DE3428574C2

DE3428574C2 - Vorrichtung zur Kraftübertragung für einen Vierradantrieb

Info

Publication number: DE3428574C2
Application number: DE3428574A
Authority: DE
Inventors: Nobuaki Toyota Aichi Katayama
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1983-08-04
Filing date: 1984-08-02
Publication date: 1986-11-20
Also published as: JPS6029728U; DE3428574A1; US4669332A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftübertragungsvorrichtung für einen Vierradantrieb in Verbindung mit einem ein Differentialgetriebe enthaltenden Fahrzeuggetriebe. Die Kraftübertragungsvorrichtung umfaßt ein Verteilergetriebegehäuse, das lösbar an seiner einen Seite mit einem Getriebegehäuseaggregat fest verbunden ist, ein im Verteilergetriebegehäuse drehbar sowie koaxial zum Differentialgetriebe angeordnetes Treibelement, ein am Treibelement befestigtes Ringrad und ein im Verteilergetriebegehäuse eingebautes sowie antriebsseitig mit dem Ringrad für einen Hinterradantrieb gekoppeltes Abtriebsgetriebe. Eine an ihrem innenliegenden Endabschnitt antriebsseitig mit dem Differentialgetriebe verbundene, aus dem Verteilergetriebegehäuse auswärts vorragende Vorderrad-Halbachse ist von einer Hohlwelle umgeben, die an ihrem einen Endabschnitt durch Verschieben mit dem Treibelement zum Eingriff kommen kann, wobei ihr anderer Endabschnitt mit dem Differentialgetriebe für einen Vierradantrieb in Eingriff ist.

Description

innerhalb eines vom Getriebegehäuse separaten Verteilcrgetriebegehäuses wesentlich erleichtert. Innerhalb der Grund-Differentialgetriebeeinheit sind keine zusätzlichen Bauteile oder aufwendigen Anpassungsmaßnahmen notwendig.

Vorteilhafte Weiterbildungen, Anwendungs- und Positionierungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Schnittdarstellung eines Kraftfahrzeuggetriebes mit einem Differentialgetriebe für Vorderradantrieb;

F i g. 2 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kraftübertragung für einen Vierradantrieb; und

F i g. 3 eine Schnittdarstellung einer entsprechenden herkömmlichen Vorrichtung.

Die F i g. 1 zeigt ein Fahrzeuggetriebe 22 für ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb, bei dem die Vorrichtung zur K.rafiübertragung für einen Vierradantrieb zur Anwendung kommt Das Fahrzeuggetrieb-s 22 ist über eine Kupplungsvorrichtung 24 fest an einer Seite einer Brennkraftmaschine 20 angebracht, die in einem Front-Motorraum des Fahrzeugs so angeordnet ist, daß die Kurbelwelle 26 der Brennkraftmaschine 20 quer liegt Das Fahrzeuggetriebe 22 weist ein Getriebegehäuse 38, dessen eine Stirnseite am Zylinderblock der Brennkraftmaschine 20 befestigt ist eine drehbar im Getriebegehäuse 38 sowie koaxial zur Kurbelwelle 26 gelagerte Antriebswelle 30, eine ebenfalls im Getriebegehäuse 38 drehbar sowie parallel zur Antriebswelle 30 angeordnete Abtriebswelle 32, ein an der An- sowie an der Abtriebswelle 30, 32 angebrachtes Schaltgetriebe und ein mit dem Getriebegehäuse 38 zusammengebautes Achsantriebsgetriebe 28 auf. das ein ständig mit einem mit der Abtriebswelle 32 einstückigen Abtriebszahnrad 34 kämmendes Ringrad 36 und ein Differentialgetriebe 40 der Kegelrad-Bauart für den Vorderradantrieb, an dem das Ringfad 36 fest angebracht ist, umfaßt Das Differentialgetriebe 40 weist zwei Tellerräder 42 und 44 auf, von denen je eines antriebsseitig mit den Vorderrad-Halbachsen 46 bzw. 48 verbunden ist. Das Getriebegehäuse 38 besteht im wesentlichen aus einer ersten, zweiten sowie dritten Gehäusesektion 50,52 und 54.

Bei der in F i g. 2 gezeigten Vorrichtung zur Kraftübertragung für den Vierradantrieb ist ein Verteilergetricbegehäuse 56 an seiner linken Stirn- oder Sitzfläche fluiddicht und lösbar an der rechten Stirn- oder Sitzfläche der ersten Gehäusesektion 50 (siehe Fig. 1) des Getriebegehäuses 38 befestigt. Bei dieser Ausführungsform ist das Verteilergetriebegehäuse 56 an der Rückseite der Brennkraftmaschine 20 angebracht und so aufgebaut, daß es in ein linkes sowie rechtes Gehäuseteil unterteilt werden kann. Im Fall der Anordnung de? Differentialgetriebes 40 unterhalb der An- und Abtriebswcllcn 30,32 des Fahrzeuggetriebes 22 wird das Verteilergetriebegehäuse 56 unterhalb der Brennkraftmaschine 20 plaziert.

In das Verteilergetriebegehäuse 56 sind ein Zwischenrad oder Treibelement 58, ein zweites Ringrad 60 und eine Hohlwelle 62 koaxial zum Differentialgetriebe 40 eingebaut. Das Treibelement 58 ist an zwei Kegelrollenlagern 64 und 66, die vom Verteilergetriebegehäuse 56 gelragen werden, gelagert. Das zweite Ringrad 60 ist fest am Treibelement 58 angebracht und ständig mit einem Antriebsritzel ΐ)2 einer Ritzelwelle 80, die in der Längsrichtung des Fahrzeugs innerhalb des Verteilergetriebegehäuses 56 drehbar gehalten ist, in Eingriff. Die Ritzelwelle 80 ist in üblicher Weise antriebsseitig mit den (nicht gezeigten) Hinlerradachsen durch eine Kardanweile und ein Achsantriebsgetriebe verbunden. Bei dieser Anordnung wird die Vorderrad-Halbachse 48 des als Grund-Differentialgetriebeeinheit ausgebildeten Differentialgetriebes 40 durch eine Vorderrad-Halbaclise 84 ersetzt, die sich durch die Hohlwelle 62 nach außen

ίο erstreckt und im Verteilergetriebegehäuse 56 drehbar gelagert ist.

Die Hohlwelle 62 umgibt die Vorderrad-Halbachse 84 derart, daß zwischen dem Gehäuse 76 des Differentialgetriebes 40 und dem Treibelement 58 ein Einrücken oder Kuppeln nach Wahl bewirkt werden kann. Zu diesem Zweck sind am rechten Endabschnitt der Hohlwelle 62 äußere Keilnuten 68 ausgebildet, die durch eine axiale Verschiebung der Hohlwelle 62 mit innen im Treibelement 58 ausgestalteten Keilnuten 74 zum Eingriff kommen können. An ihrem linken Endabschnitt weist die Hohlwelle 62 äußere K Knuten 70 auf, die mit innerer. Keilnuten 78 am Gehäuse 76 zum Eingriff kommen können. Eine am rechten EndaDschnitt der Hohlwelle 62 ausgebildete Ringkehle 72 dient dem Eingriff einer (nicht gezeigten) Schaltgabel, durch die die Hohlwelle 62 verschiebbar ist.

Wird die Hohlwelle 62, wie in der oberen Hälfte von F i g. 2 gezeigt ist, einwärts verschoben, so kommen ihre außenliegenden Keilnuten 70 mit den innenliegenden Keilnuten 78 des Gehäuses 76 in Eingriff, so daß das Treibelement 58 mit dem Gehäuse 76 antriebsseitig verbunden ist. Bei einem Verschieben der Hohlwelle 62 nach außen, wie in der unteren Hälfte von Fig.2 gezeigt ist, wird sie vom Gehäuse 76 gelöst, womit die Kraftübertragung zwischen dem Differentialgetriebe 40 und dem Treibelement 58 aufgehoben wird.

Im Betrieb der Vorrichtung zur Kraftübertragung für den Vierradantrieb wird die Antriebskraft der Brennkraftmaschine 20 über die Kupplungsvorrichtung 24 auf die Antriebswelle 30 aufgebracht und mit einem gewünschten Übersetzungsverhältnis durch das Schaltgetriebe auf die Abtriebswelle 32 übertragen, die ihre Antriebskraft über das Ringrad 36 dem Differentialgetriebe 40 vermittelt. Die übertragene Antriebskraft wird somit auf zwei Drehmoment-Abgabepfade aufgeteilt und auf die Tellerräder 42,44 übertragen. Das Antriebsdrehmoment vom Tellerrad 42 geht an die Vorderrad-Halbachse 46, während dasjenige des Tellerrades 44 der Vorderrad-Halbachse 84 vermittelt wird. Wenn durch

so das Einwärtsschieben der Hohlwelle 62 eine Verbindung des Treibelements 58 mit dem Gehäuse 76 des Differentialgetriebes 40 bewirkt wird, dann wird das Antriebsdrehmomenr vom Gehäuse 76 auf das Treibelern^nt 58 übertragen, so daß das zweite Ringrad 60 getrieben wird, dessen Antriebsdrehmoment auf die Hinterradachsen diich die Ritzelwelle 80, die Kardanwelle und das Achsantriebsgetriebe übertragen wird. Bei Lösen der Hohlwelle 62 vom Gehäuse 76 durch Verschieben derselben nach auswärts, wird das Antriebsdrehmoment nur auf die Vorderrad-Halbachsen 46 und 84 übertragen.

Aus der obigen Beschreibung wird klar, .jlaß das als Grund-Differentialgetriebeeinheit ausgebildete Differentialgetriebe 40 als Basis für die Vorrichtung zur Kraftübertragung dienen kann, indem lediglich das Verteilergetriebegehäuse 5b, das Treibelement 58 für den Hinterradantrieb und die Hohlwelle 62 zusätzlich montiert werden, das bedeutet, daß die Vorrichtung mit

niedrigen Kosten gefertigt werden kann. In dem Fall, da für die Hinterräder ein Freilauf-Nabenkupplungsmechanismus zur Anwendung kommt, werden die Bauteile für den Hinterradantrieb, nämlich das Treibelement 58, das zweite Ringrad 60. die Hohlwelle 62 usw., während des Arbeitens der Vorrichtung auf den Vorderradantrieb untätig gehalten, um Leistungsverluste des Antriebs zu vermeiden und die Lebensdauer sowie Standfestigkeit der Bauteile zu steigern.

Wenngleich bei der beschriebenen Ausführungsform die Vorrichtung bei einem Fahrzeug mit vorne liegender Brennkraftmaschine und Vorderradantrieb zur Anwendung kommt, so ist eine Verwendung bei einem Fahrzeug mit Heckmotor und Hinterradantrieb ebenso möglich. Hierzu wird das Ringrad 60 für den Vorderradantrieb angeordnet, während das Differentialgetriebe 40 für den Hinterradantrieb vorgesehen wird.

10

15

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

20

25

35

40

45

50

55

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Kraftübertragung für einen Vierradantrieb aus einem Fahrzeuggetriebe mit einem Getriebegehäuse, dessen eine Stirnseite am Zylinderblock einer Brennkraftmaschine befestigt ist, einer Antriebswelle, die im Getriebegehäuse drehbar und koaxial zur Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gelagert ist. einer Abtriebswelle, die im Getriebegehäuse drehbar und parallel zur Antriebswelle gelagert ist, einem Schaltgetriebe, das an der Ansowie der Abtriebswelle angebracht ist, einem Abtriebszahnrad, das einstückig mit der Abtriebswelle ausgebildet ist, und einem Differentialgetriebe, das drehbar im Getriebegehäuse gelagert ist und antriebsseitig mit dem Abtriebszahnrad in Eingriff steht, aus einer ersten Radachse, die antriebsseitig an ihrem inneren Ende mit dem Differentialgetriebe verbunden ist und durch das Getriebegehäuse nach außen ragt, auseiner zweiten Radachse, die antriebsseitig an ihrem inneren Ende mil dein Differentialgetriebe verbunden ist, und aus einem Verteilergetriebe mit einem Verteilergetriebegehäuse, durch das die zweite Radachse nach außen ragt, einem Treibelement, das drehbar im Verteilergetriebegehäuse und koaxial zum Differentialgetrebe gelagert ist, einem Ringrad, das fest am Treibelement angebracht ist. einem Abtriebsgetriebe, das im Verteilergetriebehäuse angeordnet ist und antriebsseitig mit dem Ringrad in Eingriff steht, einer Hohlwelle, die mit dem Different, lgetriebe verbunden ist und über die eine Wirkverbindung zwischen ^em Differentialgetriebe und dem Treibelement herstellbar ist, so daß das Abtriebsgetriebe mit dem Differentialgetriebe verbindbar und von diesem lösbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (62) über eine Keilnutverbindung (70, 78) mit dem Differentialgetriebe (40) und über eine Keilnutverbindung (68, 74) unmittelbar mit dem Treibelement (58) verbunden ist und daß die Hohlwelle (62) derart axial verschiebbar ist, daß sie aus der Keilnutverbindung (70, 78) mit dem Differentialgetriebe (40) ausrückbar ist, und daß das Verteilergetriebegehäuse (56) separat vom Getriebegehäuse (38) ausgebildet und mit einer Stirnseite an einer Stirnseite des Getriebegehäuses (38) lösbar befestigt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilergetriebegehäuse (56) an der Rückseite der Brennkraftmaschine (20) derart angeordnet ist, daß die erste sowie zweite Radachse (46,84) parallel zur An- sowie zur Abtriebswelle (30, 32) des Fahrzeuggetriebes (22) liegen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilergetriebegehäuse (56) das Abtriebsgetriebe (80, 82) aufnimmt, dessen Antriebsritzel (82) ständig mit dem Ringrad (60) kämmt und einstückig mit einer Ritzelwelle (80) ausgebildet ist, die drehbar in Fahrzeuglängsrichtung gelagert ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialgetriebe (40) zur Lieferung eines Vorderradantriebs, das Abtriebsgetriebe (82,80) zur Lieferung eines Hinterradantriebes angeordnet sind.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Kraftübertragung für einen Vierradantrieb nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der JP-GM-OS 55-73422 bekannt und im übrigen in F i g. 3 gezeigt, auf die im folgenden Bezug genommen wird.

Diese Vorrichtung ist einem Kraftfahrzeuggetriebe für Vorderradantrieb angepaßt, das ein Differentialgetriebe 1 der Kegelrad-Bauart, das drehbar in ein Getriebegehäuse 4 eingebaut ist, und eine Hohlwelle 5 umfaßt, die innerhalb einer Verlängerung des Getriebegehäuses 4 koaxial zum Differentialgetriebe t drehbar angeordnet ist. Bei einer solchen Vorrichtung ist ein erstes Ringrad 3 für den Vorderradantrieb fest an einem Differenti- «!getriebegehäuse 7 des Differentialgetriebes 1 angebracht und dauernd mit einem Abtriebszahnrad 2 des Fahrzeuggetriebes in Eingriff, während ein zweites Ringrad 6 an der Hohlwelle 5 befestigt und ständig mit einem Antriebsritzel für den Hinterradantrieb in Eingriff ist Das Differentialgetriebegehäuse 7 hat einen als Hohlwelle 8 ausgebildeten Stumpf, auf dem über eine Keilnutverbindung eine von einer Schaligabe! 10 verschiebbare Schalt- oder Kupplungsmuffe 9 axial bewegbar gehalten ist. Wenn diese Schaltmuffe 9 zur Hohlwel-Ie 5 hin verschoben wird, wie in F i g. 3 gezeigt ist, dann kommt die Schaltmuffe 9 mit Keilnuten 12 der Hohlwelle 5 in Eingriff, so daß das Differentialgetriebegehäuse 7 antriebsseitig mit der Hohlwelle 5 verbunden wird und sowohl die Vorder- als auch die Hinterachse des Fahrzeugs angetrieben werden. Bei einer Verschiebung zum Differentialgetriebe 1 hin löst sich die Schaltmuffe 9 von den Keilnuten 12 der Hohlwelle 5, so daß das Differentialgetriebegehäuse 7 von der Hohlwelle 5 getrennt wird und nur die Vorderachse des Fahrzeugs angetrieben wird.

Bei dieser Vorrichtung kann eine Grund- oder Original-Differentäalgeträebeeinheit für einen Vorderradantrieb nicht als Ausgangsbasis für einen Vierradantrieb herangezogen werden, weil hier eine Verlängerung des Getriebegehäuses 4, die Hohlwelle 5 -und der als Hohlwelle 8 ausgebildete Stumpf des Differentialgetriebegehäuses 7 notwendig sind. Aus diesem Grund ist die Herstellung einer derartigen Vorrichtung mit einem hohen Kostenaufwand verbunden.

Ferner wird die Schaltmuffe 9 auch bei ausschließlich angetriebener Vorderachse vom Differentialgetriebe 1 gedreht, so daß Leistungsverluste des Fahrzeugantriebs und Verschleiß der Schaltmuffe 9 auf Grund des Reibungseingriffes mit der Schaltgabel 10 auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung zur Kraftübertragung für einen Vierradantrieb derart weiterzubilden, daß eine Grund-Differentialgetriebeeinheit eines Kraftfahrzeuggetriebes als Ausgangsbasis für die Vorrichtung verwendbar ist. Zudem soll die Anzahl der Bauteile der Vorrichtung verringert und sichergestellt werden, daß bei jeder Antriebsart nur die jeweils zur Kraftübertragung benötigten Bauteile bewegt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Ausbildung der als Übertragungselement auf das Treibelement dienenden Hohlwelle als betätigbarcs, axial verschiebliches Stellelement ermöglicht bei ausschließlich angetriebener Vorderachse eine vollständige Abkopplung aller Bauteile des Verteilergetriebes vom Fahrzeuggetriebe. Zudem wird hierdurch die Zusammenfassung sämtliche Bauteile des Verteilergetriebes