DE3211621C2 - Kraftfahrzeug-Antriebsachse - Google Patents

Kraftfahrzeug-Antriebsachse

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Antriebsachse, die wahlweise durch eine Brennkraftmaschine oder einen Elektromotor antreibbar ist. Hierzu ist an den Achskörper der Antriebsachse ein Umschaltgetriebe angebaut, das je Antriebsaggregat mit einer Getriebeeingangswelle ausgestattet ist, die einzeln über eine Schaltkupplung mit der auf das Ausgleichsgetriebe wirkenden Getriebeausgangswelle kuppelbar sind, wobei die Wellenachsen sich senkrecht zur Achse des Achskörpers erstrecken. Die Antriebsenden beider Getriebeeingangswellen liegen an einander gegenüberliegenden Seiten des Umschaltgetriebes, so daß beide Antriebsaggregate auf verschiedenen Achsseiten plazierbar sind und sich dadurch die Achsbelastung entsprechend günstig gestaltet. Des weiteren ist ein Achsantrieb durch den Elektromotor unter Umgehung des der Brennkraftmaschine nachgeschalteten Schaltgetriebes möglich.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Antriebsachse mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1.
Eine Kraftfahrzeug-Antriebsachse mit diesen Merkmalen ist bereits bekannt (DE-OS 25 38 923 — F i g. 3 -).
Bei dieser Achskonstruktion ist die für den wahlweisen Achsantrieb durch eines der Antriebsaggregate dienende Kupplung in die vom Schaltgetriebe einer Brennkraftmaschine zum Zwischengetriebe führende Getriebewefle zwischengeschaltet, während die andere, vom Elektromotor antreibbare und den Achskörper kreuzende Getriebewelle direkt in das Zwischengetriebe hineingeführt ist
Die Kupplung ermöglicht eine Entlastung des Elektromotors, indem bei dessen Einsatz die Brennkraftmaschine von der Antriebsachse abkuppelbar ist.
Erfolgt hingegen der Achsantrieb durch die Brennkraftmaschine, läuft der Elektromotor zwangsläufig mit, was zusätzlich Antriebsenergie erfordert.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, durch das Zwischengetriebe einen wahlweisen Fahrzeugantrieb durch Brennkraftmaschine oder Elektromotor in der Weise zu ermöglichen, daß mittels lediglich einer Kupplung jeweils das sich außer Betrieb befindende Antriebsaggregat von der Antriebsachse abkuppelbar ist wodurch die rotierenden Massen entsprechend verringert sind.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst
Eine Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 2 bietet den Vorteil, daß das auf der vom Fahrzeugheck abgekehrten Seite des Achskörpers vorzusehende Antriebsaggregat eine möglichst tief anzusetzende Anordnung des Bodens bzw. einen gleichmäßig tiefen Verlauf eines sich längs des Fahrzeuges erstreckenden Laufganges bei entsprechenden Fahrzeugtypen erlfcubt was insbesondere bei Omnibussen von wesentlicher Bedeutung ist
Dabei wird das Wirkungsgradverluste und Verschäumen von Öl bedingende Ölpanschen im Zwischengetriebe lediglich auf den von einem der beiden Antriebsaggregate zu bewerkstelligenden Fahrzeugantrieb beschränkt
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es dabei vorteilhaft die Konstruktion gemäß Anspruch 3 auszuführen. Dadurch wird es möglich, beispielsweise zur Durchführung von Reparaturarbeiten im Zwischengetriebe dieses vom Achskörper abnehmen zu können, ohne daß auch die ·' mriebsseitige Lagerung der unteren Getriebewelle im Achskörper zu demontieren ist
In der Zeichnung ist ein im folgenden Beschreibungsteil erläutertes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt
In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 in schematischer Darstellung eine Untersicht eines z. B. dreiachsigen Gelenkomnibusses, dessen Achse seines Nachläufers in erfindungsgemäßer Ausbildung die Antriebsachse dieses Fahrzeuges bildet und
F i g. 2 einen Querschnitt durch die Antriebsachse im Bereich der Achsbrücke.
Der Gelenkomnibus besteht aus; einem vorderen Fahrzeugteil 10 mit gelenkter Vorderachse 12 und Mittelachse 14 und aus einem über ein Gelenk 16 angeschlossenen Nachläufer 18, dessen Nachläuferachse eine erfindungsgemäß ausgebildete Antriebsachse 20 bildet. Diese Antriebsachse ist wahlweise durch eine Brennkraftmaschine oder einen Elektromotor antreibbar. Selbstverständlich könnte die Antriebsachse ebenso bei einem zweiachsigen Kraftfahrzeug die Hinterachse bilden.
Die vorzugsweise einen Dieselmotor bildende Brennkraftmaschine 22 ist in Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeuges gesehen, hinter der Antriebsachse 20, d.h. im Heck des Nachläufers 18 vorgesehen, wobei dieser ein vorzugsweise automatisches Schaltgetriebe 24 nachgeschaltet ist, dessen Getriebewelle 25 über eine Gelenkwelle 26 mit einer Getriebewelle 28 eines an den Achskörper 30 der Antriebsachse 20 angebauten Zwischengetriebes 32 zum alternativen Zuschalten eines der Antriebsaggregate zur Antriebsverbmdung steht.
Der für den alternativen Antrieb des Fahrzeuges vorgesehene, mit 34 bezeichnete Elektromotor ist an der der Brennkraftmaschine 22 gegenüberliegenden Seite der Antriebsachse 20, d. h. zwischen dieser und dem Gelenk 16 angeordnet. Zur Antriebsverbindung seiner Motorwelle 36 mit der Antriebsachse 20 dient ebenfalls eine Gelenkwelle 38, die an einer zweiten Götriebewelle 40 des Zwischengetriebes 32 angeflanscht ist.
Durch die Ausstattung der Antriebsachse 20 mit dem Zwischengetriebe 32 ist es möglich, die Antriebsachse 20 unter Umgehung des der Brennkraftmaschine 22
nachgeschalteten Schaltgetriebes 24 direkt anzutreiben, so daß das Schaltgetriebe 24 lediglich als Kennungswandler zum Umwandeln der Lieferkennung der Brennkraftmaschine 22 auszulegen ist
Würde beispielsweise bei der beschriebenen Zuordnung der beiden Antriebsaggregate 22,34 zur Antriebsachse 20 auch der Antrieb durch den Elektromotor 34 über die Getriebewelle 25 des automatischen Schaltgetriebes 24 in die Antriebsachse 20 eingeleitet, so wäre zusätzlich zu weiteren Getriebestufen auch ein Transfergetriebe zur Antriebsübertragung erforderlich, ganz abgesehen davon, daß zur Antriebsübertragung eine den Achskörper 30 kreuzende Kardanwelle erforderlich wäre, deren Anordnung insbesondere hinsichtlich der Ein- und Ausfederbewegungen des Fahrzeugaufbaues Probleme schaffen würde.
Die Ausstattung der Antriebsachse 20 mit dem Zwischengetriebe 32 ermöglicht somit eine erhebliche technische Vereinfachung und vor allen Dingen eine günstige Verteilung der Massen der Antriebsaggregate 22,34 mit Bezug auf die Antriebsachse 20.
Das Zwischengetriebe 32 ist an einen an die das Ausgleichsgetriebe der Antriebsachse 20 aufnehmende Achsbrücke 42 angeflanschten Lagerkörper 44 des Ausgleichsgetriebes angebaut, wobei die eine Hälfte 46 des Getriebegehäuses 46, 48 zugleich den Lagerkörper für ein mit einem Tellerrad 50 des Ausgleichsgetriebes kämmendes Antriebskegelrad 52 bildet, dessen Lagerschaft 54 eine Verlängerung der Getriebewelle 28 des Zwischengetriebes 32 bildet
Auf der vom Dieselmotor 22 antreibbaren Getriebewelle 28 ist drehfest ein erster Mitnehmerzahnkranz 56 einer Kupplung 58 angeordnet, dem an der Getriebewelle 28 ein gleicher Mitnehmerzahnkranz 60 zugeordnet ist. Mit 62 ist eine diesen Mitnehmeryerzahnkränzen 56, 60 zugeordnete Schaltmuffe bezeichnet, die relativ zu den vorzugsweise evolventenverzahnten Mitnehmerzahnkränzen 56, 60 zum Kuppeln bzw. Entkuppeln der Getriebt grelle 28 mit dem Lagerschaft 54 entsprechend axial verschiebbar ist Zum Antrieb der Getriebewelle 28 durch den Dieselmotor 22 ist diese mit einem auf ihr drehfest angeordneten Kupplungsflansch 64 ausgestattet, der mit einem entsprechenden Gegenflansch der Gelenkwelle 26 verschraubbar ist.
Zum Antrieb der Antriebsachse 2ü durch den Elektromotor 34 dient, wie bereits erwähnt, eine weitere Getriebewelle 40, deren aus dem Achskörper 30 herausgeführtes Antriebsende ebenfalls einen Kupplungsflansch 66 zum Ankuppeln der durch den Elektromotor 34 antreibbaren Gelenkwelle 38 trägt. Wie aus F i g. 1 ersichtlich ibt, sitzt diese Getriebewelle 40 seitlich etwas versetzt zur Achsbrücke 42 und erstreckt sich vorzugsweise achsparallel zu den beiden Getriebewellen 28,54. Sie setzt sich aus zwei Teilwellen zusammen, wobei lediglich die eine Teilwelle 40' im Gehäuse 46, 48 des Zwischengetriebes 32 gelagert ist, während die andere Teilweile 40" im Achskörper 30 in geeigneter Weise gelagert und mittels einer Steckverbindung drehfest jedoch lösbar mit der Teilwelle 40' verbunden ist. Am Umfang der Teilwelle 40' ist ein Stirnrad 68 angeformt, das mit einem Zahnrad 70 kämmt, welches drehbar auf einem den Mitnehmerzahnkranz 56 tragenden Lagerkörper 72 gelagert ist, der seinerseits drehfest auf dem Hinterende des die Verlängerung der Getriebewelle 28 bildenden Lagerschaftes 54 sitzt. Das Zahnrad 70 ist an 6j seiner der Schaltmuffe Ll benachbarten Stirnseite mit einem einen weiteren Mitnehmerzahnkranz 74 bildenden Bund ausgestattet, der ebenfalls einen Bestandteil der Kupplung 58 bildet und dazu dient das Zahnrad 70 unter gleichzeitiger Abkoppelung der Getriebewelle 28 von der Verlängerung 54 der Getriebewelle 54 mit dieser drehfest zu verbinden, um deren direkten Antrieb durch die Getriebeweile 40 bzw. durch den Elektromotor 34 zu ermöglichen.
Zur Betätigung der Schaltmuffe 62 ist, was in der Zeichnung jedoch nicht dargestellt ist vorzugsweise in das Zwischengetriebe 32 ein insbesondere durch Druckluft betätigbares Zylinder-Kolbenaggregat eingebaut das vom Fahrersitz aus ansteuerbar ist
Ist die durch den Dieselmotor 22 antreibbare Getriebewelle 28 mit deren das Antriebskegelrad 52 tragenden Verlängerung 54 gekuppelt rotieren lediglich diese beiden Wellea während das durch die beiden Zahnräder 68,70 und die Getriebewelle 40 gebildete Vorgelege und damit auch der Elektromotor 22 im Stillstand verharrt Es besteht somit eine direkte Antriebsverbindung der Getriebewelle 28 mit dem Antrie": ^kegelrad 52, wobei der Kraftfluß von diesem über das Tellerrad 50 und den Ritzelweilen der Antriebsachse 20 zu deren außenliegenden Planetensätzen führt Das Ölbad, in welchem die durch die Getriebewelle 40 gebildete Vorlegewelle und das Stirnrad 68 läuft, wird somit bei Antrieb durch den Dieselmotor 22 nicht beeinflußt d. h. es wird bei Dieselbetrieb nicht erwärmt und nicht verschäumt
Da beim Antrieb durch den Dieselmotor 22 beide Zahnräder 68, 70 nicht umlaufen, ist kIpj, daß der Wirkungsgrad des Zwischengetriebes 32 entsprechend günstig ist
Die beschriebene Getriebeanordnung erfordert lediglich eine Kupplung 58 zur getrennten Antriebsverbindung beider Getriebewellen 28,40 mit der Verlängerung 54 der Getriebewelle 28, wodurch auch der technische Aufwand so minimiert werden konnte, daß das Zwischengetriebe 32 besonders preiswert herstellbar ist
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Kraftfahrzeug-Antriebsachse mit einer auf der einen Seite des Achskörpers angeordneten Brennkraftmaschine und einem auf der anderen Seite angeordneten Elektromotor, mit einem Ausgleichsgetriebe und einem Zwischengetriebe mit zwei miteinander kämmenden Zahnrädern und mit zwei zueinander parallelen, höhenversetzten, mit den Antriebsaggregaten verbundenen und senkrecht zur Achse des Achskörpers verlaufenden Getriebewellen, von denen die eine den Achskörper kreuzt und die andere Getriebewelle eine zum Ausgleichsgetriebe führende Verlängerung aufweist, und mit einer Kupplung für den wahlweisen Antrieb durch eines der Antriebsaggregate, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung (54) von der zugehörigen Getriebewelle (28) abgetrennt ist, daß das eine Zahnrau (70) des Zwischengetriebes (32) drehbar auf der Verlängerung (54) angeordnet ist, und daß die Verlängerung (54) über die Kupplung (58) wahlweise mit der zugehörigen Getriebewelle (28) oder dem auf ihr drehbaren Zahnrad (70) drehfest verbindbar ist
2. Kraftfahrzeug-Antriebsachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Achse des Achskörpers (30) kreuzende Getriebewelle (40,40') der beiden in übereinanderliegenden Ebenen gelagerten Getrierewellen (28; 40') unterhalb der Achse des Achskörpers (30) angeordnet ist
3. Kraftfahrzeug-Antriebsachse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß das Zwischengetriebe (32) und das Ausgleichsgetriebe (50,52,54) eine Baueinheit bilden, und daß die die Achse des Achskörpers (30) kreuzende Getriebewelle (40) durch zwei unverdrehbar zusammensteckbare Teilwellen (40' 40") gebildet ist, von denen die eine (40") im Achskörper (30) und die andere (40') im Zwischengetriebe (32) gelagert ist
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