drehzahl um.
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Nach Figur 3 ist in die hydrodynamische Kupplung 11 neben dem Verstellmechanismus
18 für die Antriebskeilriemenscheiben 16 des Regeltriebes 13 noch ein nicht-schaltbarer
Planetenrädersatz 39 mit einer festen Untersetzung eingebaut. Dessen Sonnenrad 40
ist als Reaktionsglied auf den festen Achsstumpf 17 aufgekeilt. Das Ringrad 41 wird
unmittelbar vom Turbinenrad 37 gebildet bzw. ist an diesem befestigt. Der Planetenräderträger.
42 treibt durch die Hohlwelle.43 die Antriebskeilriemenscheiben 16 an. Auf der Abtriebsseite
ist neben dem Verstellmechanismus 22 jetzt nur noch ein schaltbarer Planetenrädersatz
44 angeordnet. Dessen Sonne 45 dient als Antrieb und ist mit dem Teil 25 des Verstellmechanismus
starr verbunden. Es ist außerdem durch eine Lamellenreibun.gskupplung 46 mit dem
Ringrad 47 verbindbar, welches seinerseits mit der Abtriebswelle 23 in fester Verbindung
steht.
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Am Träger 48 liegt in bereits beschriebener .Art und Weise die Bremse
33 für den Rückwärtsgang.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist prinzipiell. .dieselbe
wie sie bei den Figuren 1 und 2 bereits beschrieben _ . wurde. Im Vorwärtsgang wird
die Kupplung 46 eingerückt und damit der Planetenrädersatz 44 blockiert. Die ganze
mechanische Untersetzung erfolgt nunmehr allein im Planetenrädersatz 39
vor
dem regelbaren Keilriementrieb 13. Für den Rückwärtsgang wird anstelle der Kupplung
46 die Bremse 33 angelegt. Dadürch erfolgt im Planetenrädersatz 44 eine Drehrichtungsumkehr
und außerdem noch eine Untersetzung.
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Nach Figur 4 ist auf der Antriebsseite als hydrodynamische , Einheit
ein Wandler 49 angeordnet. Er wird in der bereits beschriebenen Art und Weise von
der Kurbelwelle des nicht mehr dargestellten Antriebsmotors angetrieben. Seine Turbine
50 treibt durch die Welle 51 die Keilriemenscheiben 16 des regelbaren Keilriementriebes
13 an, dessen Verstellmechanismus 18 wiederum teilweise konzentrisch innerhalb
des Wandlers angeordnet ist. Das Leitrad 52 des Wandlers ist in an sich bekannter
Weise über einen Freilauf 53 auf einem Zylinderansatz 54 der Gehäusezwischenwand
55 'angeordnet. Im übrigen kann die Anordnung - insbesondere auf der Abtriebsseite
- so erfolgen wie sie bisher bereits beschrieben wurde. Auch die Wirkungsweise gleicht
prinzipiell derjenigen der bisher beschriebenen Anordnungen.
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Nach Figur 5 liegt die hydrodynamische.Einheit nunmehr auf der Abtriebsseite.
Auf der Antriebsseite wird in nicht näher dargestellter Art und Weise die Kurbelwelle
des Antriebsmotors unmittelbar mit den Keilriemenscheiben 16 des regelbaren Keilriementriebes
13 verbunden. Der Verstellmechanismus 18 liegt wiederum auf der dem Motor zugewandten
Seite. Von den Keilriemenscheiben 21 auf der Abtriebsseite wird nunmehr das Pumpenrad
56 eines hydrodynamischen Wandlers 57 angetrieben, der zwischen dem regelbaren Keilriementrieb
13 und dem in bereits beschriebener Art und Weise ausgebildeten Planetenrädergetriebe
14 angeordnet ist. Der Verstellmechanismus 22 für den regelbaren Keilriementrieb
befindet sich nun fast ganz konzentrisch innerhalb des Wandlers 57. Dessen Zeitrad
58 ist gegebenenfalls über einen Freilauf auf einer festen Hohl-.welle 59 abgestützt,
welche die Keilriemenscheiben 21 durchsetzt und im Gehäuse 10 festgelegt ist. Gegen
sie stützt sich
nunmehr auch die kurz ausgeführte Abtriebswelle
60, die wiederum an ihrem dem Motor zugewandten Ende das Ritzel 15 für das Ausgleichsgetriebe
aufnimmt. Diese Abtriebswelle 60 wird in der bereits beschriebenen Art und Weise
vom Planetenrädergetriebe 14. angetrieben, welches seinerseits von dem -furbinenrad
61 des Wandlers 5'7 angetrieben wird. Die_Art und Weise der Schaltung entspricht
prinzipiell derjenigen der bisher beschriebenen Anordnungen.
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Und schließlich zeigt die Figur 6 eine Anordnung, die auf der Antriebsseite
genauso ausgebildet sein kann wie die nach Figur 5. Auf der Abtriebsseite ist dann;
zwischen, den Keilriemenscheiben 21 des Regeltriebes 13 und dem Planetenrädergetriebe
14 als hydrodynamische Einheit.eine Kupplung 62 angeordnet. Der Verstellmechanismus
22 für den Regeltrieb 13 liegt wiederum zum Teil konzentrisch innerhalb dieser Kupplung
62. Der Aufbau auf der Abtriebsseite gleicht sonst im wesentlichen der Anordnung
nach Figur 1. Alle einzelnen Getriebeteile sind - zum Teil über Hohlwellen - auf
der durchgehenden Abtriebswelle 23 angeordnet, die mit ihrem hinteren Ende im Gehäuse
10 gelagert ist und die auf der dem Motor zugewandten Seite das Ritzel 15 für das
Ausgleichsgetriebe bildet oder trägt. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist prinzipiell
ebenfalls dieselbe wie bei den bisher beschriebenen; Anordnungen.