DE3702350A1 - Dreiteilige antriebswelleneinheit mit einem ersten und vierten kardangelenk einer phase und einem zweiten und dritten kardangelenk einer um 90(pfeil hoch)o(pfeil hoch) versetzten phase - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine dreiteilige Antriebswelle für ein Fahrzeug, beispielsweise ein Automobil, genauer gesagt eine solche dreiteilige Antriebswelle, die vier Kardangelenke aufweist und sich durch eine besonders glatte Kraftübertragung sowie das Fehlen von Taumelbewegungen und Vibrationen auszeichnet.

Lange Zeit hat man als Antriebswelleneinheiten für Fahrzeuge, beispielsweise Kraftfahrzeuge, einteilige Antriebswellen eingesetzt, die am vorderen Ende über ein erstes Kardangelenk mit der Ausgangswelle des Getriebes und am hinteren Ende über ein zweites Kardangelenk mit der Eingangswelle des Diffentials des Fahrzeuges gekoppelt waren. Es ist ferner bekannt, eine zweiteilige Antriebswelleneinheit zu verwenden, die aus zwei Antriebswelleneinheiten besteht, welche über ein zweites Kardangelenk miteinander verbunden und, wie vorher, an ihrem vorderen Ende über ein erstes Kardangelenk mit der Ausgangswelle des Getriebes und an ihrem hinteren Ende über ein drittes Kardangelenk mit der Eingangswelle des Differentials des Fahrzeuges gekoppelt sind. Dieser Typ einer zweiteiligen Antriebswelleneinheit wurde entwickelt, um Vibrationen und demzufolge Geräusche bei hohen Drehzahlen herabzusetzen.

Es sind ferner diverse Arten von Kraftfahrzeugen bekannt, die mit quer angeordneten Motoren ausgestattet sind, wobei die Motoren so angeordnet sind, daß sich die Kurbelwelle des Motors quer zur Karosse des Fahrzeuges erstreckt. Derartige Fahrzeuge sind normalerweise Frontantriebsfahrzeuge. In neuerer Zeit sind sogenannte Nur- Vierradantriebsfahrzeuge entwickelt worden, die mit einer zentral angeordneten Differentialvorrichtung zur Aufteilung der Antriebskraft auf die Vorderräder und die Hinterräder des Fahrzeuges versehen sind. Eine derartige zentrale Differentialvorrichtung ist typischerweise mit einem wahlweise betätigbaren Blockiermechanismus versehen, mittels der der Fahrzeuglenker wahlweise die Wirkung des Differentials ausschalten kann. Es sind darüberhinaus Fahrzeuge mit Vierradantrieb bekannt, bei denen wahlweise auf Zweiradantrieb oder Vierradantrieb umgeschaltet werden kann, d. h. Fahrzeuge mit zuschaltbarem Vierradantrieb. Beide dieser Fahrzeugarten können einen quer angeordneten Motor aufweisen, dessen Kurbelwelle und Rotationsachse quer zur Längsachse der Karosse des Fahrzeuges verlaufen. Bei Fahrzeugen mit Vierradantrieb, die einen solchen quer angeordneten Motor aufweisen, wird der Abstand zwischen der Ausgangsseite des Motors und der Getriebeeinheit und dem vorderen Ende der Differentialvorrichtung für die Hinterräder größer als zuvor, so daß daher die Antriebswelleneinheit entsprechend länger wird. Man hat daher verschiedene Arten von dreiteiligen Antriebswelleneinheiten bei solchen Fahrzeugen mit Vierradantrieb und quer angeordnetem Motor eingesetzt. Solche dreiteiligen Antriebswelleneinheiten besitzen drei Antriebswellenelemente und vier Kardangelenke.

Genauer gesagt weist eine derartige dreiteilige Antriebswelleneinheit üblicherweise ein erstes oder vorderes Antriebswellenelement auf, das an seinem vorderen Ende über ein erstes Kardangelenk mit dem hinteren Ende der Ausgangswelle des Motors drehbar gekoppelt ist, ein zweites oder mittleres Antriebswellenelement, das an seinem vorderen Ende über ein zweites Kardangelenk mit dem hinteren Ende des ersten Antriebswellenelementes drehbar gekoppelt ist, und ein drittes Antriebswellenelement das an seinem vorderen Ende über ein drittes Kardangelenk mit dem hinteren Ende des zweiten Antriebswellenelementes gekoppelt ist und an seinem hinteren Ende über ein viertes Kardangelenk mit dem vorderen Ende der Eingangswelle des Differentials für die Hinterräder des Fahrzeuges gekoppelt ist. Das mittlere Antriebswellenelement ist üblicherweise drehbar und elastisch an der Unterseite des Bodens der Fahrzeugkarosse montiert, und zwar über zwei elastische Lagerstützen für das mittlere Antriebswellenelement, von denen jeweils eine in der Nähe eines Endes des Elementes angeordnet ist. Diese dient dazu, das mittlere Antriebswellenelement starr zu lagern und die Zahl der Freiheitsgrade der Antriebswelleneinheit als Ganzes zu beschränken. Bei einer derartig ausgebildeten dreiteiligen Antriebswelleneinheit, insbesondere bei Anwendung in Verbindung mit einem Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb, ist es bekannt und in der Tat empfehlenswert (aufgrund des Höhenunterschiedes des Getriebes oder Transaxleeinheit und der Differentialvorrichtung für die Hinterräder und aufgrund des Höhenunterschiedes der Fahrzeugkarosse und der Lagerabschnitte für das mittlere Antriebswellenelement, der aus der Notwendigkeit der Maximierung des Raumes innerhalb des Fahrgastabteils resultiert), die drei Antriebswellenelemente und die vier Kardangelenke nicht in einer geraden Linie anzuordnen, sondern jedes Gelenk um seinen eigenen charakteristischen Winkel zu biegen sowie das mittlere Antriebswellenelement niedriger zu halten als die beiden anderen Antriebselemente, um den Raum innerhalb des Fahrgastabteils des Fahrzeuges zu maximieren und auf diese Weise Unregelmäßigkeiten im Boden des Fahrzeuges, die durch die Anordnung der Antriebswelleneinheit verursacht werden, die sich darunter vom vorderen Ende des Fahrzeuges bis zu dessen hinterem Ende erstreckt, minimal zu halten. Darüberhinaus ist es aus Kostengründen und Gründen einer einfachen Konstruktion wünschenswert, für so viele Universalgelenke wie möglich Kardangelenke (Hooke-Joints) zu verwenden. Auch zum Absorbieren der an den Kardangelenken erzeugten rotatorischen Schwankungen ist es üblich, benachbarte Kardangelenke so anzuordnen, daß sie einander entgegengesetzte Phasen besitzen. Ein Beispiel eines derartigen Getriebesystems des Standes der Technik ist schematisch in Fig. 6 der Zeichnung dargestellt und wird hiernach beschrieben.

Es sind desweiteren zweiteilige Antriebswelleneinheiten mit drei Gelenken vorgeschlagen worden, bei denen ein Kardangelenk für das erste Gelenk und Gelenke mit konstanter Geschwindigkeit für das zweite und dritte Gelenk Anwendung finden. Solche Antriebswelleneinheiten sind beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 59-38 133 (1984) beschrieben.

Bei einem solchen System tritt das folgende Problem auf. Bei der vorstehend erläuterten Konstruktion sind während Betriebsbedingungen mit hoher Drehzahl das Vibrationsniveau und das Geräuschniveau niedrig, es tritt jedoch ein neuer Typ eines Vibrations-Geräusch-Phänomens auf, den man bei Fahrzeugen mit einteiligen Antriebswelleneinheiten oder Fahrzeugen mit zweiteiligen Antriebswelleneinheiten nicht findet. Es wird angenommen, daß diese Vibrationsgeräusche durch rotatorische Schwankungen verursacht werden, die in den Antriebswellenelementen entstehen.

Es ist bekannt, daß beim Biegen eines Kardangelenkes um einen Winkel und bei der Übertragung einer Last von einem Antriebswellenelement zum anderen ein Sekundärkräftepaar erzeugt wird. Somit werden durch diese Sekundärkräftepaare, die in den zwischen den drei Antriebswellenelementen vorhandenen Gelenkwinkeln auftreten, Taumelerscheinungen und Vibrationen verursacht. Insbesondere im Betrieb eines Nur-Vierradantriebsfahrzeuges, das eine derartige dreiteilige Antriebswelleneinheit aufweist, im blockierten Zustand der zentralen Differentialvorrichtung oder im Betrieb eines Fahrzeuges mit zuschaltbarem Vierradantrieb im Vierradantriebszustand speziell bei quer angeordnetem Motor und Konstruktionen des Motors, Getriebes, Differentials für die Vorderräder und Vorderradantriebswellen als Einheit, wobei deren Drehachsen im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, neigen der Motor und das Hinterraddifferential dazu, sich aufgrund des Drehkräftepaares, das durch den rotatorischen Unterschied zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern des Fahrzeuges erzeugt wird, etwas nach oben zu drehen. Im Falle eines Fahrzeuges mit in Längsrichtung angeordnetem Motor, bei dem der Motor und die Drehachsen der Vorderräder nicht parallel zueinander angeordnet sind, neigt dann das Differential für die Hinterräder dazu, sich etwas aufwärts zu drehen, jedoch dreht sich der Motor nicht in signifikanter Weise nach oben. Dadurch erhöhen sich die Winkel der verschiedenen Gelenke der dreiteiligen Antriebswelleneinheit, was zu einem Anstieg der vorstehend beschriebenen Sekundärkräftepaare führt, was wiederum die vorstehend erläuterten Probleme in bezug auf Vibrationen und Geräuschbildung hervorruft.

Eine mögliche Gegenmaßnahme zur Beseitigung dieses Problems besteht darin, entweder die anfänglichen Gelenkwinkel zu ändern, d. h. die Aufwärtsdrehung des Motors und des Differentials für die Hinterräder von vornherein zu berücksichtigen und die Anfangswinkel entsprechend festzulegen, oder die Federkonstanten der beiden elastischen Lagerstützen für das mittlere Antriebswellenelement zu erhöhen, d. h. die Lagerstützen für das mittlere Antriebswellenelement zu versteifen, indem beispielsweise ein steiferes Gummielement verwendet wird. Eine Änderung der Anfangsgelenkwinkel in dieser Weise führt jedoch zu Problemen eines verringerten Raumes im Fahrgastabteil und zu einer Verschlechterung des Geräuschpegels im Fahrgastabteil. Obwohl andererseits eine Erhöhung der Federkonstanten der beiden elastischen Lagerstützen für das mittlere Antriebswellenelement wirksam ist, um derartige Vibrationen und die damit verbundene Geräuschentwicklung zu verhindern oder herabzusetzen, werden dadurch der allgemeine Geräuschpegel sowie die Dröhngeräusche im Fahrgastabteil in unerwünschter Weise erhöht. Darüberhinaus wird die Haltbarkeit der Lagerstützen für das mittlere Antriebswellenelement herabgesetzt, so daß derartige Lösungen in der Praxis nicht geeignet sind. Somit ist eine beträchtliche Herabsetzung von Vibrationen und des damit verbundenen Geräuschpegels durch diese Methoden nicht möglich, da hierdurch wiederum Probleme in bezug auf den Geräuschpegel im Fahrgastabteil und die Haltbarkeit der Lagerstützen hervorgerufen werden.

Es wäre ebenfalls möglich, bei zweiteiligen Antriebswelleneinheiten ein Kardangelenk für das erste Gelenk und Gelenke mit konstanter Geschwindigkeit für das zweite und dritte Gelenk zu verwenden. Dies bringt jedoch einen starken Kostenanstieg mit sich und ist daher aus Wirtschaftlichkeitsgründen nicht akzeptabel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine dreiteilige Antriebswelleneinheit zu schaffen, mit der Vibrationen und Geräusche aufgrund von Sekundärkräftepaaren herabgesetzt werden können.

Erfindungsgemäß soll desweiteren eine dreiteilige Antriebswelleneinheit zur Verfügung gestellt werden, die keinen unerwünschten Geräuschanstieg, beispielsweise Dröhngeräusche, im Fahrgastabteil verursacht.

Erfindungsgemäß soll ferner eine dreiteilige Antriebswelleneinheit geschaffen werden, die besonders geeignet ist für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb.

Die Erfindung bezweckt ebenfalls die Schaffung einer dreiteiligen Antriebswelleneinheit, die besonders geeignet ist für ein Fahrzeug mit Nur-Vierradantrieb, und zwar insbesondere, wenn ein zentrales Differential in den blockierten Zustand gestellt worden ist.

Die zu schaffende dreiteilige Antriebswelleneinheit soll desweiteren eine gute Haltbarkeit besitzen.

Schließlich soll durch die Erfindung eine dreiteilige Antriebswelleneinheit zur Verfügung gestellt werden, die in wirtschaftlicher Weise und mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann und die das Fahrvermögen des Fahrzeuges nicht verschlechtert.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrzeug gelöst, das die folgenden Bestandteile umfaßt: eine Einrichtung zur Verfügungstellung von Rotationsenergie (Motor 10), eine Einrichtung zur Aufnahme der Rotationsenergie und zur Übertragung derselben auf die Oberfläche einer Straße (hinteres Differential 60), eine Fahrzeugkarosse (B) und eine dreiteilige Antriebswelleneinheit (50), die die folgenden Bestandteile aufweist: ein erstes Antriebswellenelement (52), ein zweites Antriebswellenelement (54) und ein drittes Antriebswellenelement (56), ein erstes Gelenk (51), das ein Kardangelenk umfaßt, welches die Einrichtung zur Verfügungstellung von Rotationsenergie (10) mit einem Ende des ersten Antriebswellenelementes (52) koppelt, ein zweites Gelenk (53), das ein Kardangelenk umfaßt, das das andere Ende des ersten Antriebswellenelementes (52) mit einem Ende des zweiten Antriebswellenelementes (54) koppelt, ein drittes Gelenk (55), das ein Kardangelenk umfaßt, welches das andere Ende des zweiten Antriebswellenelementes (54) mit einem Ende des dritten Antriebswellenelementes (56) koppelt, ein viertes Gelenk (57), das ein Kardangelenk umfaßt, das das andere Ende des dritten Antriebswellenelementes (56) mit der Einrichtung (60) zur Aufnahme der Rotationsenergie drehbar koppelt und die Rotationsenergie auf die Oberfläche einer Straße überträgt, und zwei Einrichtungen (58 und 59) zum elastischen drehbaren Lagern des zweiten Antriebswellenelementes (54) gegenüber der Karosse (B), wobei eine Einrichtung in der Nähe eines jeden Endes des zweiten Antriebswellenelementes (54) angeordnet ist und wobei die Phasen des ersten Gelenks (51) und des vierten Gelenks (57) so eingestellt sind, daß sie einander entsprechen, während die Phasen des zweiten und des dritten Gelenkes (53 und 55) so eingestellt sind, daß sie einander entsprechen und zur gemeinsamen Phase des ersten Gelenkes (51) und des vierten Gelenkes (57) entgegengesetzt sind.

Bei einer derartigen Konstruktion werden die Sekundärkräftepaare, die dazu neigen, das mittlere Antriebswellenelement (54) taumeln zu lassen, in Vertikalrichtung in den Jochflächen eines jeden Gelenkes (51, 53, 55 und 57) erzeugt. Da das zweite Gelenk 53 und das dritte Gelenk 55 an den gegenüberliegenden Enden des mittleren Antriebswellenelementes 54 so eingestellt sind, daß sie die gleiche Phase aufweisen, sind die als Folge hiervon auf das mittlere Antriebswellenelement 54 einwirkenden Kräfte um 90° zueinander versetzt, so daß diese Kräfte verteilt werden und somit Vibrationen und Geräuschentwicklung aufgrund von Sekundärkräftepaaren am mittleren Antriebswellenelement 54 auf ein Minimum gebracht werden. Andererseits werden die Hauptkräfte, die dazu neigen, die vordere Lagerstütze 58 für das mittlere Antriebswellenelement taumeln zu lassen, durch ein Sekundärkräftepaar auf der Ausgangsseite des ersten Gelenks 51 und ein Sekundärkräftepaar auf der Eingangsseite des zweiten Gelenks 53 gebildet und die Gelenkwinkel ϑ 1 und j 2 an diesen Gelenken sind einander entgegengesetzt (obwohl sie nicht unbedingt gleich groß sein müssen), wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Da die Phasen des ersten Gelenks 51 und des zweiten Gelenks 53 an den beiden Enden des ersten Antriebswellenelementes 52 so eingestellt sind, daß sie einander entgegengesetzt sind, sind die Richtungen der Sekundärkräftepaare an den beiden Enden des ersten Antriebswellenelementes 52 einander entgegengesetzt, so daß sich die Kräftepaare aufheben. Somit werden auch die Vibrationen und Geräusche aufgrund der Sekundärkräftepaare am ersten Antriebswellenelement auf ein Minimum gebracht. Die Hauptkräfte, die dazu neigen, die hintere Lagerstütze 59 für das mittlere Antriebswellenelement taumeln zu lassen, werden durch ein Sekundärkräftepaar an der Ausgangsseite des dritten Gelenks 55 und ein Sekundärkräftepaar an der Eingangsseite des vierten Gelenks 59 gebildet. Die Gelenkwinkel ϑ 3 und ϑ 4 an diesen Gelenken sind zueinander entgegengesetzt (obwohl sie nicht unbedingt gleich groß sein müssen), wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, und die Phasen des dritten Gelenks 55 und des vierten Gelenks 57 an den beiden Enden des dritten Antriebswellenelementes 56 sind ebenfalls so eingestellt, daß sie einander entgegengesetzt sind, so daß ähnlich wie vorstehend beschrieben die Richtungen der Sekundärkräftepaare an den beiden Enden des dritten Antriebswellenelementes 56 zueinander entgegengesetzt sind, so daß sich die Kräftepaare aufheben. Da darüberhinaus die Anzahl der Gelenke mit der einen Phase und mit der entgegengesetzten Phase einander entsprechen (in der Tat sind jeweils zwei vorhanden), erzeugen die in dem ersten bis vierten Gelenk 51, 53, 55 und 57 enstandenen rotatorischen Taumel- bzw. Flattererscheinungen keine nachteiligen Wirkungen. Daher wird das Taumeln des zweiten Antriebswellenelementes 54 minimal gehalten, und es wird ebenfalls möglich, die Federkonstanten der beiden elastischen Lagerstützen für das mittlere Antriebswellenelement relativ niedrig einzustellen, so daß die im Fahrgastabteil vorhandenen Geräusche, beispielsweise Dröhngeräusche, weiter herabgesetzt und die Haltbarkeit der beiden elastischen Lagerstützen für das mittlere Antriebswellenelement verbessert werden kann.

Die vorliegende Erfindung wird nunmehr anhand von bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele dienen lediglich zur Verdeutlichung der Erfindung und beschränken diese in keiner Weise. Der Schutzumfang wird allein durch die Patentansprüche bestimmt. Räumliche Angaben in den Figuren beziehen sich allein auf die entsprechende Orientierung der Darstellung bzw. der dort gezeigten Teile, es sei denn, dies wäre ausdrücklich anders beschrieben. Entsprechende Bezugszeichen bezeichnen gleiche Teile in den verschiedenen Figuren, falls nicht anders angegeben. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer dreiteiligen Antriebswelleneinheit für die Kraftübertragung eines Kraftfahrzeuges;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht ähnlich Fig. 1, die die Ausführungsform der dreiteiligen Antriebswelleneinheit in ihrem unter Spannung stehenden Betriebszustand zeigt, wobei ein zentrales Differential eines Nur- Vierradantriebsmechanismus vorgesehen ist, mit dem die Kraftübertragung des Fahrzeuges ausgerüstet ist und das die Antriebswelleneinheit antreibt, wobei sich das Differential im blockierten Zustand befindet;

Fig. 3 eine Seitenansicht der dreiteiligen Antriebswelleneinheit im isoliert dargestellten Zustand;

Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf die Kraftübertragung der Fig. 1, die mit der dreiteiligen Antriebswelleneinheit versehen ist, wobei insbesondere Konstruktionsdetails von anderen Kraftübertragungseinheiten der Kraftübertragung dargestellt sind;

Fig. 5 eine zweiseitige Schemadarstellung, in der Testergebnisse der erfindungsgemäß ausgebildeten dreiteiligen Antriebswelleneinheit und von verschiedenen Vergleichsbeispielen von dreiteiligen Antriebswelleneinheiten des Standes der Technik dargestellt sind; und

Fig. 6 eine schematische Seitenansicht ähnlich Fig. 1 einer dreiteiligen Antriebswelleneinheit nach dem Stand der Technik für die Kraftübertragung eines Fahrzeuges.

Fig. 4 zeigt in schematischer Draufsicht die Kraftübertragung eines Kraftfahrzeuges mit Vierradantrieb, bei dem die bevorzugte Ausführungsform der dreiteiligen Antriebswelleneinheit der Erfindung Anwendung findet. Bei diesem Kraftfahrzeug handelt es sich um ein solches mit sogenanntem Nur-Vierradantrieb. Es besitzt einen im Motorraum quer angeordneten Motor. Mit 10 ist in Fig. 4 der quer angeordnete Motor bezeichnet, während 15 eine vom Motor angetriebene Kupplung bezeichnet. Ein einen Zahnradgetriebemechanismus aufweisender Getriebemechanismus, der in einen aus einer Vielzahl von Gängen geschaltet werden kann, ist mit 16 bezeichnet. Desweiteren sind ein zentrales Differential 20, ein Vorderraddifferential 30, ein Hinterradantriebsrichtungsänderungsmechanismus 40, die bevorzugte Ausführungsform der dreiteiligen Antriebswelleneinheit der Erfindung 50 und ein in einem Gehäuse 60 montiertes Hinterraddifferential 70 vorgesehen.

Der Motor 10 ist quer im Motorgehäuse des Fahrzeuges, das nicht gezeigt ist, montiert, wobei sich die Kurbelwelle 11 des Motors 10 quer zur Längsachse des Fahrzeuges erstreckt. An einem Ende des Motorblocks des Motors 10 ist ein Transaxel- und Kupplungsgehäuse 12 befestigt. Am Ende des Transaxelgehäuses 12, das dem Motor 10 gegenüber liegt, ist ein Getriebegehäuse 13 montiert. An der Seite des Transaxel- und Kupplungsgehäuses 12, jedoch etwas nach hinten vom Motor 10 verschoben, ist ein Übertragungsgehäuse 14 fixiert.

Die Kurbelwelle 11 ist mit einem Rotationsenergieeingangselement der koaxial angeordneten Kupplung 15 antriebsmäßig gekoppelt. Ein Rotationsenergieausgangselement der Kupplung 15 steht in Antriebsverbindung mit einem entsprechenden Eingangselement oder einer Eingangswelle 17 der in entsprechender Weise koaxial angeordneten Getriebevorrichtung 16. Ein Ausgangselement oder eine Ausgangswelle 18 der Getriebevorrichtung 16 ist drehbar im Getriebegehäuse 13 gelagert und parallel zur Eingangswelle 17 angeordnet und besitzt ein Ausgangszahnrad 19, das fest daran montiert ist. Die Kupplung 15 und die Getriebevorrichtung 16 sind herkömmlich ausgebildet und funktionieren in herkömmlicher Weise. Daher wird auf Einzelheiten des Aufbaus und der Funktionsweise dieser Vorrichtungen in der folgenden Beschreibung nicht eingegangen.

Im Transaxelgehäuse 12 befinden sich desweiteren das zentrale Differential 20 und das Vorderraddifferential 30. Das zentrale Differential 20 ist vom bekannten Kegelradtyp und teilt die vom Motor 10 über die Kupplung 15 und die Getriebevorrichtung 16 zugeführte Rotationsenergie auf eine Vorderradgetriebeeinheit und eine Hinterradgetriebeeinheit auf. Im einzelnen umfaßt dieses zentrale Differential 20 ein Differentialgehäuse 22 und ein Enduntersetzungszahnrad oder Ringrad 21, das am Differentialgehäuse 22 gelagert ist und konstant mit dem Ausgangszahnrad 19 der Getriebevorrichtung 16 kämmt. Zwei Differentialritzel, die keine Bezugszeichen aufweisen, sind drehbar am Differentialgehäuse 22 um eine Achse montiert, die quer zur Achse des Enduntersetzungsringrades 21 verläuft. Mit diesen Differentialritzeln kämmen ein linkes angetriebenes Zahnrad 23 und ein rechtes angetriebenes Zahnrad 24. Somit wird eine Differentialwirkung zur Aufteilung der Rotationsenergie auf das linke und rechte angetriebene Zahnrad 23 und 24 erreicht. Das linke angetriebene Zahnrad 23 ist einstückig mit dem Ende einer Welle ausgebildet, deren anderes Ende einstückig mit einem Differentialgehäuse 32 des Vorderraddifferentials 30 ausgebildet ist, während das rechte angetriebene Zahnrad 24 einstückig mit dem Ende eines Hohlwellenelementes 24 a ausgebildet ist, das sich vom Transaxelgehäuse 12 heraus bis zum Inneren des Übertragungsgehäuses 14 erstreckt.

Das Vorderraddifferential 30 ist auf einer Seite (in bezug auf die Längsachse des Fahrzeuges der linken Seite) des zentralen Differentials 20 koaxial zu diesem angeordnet. Das Differentialgehäuse 32 des Vorderraddifferentials 30 wird, wie vorstehend erläutert, direkt vom linken angetriebenen Zahnrad 23 des zentralen Differentials 20 angetrieben und trägt zwei Differentialritzel, die nicht speziell durch Bezugszeichen kenntlich gemacht sind. Diese Ritzel sind drehbar am Differentialgehäuse 32 um eine Achse gelagert, die quer zur Hauptlängsachse des Vorderraddifferentials 30 verläuft. Mit diesen Differentialritzeln kämmen ein linkes angetriebenes Zahnrad 33 und ein rechtes angetriebenes Zahnrad 34. Somit wird eine Differentialwirkung zur Aufteilung der Rotationsenergie auf das linke und rechte angetriebene Zahnrad 33 und 34 erreicht. Das linke angetriebene Zahnrad 33 ist über eine relativ kurze vordere Fahrzeugachse 35 L, ein linkes Gleitgelenk 36 L mit konstanter Geschwindigkeit, eine linke Antriebswelle 37 L und ein linkes festes Gelenk 38 L mit konstanter Geschwindigkeit mit dem linken Vorderrad 39 L des Fahrzeuges drehbar gekoppelt. In entsprechender Weise ist das rechte angetriebene Zahnrad 34 über eine relativ lange rechte vordere Fahrzeugachse 35 R, die sich vollständig durch das zentrale Differential 20 und vollständig durch den Hinterradantriebsrichtungsänderungsänderungsmechanismus 40 erstreckt, und über ein rechtes Gleitgelenk 36 R mit konstanter Geschwindigkeit, eine rechte Antriebswelle 37 R und ein rechtes festes Gelenk 38 R mit konstanter Geschwindigkeit drehbar mit dem rechten Vorderrad 39 R des Fahrzeuges gekoppelt. Dadurch wird Rotationsenergie vom Motor 10 des Fahrzeuges dem linken und rechten Vorderrad 39 L und 39 R zugeführt, nachdem sie einer Differentialwirkung durch das zentrale Differential 20 in bezug auf eine Aufteilung auf die Vorder- und Hinterräder des Fahrzeuges und einer darauffolgenden Differentialwirkung durch das Vorderraddifferential 30 in bezug auf das linke und rechte Vorderrad 30 L und 39 R ausgesetzt worden ist.

Innerhalb des Übertragungsgehäuses 14 befindet sich der Hinterradantriebsrichtungsänderungsmechanismus 40 sowie ein wahlweise betätigbarer Blockiermechanismus 25 mit einem Blockierhülsenkeil 26, der über das Hohlwellenelement 24 a gepaßt ist, das sich aus dem Transaxelgehäuse 12 heraus erstreckt, und der entweder das rechte angetriebene Zahnrad 24, das einstückig mit dem Hohlwellenelement 24 a ausgebildet ist, mit dem Differentialgehäuse 22 des zentralen Differentials 20 (das einen in geeigneter Weise ausgebildeten Keilverlängerungsabschnitt besitzt, der in das Übertragungsgehäuse 14 reicht) verriegeln kann oder der eine freie Drehung dieser Elemente relativ zueinander zulassen kann. Der Hinterradantriebsrichtungsänderungsmechanismus 14 umfaßt ein Montagegehäuse 42, an dessen Umfang ein Ringrad 41 vorgesehen ist. Das Montagegehäuse 42 ist drehbar mit dem Ende des Hohlwellenelementes 24 a gekoppelt und wird durch dieses angetrieben. Mit dem Ringrad 41 kämmt in konstanter Weise ein angetriebenes Ritzel 43, das fest am vorderen Ende einer angetriebenen Ritzelwelle 44 montiert ist. Dadurch wird die Richtung der Antriebsenergie, die den Hinterrädern des Fahrzeuges zugeführt wird, aus einer Richtung quer zur Fahrzeugkarosse in eine Richtung längs der Fahrzeugkarosse verändert.

Diese Antriebskraft, die den Hinterrädern des Fahrzeuges zugeführt werden soll, wird dann vom hinteren Ende dieser angetriebenen Ritzelwelle 44 über die bevorzugte Ausführungsform der dreiteiligen Antriebswelleneinheit der Erfindung 50, welche kurz im Detail beschrieben werden wird, auf das vordere Ende einer Antriebsritzelwelle 61 des Hinterraddifferentials 70 übertragen. Am hinteren Ende dieses Differentials ist ein Antriebsritzel 62 fest montiert, das konstant mit einem Ringrad 71 kämmt, das am Umfang eines Differentialgehäuses 72 des Hinterraddifferentials 70 vorgesehen ist, welches somit vom Ringrad 71 drehbar angetrieben wird. Dieses Differentialgehäuse 72 trägt zwei Differentialritzel, die nicht speziell durch Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Diese Differentialritzel sind drehbar am Differentialsgehäuse 72 um eine Achse montiert, die quer zur Hauptlängsachse des Hinterraddifferentials 70 verläuft. Mit diesen Differentialritzeln kämmen ein linkes angetriebenes Zahnrad 73 und ein rechtes angetriebenes Zahnrad 74. Somit wird eine Differentialwirkung in bezug auf die Aufteilung der Rotationsenergie auf das linke und rechte angetriebene Zahnrad 73 und 74 erzielt. Das linke angetriebene Zahnrad 73 ist über eine linke hintere Fahrzeugachse 75 L, ein linkes Gleitgelenk 76 L mit konstanter Geschwindigkeit, eine linke Antriebswelle 77 L und ein festes Gelenk 78 L mit konstanter Geschwindigkeit drehbar mit dem linken Hinterrad 79 L des Fahrzeuges gekoppelt. In entsprechender Weise ist das rechte angetriebene Zahnrad 74 über eine rechte hintere Fahrzeugachse 75 R, ein rechtes Gleitgelenk 76 R mit konstanter Geschwindigkeit, eine rechte Antriebswelle 77 R und ein rechtes festes Gelenk 78 R mit konstanter Geschwindigkeit drehbar mit dem rechten Hinterrad 79 R des Fahrzeuges gekoppelt. Somit wird die über die Antriebswelleneinheit 50 vom Motor 10 des Fahrzeuges übertragene Rotationsenergie, nachdem sie einer Differentialwirkung in bezug auf die Aufteilung auf die Vorder- und Hinterräder des Fahrzeuges durch das zentrale Differential 20 und einer darauffolgenden Differentialwirkung in bezug auf die Aufteilung auf die Hinterräder 79 L und 79 R durch das Hinterraddifferential 70 ausgesetzt worden ist, auf das linke und rechte Hinterrad 79 L und 79 R übertragen.

Es wird nunmehr die bevorzugte Ausführungsform der dreiteiligen Antriebswelleneinheit der vorliegenden Erfindung, die mit 50 bezeichnet ist, in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 beschrieben. Diese Figuren sind schematische Ansichten der Antriebswelleneinheit in unterschiedlichen Betriebsbedingungen. Fig. 3 zeigt diese bevorzugte Ausführungsform von der Seite. Die Antriebswelleneinheit 50 stellt eine Antriebsverbindung zwischen dem hinteren Ende der angetriebenen Ritzelwelle 44 mit dem vorderen Ende der Antriebsritzelwelle 61 her und umfaßt die folgenden Bestandteile in der Reihenfolge vom vorderen bis zum hinteren Ende des Fahrzeuges: ein erstes Gelenk 51, das als Kardangelenk (Hooke-Joint) ausgebildet ist, ein vorderes Antriebswellenelement 52, ein zweites Gelenk 53, das ebenfalls ein Kardangelenk ist, ein mittleren Antriebswellenelement 54, ein drittes Gelenk 55, das ebenfalls ein Kardangelenk ist, ein hinteres Antriebswellenelement 56 und ein viertes Kardangelenk 57. Die dreiteilige Antriebswelleneinheit 50 der Erfindung umfaßt desweiteren Lagerstützen 58 und 59, die in der Nähe des vorderen und hinteren Endes des mittleren Antriebswellenelementes 54 angeordnet sind und dieses Element 54 mit einem gewissen Grad an Elastizität gegenüber dem Boden der Fahrzeugkarosse (mit "B" in der Zeichnung bezeichnet) lagern, andererseits jedoch eine freie Drehung des mittleren Antriebswellenelementes 54 um seine Mittelachse gestatten. Das erste Kardangelenk 51 verbindet das vordere Ende des vorderen Antriebswellenelementes 52 drehbar mit dem hinteren Ende der angetriebenen Ritzelwelle 44, gestattet jedoch eine bestimmte Neigung ϑ 1 zwischen ihren Längsmittelachsen. Das zweite Kardangelenk 53 verbindet das vordere Ende des mittleren Antriebswellenelementes 54 drehbar mit dem hinteren Ende des vorderen Antriebswellenelementes 52, gestattet jedoch eine bestimmte Neigung ϑ 2 zwischen ihren Längsmittelachsen. Das dritte Kardangelenk 55 verbindet das vordere Ende des hinteren Antriebswellenelementes 56 drehbar mit dem hinteren Ende des mittleren Antriebswellenelementes 54 und gestattet eine bestimmte Neigung ϑ 3 zwischen ihren Längsmittelachsen. Schließlich verbindet was vierte Kardangelenk 57 das vordere Ende der Antriebsritzelwelle 61 drehbar mit dem hinteren Ende des hinteren Antriebswellenelementes 56 und gestattet eine bestimmte Neigung ϑ 4 zwischen ihren Längsachsen. Die Lagerstützen 58 und 59 dienen dazu, das mittlere Antriebswellenelement 54 zu lagern und zu verhindern, daß die gesamte Konstruktion flattert bzw. hin- und herschwingt, d. h. zu viele Freiheitsgrade besitzt, obwohl ein bestimmter Elastizitätsgrad gewährleistet wird.

Wie vorstehend erläutert, finden für das erste, zweite, dritte und vierte Gelenk 51, 53, 55 und 57 Kardangelenke (Hooke'sche Gelenke) Verwendung. Erfindungsgemäß sind das erste Kardangelenk 51 und das vierte Kardangelenk 57 so eingestellt, daß sie äquivalente (d. h. identische) Phasen besitzen, während das zweite Kardangelenk 53 so eingestellt ist, daß es eine zu der Phase des dritten Kardangelenkes 55 entgegengesetzte Phase aufweist. Somit sind die Phasen des ersten Kardangelenkes 51, des zweiten Kardangelenkes 53, des dritten Kardangelenkes 55 und des vierten Kardangelenkes 57 auf 0°, 90°, 90° und 0° eingestellt.

Wie man den Fig. 1 und 2 entnehmen kann, sind der Motor 10 und das Transaxel- sowie Kupplungsgehäuse 12 durch Montageelemente IM elastisch an der Karosse B des Fahrzeuges montiert, während das Gehäuse 60 für das hintere Differential durch Differentialmontageelemente DM elastisch an der Karosse B des Fahrzeuges montiert ist. Das vordere Ende des mittleren Antriebswellenelementes 54 ist drehbar in einer vorderen Antriebswellenlagerstütze 58 gelagert, die elastisch gegenüber der Karosse B des Fahrzeuges gelagert ist, während das hintere Ende des mittleren Antriebswellenelementes 54 in entsprechender Weise drehbar in einer hinteren Antriebswellenlagerstütze 59 montiert ist, die ebenfalls gegenüber der Karosse B des Fahrzeuges elastisch gelagert ist. Der Winkel zwischen dem vorderen Ende des vorderen Antriebswellenelementes 52 und dem hinteren Ende der angetriebenen Ritzelwelle 44, d. h. der Biegewinkel des ersten Kardangelenkes 51, ist als ϑ 1 bezeichnet, der Winkel zwischen dem vorderen Ende des mittleren Antriebswellenelementes 54 und dem hinteren Ende des vorderen Antriebswellenelementes 52, d. h. der Biegewinkel des zweiten Kardangelenkes 53, besitzt die Bezeichnung ϑ 2, der Winkel zwischen dem vorderen Ende des hinteren Antriebswellenelementes 56 und dem hinteren Ende des mittleren Antriebswellenelementes 54, d. h. der Biegewinkel des dritten Kardangelenkes 55, ist als ϑ 3 bezeichnet und der Winkel zwischen dem vorderen Ende der Antriebsritzelwelle 61 und dem hinteren Ende des hinteren Antriebswellenelementes 56, d. h. der Biegewinkel des vierten Kardangelenkes 57, trägt die Bezeichnung ϑ 4. Diese Winkel sind alle positiv in dem in Fig. 1 angedeuteten Sinn, so daß sie erfindungsgemäß ausgebildete Antriebswelleneinheit nach unten fallen kann, wenn sie sich unter dem Boden des Fahrgastabteils des Fahrzeuges erstreckt, so daß das Fahrgastabteil so groß wie möglich ausgebildet werden kann und Unregelmäßigkeiten am Boden des Abteils minimal gehalten werden können.

Es wird nunmehr die Funktionsweise des bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen dreiteiligen Antriebswelleneinheit erläutert.

Wenn das Fahrzeug so betätigt wird, daß es sich entlang einer Straße bewegt, und sich das zentrale Differential 20 im blockierten Zustand befindet, so daß von ihm keine Differentialwirkung ausgeht, wird aufgrund der Tatsache, daß in der Drehzahl zwischen den Vorderrädern und Hinterrädern des Fahrzeuges keine Differenz auftreten kann, und aufgrund der relativ großen Reibung der Reifen auf der Straßenoberfläche ein relativ großes Drehmoment T aufgebaut, das auf die Vorderräder 39, den Motor 10 und die Hinterräder 49 sowie das hintere Differential 60 einwirkt, wie in Fig. 2 gezeigt, und es wirken relativ große Drehmomente auf die angetriebene Ritzelwelle 44 ein, die als Ausgangswelle der Transaxeleinheit auf das vordere, mittlere und hintere Antriebswellenelement 52 , 54 und 56 und auf die Antriebsritzelwelle 61 einwirkt, die als Eingangswelle für das Differential 60 wirkt. Diese Drehmomente bewirken, daß sich der Motor 10 zusammen mit dem Transaxelgehäuse gegen den Uhrzeigersinn dreht, wie durch den Pfeil E in Fig. 2 angedeutet, und bewirken ferner, daß sich das Differential 60 als ganzes im Uhrzeigersinn dreht, wie durch den Pfeil D in dieser Figur angedeutet. Mit anderen Worten, das hintere Ende der angetriebenen Ritzelwelle 44 und das vordere Ende der Antriebsritzelwelle 61 werden beide angehoben, wie aus einem Vergleich von Fig. 2 mit Fig. 1 hervorgeht. Folglich werden alle Gelenkwinkel ϑ 1 bis ϑ 4 des ersten bis vierten Kardangelenkes 51, 53, 55 und 57 vergrößert (im Sinne der Figuren), so daß die sekundären Kräftepaare des vorderen, mittleren und hinteren Antriebswellenelementes 52, 54 und 56 an diesen Gelenken, die aufgrund der Drehmomente entstehen, erhöht werden und in Abhängigkeit von der Drehung der Antriebswelleneinheit 50 schwanken.

Als nächstes werden die sekundären Kräftepaare betrachtet, die dazu neigen, die vordere Lagerstütze 58 und die hintere Lagerstütze 59 für das mittlere Antriebswellenelement zu verschieben.

Wenn diese sekundäre Kräftepaare ansteigen, werden der Motor 10, die Transaxeleinheit und das letzte Untersetzungsrad 60 zum großen Teil nicht beeinflußt, da zwischen den sekundären Kräftepaaren Energiegleichgewicht herrscht. Daher wird eine relativ große Kraft auf die vordere Lagerstütze 58 und die hintere Lagerstütze 59 für das mittlere Antriebswellenelement, die den Abschnitt 54 drehbar elastisch gegenüber der Fahrzeugkarosse lagern, ausgeübt, und der mittlere Antriebswellenabschnitt 54 taumelt bzw. schwankt hin und her mit einer Amplitude, die durch die Federkonstante der Lagerstützen 58 und 59 festgelegt wird.

Diese sekundäre Kräftepaare, die die Energie umfassen, die das Taumeln des mittleren Antriebswellenabschnittes 54 verursacht, verlaufen in Vertikalrichtung in den Jochflächen des ersten bis vierten Kardangelenkes 51, 53, 55 und 57. Wenn daher die Phasen des zweiten und dritten Kardangelenkes 53 und 55 an den beiden Enden des mittleren Antriebswellenabschnittes 54 so eingestellt sind, daß sie einander entgegengesetzt sind (d. h. die Joche an jedem Ende des mittleren Antriebswellenabschnittes 54 sind in der gleichen Richtung orientiert), befinden sich die beiden Sekundärkräftepaare, die auf die beiden Enden des mittleren Antriebswellenabschnittes 54 einwirken, in der gleichen Ebene, so daß die Energie größer wird, das ein Taumeln des mittleren Antriebswellenabschnittes 54 verursacht. Daher wird die Amplitude der Taumelbewegung des mittleren Antriebswellenabschnittes 54 erhöht. Wenn jedoch die Phasen des zweiten und dritten Kardangelenkes 53 und 55 an den beiden Enden des mittleren Antriebswellenabschnittes 54 gleich eingestellt sind (d. h. die Joche an jedem Ende des mittleren Antriebswellenabschnittes 54 sind unter einem Winkel von 90° zueinander orientiert), liegen die beiden Sekundärkräftepaare, die auf die beiden Enden des mittleren Antriebswellenabschnittes 54 einwirken, in Ebenen, die in entsprechender Weise um 90° versetzt zueinander angeordnet sind, so daß die Energie, die ein Taumeln des mittleren Antriebswellenabschnittes 54 bewirkt, verteilt wird und sich in gewisser Weise sogar auslöscht. Somit wird die Amplitude der Taumelbewegung des mittleren Antriebswellenabschnittes 54 erniedrigt. Erfindungsgemäß wurde somit festgestellt, daß es zur Herabsetzung des Taumeleffektes des mittleren Antriebswellenabschnittes 54 wirksam ist, die Phasen des zweiten und dritten Kardangelenkes 53 und 55 an den beiden Enden des mittleren Antriebswellenabschnittes 54 gleich zu halten, damit, wie vorstehend erläutert, die Phasen der Sekundärkräftepaare, die auf den mittleren Antriebswellenabschnitt 54 einwirken, um 90° zueinander versetzt sind.

Es wird nunmehr die Beziehung zwischen den Phasen des ersten Kardangelenkes 51 und des zweiten Kardangelenkes 53 und die Beziehung zwischen den Phasen des dritten Kardangelenkes 55 und des vierten Kardangelenkes 57 betrachtet.

Das erste Kardangelenk 51 und das zweite Kardangelenk 53 an den beiden Enden des vorderen Antriebswellenabschnittes 52 besitzen entgegengesetzte Gelenkwinkel, die in den Fig. 1 und 2 als ϑ 1 und ϑ 2 bezeichnet sind. Die an diesem ersten und zweiten Kardangelenk 51 und 53 aufgebauten Sekundärkräftepaare sind daher zueinander entgegengesetzt. Wenn daher die Phasen des ersten Kardangelenkes 51 und des zweiten Kardangelenkes 53 an den gegenüberliegenden Enden des vorderen Antriebswellenabschnittes 52 so eingestellt sind, daß sie zueinander entgegengesetzt sind (d. h. daß die Joche an jedem Ende des vorderen Antriebswellenabschnittes 52 in der gleichen Richtung orientiert sind), befinden sich die beiden Sekundärkräftepaare, die auf die beiden Enden des vorderen Antriebswellenabschnittes 52 einwirken, in um 90° zueinander versetzten Ebenen, und die Energie, die ein Taumeln des vorderen Antriebswellenabschnittes 52 bewirkt, wird verteilt und neigt in gewissem Ausmaß dazu, sich auszulöschen. Daher wird die Amplitude der Taumelbewegung des vorderen Antriebswellenabschnittes 52 erniedrigt. Es wurde somit erfindungsgemäß festgestellt, daß es zur Minimierung des Taumeleffektes des vorderen Antriebswellenabschnittes 52 wirksam ist, die Phasen des ersten und zweiten Kardangelenkes 51 und 53 an den beiden Enden des vorderen Antriebswellenabschnittes 52 so einzustellen, daß sie zueinander entgegengesetzt sind, um die Phasen der am vorderen Antriebswellenabschnitt 52 erzeugten Sekundärkräftepaare um 90° zueinander zu versetzen.

In entsprechender Weise besitzen das dritte Kardangelenk 55 und das vierte Kardangelenk 57 an den beiden Enden des hinteren Antriebswellenabschnittes 56 entgegengesetzt gerichtete Gelenkwinkel, die in den Fig. 1 und 2 als ϑ 3 und ϑ 4 bezeichnet sind. Somit sind die an diesem dritten und vierten Kardangelenk 55 und 57 auftretenden Sekundärkräftepaare einander entgegengesetzt. Wenn daher die Phasen des dritten Kardangelenkes 55 und des vierten Kardangelenkes 57 an den gegenüberliegenden Enden des hinteren Antriebswellenabschnittes 56 entgegengesetzt zueinander eingestellt sind (d. h. die Joche an jedem Ende des hinteren Antriebswellenabschnittes 56 sind in der gleichen Richtung orientiert), befinden sich die beiden Sekundärkraftpaare, die auf die beiden Enden des hinteren Antriebswellenabschnittes 56 einwirken, in um 90° zueinander versetzten Ebenen, und die Energie, die ein Taumeln des hinteren Antriebswellenabschnittes 56 bewirkt, wird verteilt und neigt dazu, sich in gewisser Weise auszulöschen. Die Amplitude der Taumelbewegung des hinteren Antriebswellenabschnittes 56 wird daher reduziert. Daher wurde erfindungsgemäß festgestellt, daß es zur Minimierung des Taumeleffektes des hinteren Antriebswellenabschnittes 56 wirksam ist, die Phasen des dritten und vierten Kardangelenkes 55 und 57 an den beiden Enden des hinteren Antriebswellenabschnittes 56 entgegengesetzt zueinander einzustellen, um die Phasen der Sekundärkräftepaare, die am hinteren Antriebswellenabschnitt 56 erzeugt werden, um 90° zueinander zu versetzen.

Es läßt sich daher zusammenfassen, daß bei der Verwendung von Kardangelenken für die vier Antriebswellengelenke eine große Reduzierung der Taumelkräfte erreichbar ist, die auf die vordere und hintere Lagerstütze für den mittleren Wellenabschnitt einwirken, indem die Phasen des ersten bis vierten Kardangelenkes 51 bis 57 auf 0°, 90°, 90° und 0° eingestellt werden, d. h. indem die Phasen des ersten Kardangelenkes 51 und des vierten Kardangelenkes 57 gleich und die Phasen des zweiten und dritten Kardangelenkes 53 und 55 gleich, jedoch entgegengesetzt zu der gemeinsamen Phase des ersten und vierten Kardangelenkes 51, 57 eingestellt werden.

Da desweiteren die Anzahl der Gelenke mit der einen Phase und der entgegengesetzten Phase gleich ist (beide betragen 2), wird ein weiterer Vorteil in bezug auf eine niedrige induzierte Taumelbewegung erzielt.

Die Änderungen der Winkelgeschwindigkeit an der Eingangsseite und der Ausgangsseite eines jeden Kardangelenkes 51, 53, 55 und 57 folgen einer Sinuswelle gemäß der Rotationsphase (Rotationswinkel) des Jochelementes des Kardangelenkes. Folglich verändert sich das Rotationsschwankungsverhältnis an der Eingangsseite und der Ausgangsseite bei einer dreiteiligen Antriebswelleneinheit der vorstehend beschriebenen Konstruktion in Abhängigkeit von den Phasenkombinationen für dieses erste bis vierte Kardangelenk 51, 53, 55 und 57. Es wurden Untersuchungen in bezug auf die Taumelbewegungen der vorderen und hinteren Lagerstütze des mittleren Antriebswellenabschnittes mit sechs unterschiedlichen dreiteiligen Antriebswelleneinheiten der vorstehend beschriebenen allgemeinen Konstruktion durchgeführt, wobei unterschiedliche Phasenkombinationen für das erste, zweite, dritte und vierte Kardangelenk 51, 53, 55 und 57 Anwendung fanden. Eine dieser dreiteiligen Antriebswelleneinheiten entsprach der vorliegenden Erfindung, eine war eine dreiteilige Antriebswelleneinheit nach dem Stand der Technik und vier waren heterogen aufgebaut, um eine auf den kinematischen Prinzipien der Kardangelenke basierende Analyse zu erzielen. Die Phasen der verschiedenen Gelenke für jeden Fall sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:

In dieser Tabelle sind die Phasen des ersten Kardangelenkes 51, des zweiten Kardangelenkes 53, des dritten Kardangelenkes 55 und des vierten Kardangelenkes 57 für jeden Fall angegeben. Es wurde eine Analyse unter Zugrundelegung eines festen Eingangsdrehmomentes durchgeführt, wobei die Gelenkwinkel des ersten bis vierten Gelenkes -5°, +5°, +5° und -5° betrugen.

Die entsprechenden Ergebnisse sind in dem Diagramm der Fig. 5 dargestellt. Für den Fall zeigt die linke Seite der Figur die Größe der Taumelbewegung der vorderen Lagerstütze 58 des mittleren Antriebswellenabschnittes, während die rechte Seite der Figur die Größe der Taumelbewegung der hinteren Lagerstütze 59 dieses Abschnittes zeigt.

Wie aus diesen Ergebnissen hervorgeht, führt die erfindungsgemäß ausgebildete dreiteilige Antriebswelleneinheit zu einer großen Verringerung der Größe der Taumelbewegung und Vibrationen, die auf die vordere Lagerstütze 58 und die hintere Lagerstütze 59 des mittleren Wellenabschnittes einwirken, wenn man dies mit dem Stand der Technik und den Beispielen 1 bis 4 vergleicht.

Es wurde ferner eine Reihe von Vergleichsuntersuchungen zwischen der erfindungsgemäß ausgebildeten dreiteiligen Antriebswelleneinheit und den fünf vorstehend beschriebenen Vergleichsbeispielen durchgeführt. Hierdurch wurde die Wirkung der Erfindung bestätigt.

Bei der dargestellten Ausführungsform der dreiteiligen Antriebswelleneinheit werden somit die sekundären Kräftepaare, die dazu neigen, das mittlere Antriebswellenelement in Taumelbewegung zu versetzen, dazu veranlaßt, sich teilweise selbst zu löschen, und in entsprechender Weise verteilt, so daß entsprechende Vibrationen und Geräusche aufgrund der auf das mittlere Antriebswellenelement einwirkenden Sekundärkräftepaare minimal gehalten werden. Dies wird erreicht, ohne hierdurch die Herstellkosten in irgendeiner Weise zu erhöhen. Da darüberhinaus die Anzahl der Gelenke mit der einen Phase und mit der entgegengesetzten Phase gleich ist, wobei von jedem Gelenk zwei vorhanden sind, erzeugen die im ersten bis vierten Kardangelenk auftretenden Drehbewegungen nahezu keine nachteiligen Effekte. Das Taumeln des mittleren Antriebswellenelementes wird daher minimal gehalten, und es wird ebenfalls möglich, die Federkonstanten der beiden elastischen Lagerstützen für das mittlere Antriebswellenelement relativ niedrig zu halten, wodurch Geräusche, beispielsweise Dröhngeräusche, im Fahrgastabteil reduziert werden können und die Haltbarkeit der beiden elastischen Lagerstützen für das mittlere Antriebswellenelement verbessert werden kann.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können diverse Abweichungen von Einzelheiten der Zeichnung und der Beschreibung auftreten, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann die Erfindung auch bei einem Fahrzeug mit Vierradantrieb Verwendung finden, bei dem der Motor im hinteren Bereich des Fahrzeuges angeordnet ist, oder bei einem Fahrzeug mit einem in Längsrichtung montierten Motor.

Erfindungsgemäß wird somit eine dreiteilige Antriebswelleneinheit für ein mit einem Motor und einem Differential versehenes Fahrzeug vorgeschlagen, die ein erstes Antriebswellenelement, ein zweites Antriebswellenelement und ein drittes Antriebswellenelement aufweist. Ein erstes Gelenk, das ein Kardangelenk umfaßt, verbindet den Motor drehbar mit einem Ende des ersten Antriebswellenelementes. Ein zweites Gelenk, das ein Kardangelenk umfaßt, verbindet das andere Ende des ersten Antriebswellenelementes drehbar mit einem Ende des zweiten Antriebswellenelementes. Ein drittes Gelenk, das ein Kardangelenk umfaßt, verbindet das andere Ende des zweiten Antriebswellenelementes drehbar mit einem Ende des dritten Antriebswellenelementes, und ein viertes Gelenk, das ein Kardangelenk aufweist, verbindet das andere Ende des dritten Antriebswellenelementes drehbar mit dem Differential. Zwei Lagerstützen, die jeweils in der Nähe eines Endes des zweiten Antriebswellenelementes angeordnet sind, lagern dieses drehbar und elastisch gegenüber der Fahrzeugkarosse. Die Phasen des ersten Gelenkes und des vierten Gelenkes sind so eingestellt, daß sie einander entsprechen, während die Phasen des zweiten und dritten Elementes so eingestellt sind, daß sie einander entsprechen, jedoch zur gemeinsamen Phase des ersten und viertes Gelenkes entgegengesetzt sind.

Claims (1)

1. Dreiteilige Antriebswelleneinheit für ein Fahrzeug mit einer Einrichtung, die Rotationsenergie zur Verfügung stellt, einer Einrichtung zur Aufnahme von Rotationsenergie und zur Übertragung derselben auf eine Straßenoberfläche und einer Karosserie, gekennzeichnet durch:
   ein erstes Antriebswellenelement (52), ein zweites Antriebswellenelement (54) und ein drittes Antriebswellenelement (56);
   ein erstes Gelenk, das ein Kardangelenk (51) aufweist, das die Einrichtung, die Rotationsenergie zur Verfügung stellt, mit einem Ende des ersten Antriebswellenelementes (52) drehbar koppelt;
   ein zweites Gelenk, das ein Kardangelenk (53) aufweist, welches das andere Ende des ersten Antriebswellenelementes (52) mit einem Ende des zweiten Antriebswellenelementes (54) drehbar koppelt;
   ein drittes Gelenk, das ein Kardangelenk (55) aufweist, das das andere Ende des zweiten Antriebswellenelementes (54) mit einem Ende des dritten Antriebswellenelementes (56) drehbar koppelt;
   ein viertes Gelenk, das ein Kardangelenk (57) aufweist, das das andere Ende des dritten Antriebswellenelementes (56) mit der Einrichtung zur Aufnahme der Rotationsenergie und zur Übertragung derselben auf eine Straßenoberfläche drehbar koppelt; und
   zwei Einrichtungen (58, 59) zum elastischen drehbaren Lagern des zweiten Antriebswellenelementes (54) gegenüber der Fahrzeugkarosserie (B), von denen eine jeweils in der Nähe eines Endes des zweiten Antriebswellenelementes (54) angeordnet ist; wobei
   die Phasen des ersten Gelenks (51) und des vierten Gelenks (57) so eingestellt sind, daß sie einander entsprechen, während die Phasen des zweiten Gelenks (53) und des dritten Gelenks (55) so eingestellt sind, daß sie einander entsprechen, jedoch zur gemeinsamen Phase des ersten und vierten Gelenks (51, 57) entgegengesetzt sind.