DE4103054C2 - Drehmomentübertragungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
Drehmomentübertragungsvorrichtung für ein KraftfahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antrieb der Räder
einer Achse, insbesondere der Vorderachse, eines Kraftfahrzeuges,
mit einem vom Motor über ein Getriebe angetriebenen
Differential und davon angetriebenen Radachsen, mit denen die
Räder antriebsmäßig verbunden sind, mit einer Viskokupplung,
mit einem ersten, mit einem der drehend angetriebenen Bauteile
des Differentiales drehfest verbundenen Körper der Viskokupplung und einem
zweiten, dazu drehbaren und mit einer der Radachsen drehfest
verbundenen zweiten Körper der Viskokupplung, wobei die Viskokupplung um eine der
Radachsen herum und zwischen dem der zugeordneten Radachse
zugehörigen Rad und dem Differential angeordnet ist.
Eine derartige Vorrichtung zur Übertragung des von dem Motor
eines Kraftfahrzeugs entwickelten Drehmomentes auf die sich
gegenüberliegenden Antriebswelle des Fahrzeugs ist in der JP-OS
1 86 051/1988 und US-PS 48 36 051 beschrieben.
Bei der in der o. a. Druckschrift vorgeschlagenen Kraftübertragungsvorrichtung
wird die Höhe des vom Fahrzeugmotor
erzeugten Drehmoments in einem Untersetzungsgetriebe des
Fahrzeugs verändert, und dieses auf die sich gegenüberliegenden
Antriebswelle Radachsen des Fahrzeugs übertragen.
Diese Vorrichtung weist ein Differentialgetriebe und eine
Differentialbegrenzungseinheit, wie z. B. eine Viskokupplung, zur
Begrenzung der Differentialwirkung des Differentialgetriebes
auf. Das Differentialgetriebe ist erforderlich, damit die sich
gegenüberliegenden Räder des Fahrzeugs sich mit unterschiedlicher
Geschwindigkeit drehen können, wenn das Fahrzeug
eine Kurve befährt. Hierbei muß sich das außen gelegene Rad
schneller drehen als das innen gelegene. Das Differentialgetriebe
ermöglicht dies, überträgt aber dennoch Drehmoment auf
die beiden sich gegenüberliegenden Räder, damit das Fahrzeug
Kurven problemlos befahren kann. Was andererseits die
Differentialbegrenzungseinheit, wie z. B. eine Viskokupplung,
betrifft, so ist diese vorgesehen, daß, falls eines der sich
gegenüberliegenden Räder auf mit Schlamm bedeckten oder vereisten
Straßen Vortriebskraft verliert das Fahrzeug sich von
dieser problematischen Stelle fortbewegen kann. Anderenfalls
würde das Fahrzeug an einer schlammigen oder vereisten Stelle
steckenbleiben, da das Differentialgetriebe ohne Differentialbegrenzungseinheit
Drehmoment ausschließlich auf das im
wesentlichen vortriebslose Rad übertragen würde.
In dem Fahrzeug ist das herkömmliche Differentialgetriebe von
der in Längsrichtung sich erstreckenden Mittellinie versetzt in
Richtung der Fahrzeugbreite angeordnet und über sich gegenüberliegende
Gleichlaufgelenke mit den sich gegenüberliegenden
Radachsen verbunden. Die Radachsen weisen je einen zwischen dem
Differentialgetriebe und dem Gleichlaufgelenk sich erstreckenden
ersten Achskörper und einen zwischen dem Gleichlaufdrehgelenk
und einem Rad sich erstreckenden zweiten Achskörper auf. Um in
einem derart konstruierten Fahrzeug die zweiten Achskörper so
auszuführen, daß sie die gleiche Länge aufweisen, muß einer der
ersten Achskörper länger als der andere sein. Der längere der
ersten Achskörper ist über eine Keilverzahnung mit einer Nabe
der Differentialbegrenzungseinheit oder Viskokupplung in der
Weise verbunden, daß beide Bauteile sich zusammen drehen müssen,
während sie von dem Fahrzeugaufbau über ein Lager in der Nähe
des mit dem längeren der ersten Achskörper verbundenen Gleichlaufdrehgelenkes
gehalten werden.
Da in einem herkömmlichen Fahrzeug in obiger Ausführung ein
Spiel (Leergang) jedoch am ehesten zwischen dem längeren der
ersten Achskörper und dem Lager oder der Nabe auftritt und dadurch
die Viskokupplung, deren Durchmesser größer ist als der
einer jeden Radachse, ein solches Spiel weiter gefördert
wird, ist die Viskokupplung am ehesten Schwingungen und den
damit verbundenen Geräuschen ausgesetzt, wenn die Radachsen
drehbar angetrieben werden. Dies ist ein für herkömmliche
Drehmomentübertragungsvorrichtungen typisches Problem. Das
Auftreten von Schwingungen wird noch dadurch begünstigt, daß bei
der bekannten Anordnung die Viskokupplung ausschließlich über
die Verzahnungen gehalten ist.
Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung
zur Übertragung des Drehmomentes auf die Räder eines
Kraftfahrzeuges mit einer Viskokupplung der Begrenzung der
Differentialwirkung eines Differentialgetriebes zu schaffen, die
im wesentlichen schwingungs- und geräuschfrei arbeitet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einer der
Körper der Viskokupplung in einem Lager drehbar gehalten ist,
welches über einen Haltekörper ortsfest am Fahrzeugaufbau
angebracht ist.
Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wenigstens einer der
Drehkörper der Viskokupplung über ein Lager direkt an einem
ortsfesten Teil des Fahrzeugaufbaus gehalten wird, verringert
sich bei Gefahr einer eventuelle Lockerung und Leergang zwischen
den Radachsen und der Viskokupplung, wodurch Schwingungen und
Geräusche auf ein Minimum reduziert werden.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das
Differential von der in Längsrichtung des Kraftfahrzeuges sich
erstreckenden Mittellinie zur einen Seite und die Viskokupplung
zur anderen Seite versetzt angeordnet ist.
Die beiden Körper der Viskokupplung werden von der Nabe und dem
Gehäuse dargestellt. Zur Lagerung im Haltekörper ist die Nabe
vorzugsweise mit einem Vorsprung versehen.
Ferner ist vorgesehen, daß das Gehäuse einen Vorsprung aufweist,
der mit dem Differentialgehäuse des Differentiales verbunden
ist.
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird
nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnung
beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße
Drehmomentübertragungsvorrichtung, wobei
sowohl das Vorderraddifferential als auch die
zur Anwendung kommende Viskokupplung sichtbar
ist und
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf ein von
einem Motor angetriebenes Fahrzeug mit der in
Fig. 1 dargestellten Vorrichtung.
Fig. 2 zeigt die Bauteile eines Antriebsstranges eines Fahrzeugs
mit Vorderradantrieb, bei dem die erfindungsgemäße
Drehmomentübertragungsvorrichtung zur Anwendung kommt. Die in
Fig. 2 durch einen Pfeil "A" angedeutete Richtung bezieht sich
auf die Vorwärts- oder Längsrichtung des Fahrzeugs. Die durch
einen doppelten Pfeil "B" angedeuteten Richtungen beziehen sich
auf die Breitenrichtung des Fahrzeugs.
Zunächst werden die Antriebsstrangteile des in Fig. 2
dargestellten Fahrzeuges mit Vorderradantrieb beschrieben.
Wie sich eindeutig aus Fig. 2 ergibt, weist der Antriebs
strang des Fahrzeugs einen Motor 1, ein Getriebe 3, ein
zwischen sich gegenüberliegenden Rädern 13, 15 angeordne
tes Vorderraddifferential 5, das als Differentialge
triebe verwirklicht ist, d. h. einen Bestandteil der erfin
dungsgemäßen Ausführungsform der Drehmomentübertragungs
vorrichtung bildet, eine Viskokupplung 7, Gleichlauf
gelenke 9, 11 sich gegenüberliegende Vorderräder 13, 15 und
sich gegenüberliegende Hinterräder 17, 19 auf.
Wie aus den Figuren zu sehen ist, wird das Differentialge
häuse 21 des Vorderraddifferentials 5 über Lager 25, 27 von
dem Achsgehäuse 23 gehalten. Fig. 1 zeigt außerdem, daß
ein Sicherungsring 29 zur Positionierung des Lagers 27 an
einer inneren Umfangsfläche eines rechten Abschnitts des
Achsgehäuses 23 befestigt ist. Andererseits ist ein Zahn
kranz 31 an dem Differentialgehäuse 21 des Vorderraddiffe
rentials 5 befestigt, der in ein Abtriebsrad 33 des Ge
triebes 3 eingreift. Infolgedessen wird das von dem Motor
1 erzeugte Drehmoment auf das Differentialgehäuse 21 des
Vorderraddifferentials 5 übertragen, um dieses drehend
anzutreiben.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, werden in dem Vorderraddiffe
rential 5 zwei Ritzel 37 von einer in dem Differentialge
häuse 21 eingebauten Ritzelwelle 35 drehbar gehalten,
wobei jedes der Ritzel 37 in jedes der gegenüberliegenden
Seitenräder 39, 41 eingreift, von denen das linke Seitenrad
39 über eine Keilverzahnung mit einer linken Vorderrad
achse 43 verbunden ist, so daß sich die beiden zusammen
drehen müssen. Andererseits ist das rechte Seitenrad 41
über eine Keilverzahnung mit der rechten Vorderradachse 45
(Abtriebswelle) verbunden, so daß die beiden sich zusammen
drehen müssen.
Im Betrieb wird das auf das Differentialgehäuse 21 des
Vorderraddifferentials 5 übertragene Drehmoment über die
Ritzelwelle 35, die Ritzel 37 und die Seitenräder 39, 41 in
zwei Teildrehmomente geteilt, die weiter auf die Vorder
räder 13, 15 übertragen werden. Wenn bei Betrieb des Fahr
zeugs ein Unterschied in der Drehgeschwindigkeit oder im
Widerstand zwischen denen der Vorderräder 13 und 15 auf
tritt, beginnen die Ritzel 37 sich auf der Ritzelwelle 35
zu drehen, um das Verhältnis der zwei auf die sich gegen
überliegenden Räder 13, 15 übertragenen Drehmomentanteile
zueinander zu steuern.
Bei dem wie oben ausgeführten Fahrzeug ist das Vorderrad
differential 5 von der in Längsrichtung sich erstreckenden
Mittellinie des Fahrzeugs versetzt angeordnet, so daß es,
wie aus der Fig. 2 hervorgeht, zusammen mit dem Getriebe
3 in einem Abschnitt der linken Hälfte des Fahrzeugs posi
tioniert ist. Infolgedessen ist die rechte Vorderradachse
45 länger als die linke Vorderradachse 43, wie aus der
Draufsicht auf das Fahrzeug in Fig. 2 zu sehen ist. Die
Viskokupplung 7 ist im wesentlichen in einem Zwischenab
schnitt der rechten Vorderradachse 45 angeordnet.
Die Viskokupplung 7 ist mit einem Gehäuse 47 versehen, das
einen ersten drehmomentübertragenden Körper bildet, der
drehbar auf einer Nabe 49 befestigt ist, welche einen
zweiten drehmomentübertragenden Körper darstellt. Eine
Arbeitskammer 51 ist zwischen dem Gehäuse 47 und der Nabe
49 definiert und mit einer Viskoflüssigkeit, wie z. B.
einem hochviskosen Silikonöl, gefüllt. Diese Arbeitskammer
51 ist durch zwei zwischen dem Gehäuse 47 und der Nabe 49
angeordnete X-Ringe 53 flüssigkeitsdicht abgeschlossen.
Bei den X-Ringen 53 handelt es sich um Dichtungen, die
jeweils aus einem festen Fasermaterial mit einem X-förmi
gen Querschnitt hergestellt sind; siehe Fig. 1. In der
Arbeitskammer 51 der Viskokupplung 7 ist eine Vielzahl von
äußeren oder ersten Scheiben 55 vorgesehen, die ab
wechselnd in einem Abstand von einer Vielzahl von inneren
oder zweiten Scheiben 57 im Inneren der Arbeitskammer 51
angeordnet sind. Die ersten Scheiben 55 sind mit ihren
äußeren Umfangsabschnitten über eine Keilverzahnung mit
einem inneren Umfangsabschnitt des Gehäuses 47 verbunden,
so daß sich die Scheiben 55 und das Gehäuse 47 im Betrieb
zusammen drehen müssen. Andererseits sind die zweiten
Scheiben 57 mit ihrem inneren Umfangsabschnitt über eine
Keilverzahnung mit einem äußeren Umfangsabschnitt der Nabe
49 verbunden, so daß sich die Scheiben 57 und die Nabe im
Betrieb zusammen drehen müssen. Wie aus der Fig. 1 her
vorgeht, ist das Gehäuse 47 an seinem linken Abschnitt mit
einem Vorsprung 59 versehen, über den es mit dem Differen
tialgehäuse 21 des Vorderraddifferentials 5 verbunden ist,
so daß es sich im Betrieb mit dem Differentialgehäuse 21
des Vorderraddifferentials 5 zusammen dreht. Die Visko
kupplung 7 ist ausgelegt wie oben beschrieben. Eine Dich
tung 61 ist zwischen dem ortsfesten Achsgehäuse 23 des
Vorderraddifferentials 5 und dem Vorsprung 59 des Gehäuses
47 angeordnet. Eine weitere Dichtung 67 ist zwischen einem
rechten Vorsprung 63 des Gehäuses 47 und einem rechten
Abschnitt 65 der Nabe 49 vorgesehen. Wenn das Vorderrad
differential 5 seine Differentialwirkung ausübt, ist eine
Drehzahldifferenz zwischen dem Gehäuse 47 und der Nabe 49
vorhanden; die Scheiben 55 oder 57 werden als Folge des
viskosen Scherwiderstandes (des in der Arbeitskammer 51
enthaltenen Silikonöls) des Gehäuses 47 und der Nabe 49
gegen relative Drehung einandergegenüber in Drehung ver
setzt.
Hierbei erhöht sich das die Scheiben 55 oder 57 zur
Drehung veranlassende Drehmoment in dem Maße, wie sich die
Drehzahldifferenz zwischen dem Gehäuse 47 und der Nabe 49
erhöht. Umgekehrt fällt dieses Drehmoment in dem Maße ab,
wie die Drehzahldifferenz zwischen dem Gehäuse 47 und der
Nabe 49 abfällt.
Der rechte Vorsprung 65 der Nabe 49 erstreckt sich bis in
einen Bereich, der sich direkt an das Gleichlaufdrehgelenk
11 anschließt, dessen äußerstes rechtes Ende über ein
Lager 69 von einem ortsfesten Haltekörper 71 des Fahrzeug
aufbaus gehalten wird. Dichtungen 73 und 75 sind zwischen
dem rechten Vorsprung 65 der Nabe 49 und dem ortsfesten
Haltekörper 71 des Fahrzeugaufbaus, bzw. zwischen dem
Gleichlaufdrehgelenk 11 und dem ortsfesten Haltekörper 71
des Fahrzeugaufbaus eingesetzt. Wie aus der Fig. 1 er
sichtlich ist, ist ein Sicherungsring 77 an dem ortsfesten
Haltekörper 71 des Fahrzeugaufbaus befestigt, um das Lager
69 zu positionieren.
Wie oben beschrieben, wird im Gegensatz zu herkömmlichen
Drehmomentübertragungsvorrichtungen, bei denen die Nabe
über ein Lager an der Radachse gehalten wird, die Nabe 49
der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung
über ein Lager 69 direkt von dem ortsfesten Haltekörper 71
des Fahrzeugaufbaus gehalten. Dieser ortsfeste Haltekörper
71 des Fahrzeugaufbaus trägt ganz wesentlich zur
Reduzierung von Schwingungen der Vorderradachse 45 bei, so
daß die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung
im wesentlichen schwingungs- und geräuschfrei ist.
Wenn im Betrieb eines der in Fig. 2 gezeigten Vorderräder
13, 15 auf einer Straßenoberfläche seine Vortriebs
kraft verliert, begrenzt die Viskokupplung 7 der Dreh
momentübertragungsvorrichtung die von dem
Vorderraddifferential 5 erzeugte Differentialwirkung,
damit das andere der Vorderräder 13, 15 von dem Motor 1
drehbar angetrieben werden kann, so daß das Fahrzeug nicht
an vortriebsarmen Stellen der Straße steckenbleibt. Die
Fahreigenschaften des mit der erfindungsgemäßen
Drehmomentübertragungsvorrichtung ausgestatteten
Fahrzeugs sind infolgedessen wesentlich verbessert.
Das Vorderraddifferential 5, bei dem es sich um ein
Kegelraddifferential handelt, kann im übrigen durch jeden
anderen geeigneten Differentialtyp, wie z. B. ein Pla
netenraddifferential, ein Schneckenraddifferential o. ä.,
ersetzt werden.
Obgleich bei der obigen Ausführung der erfindungsgemäßen
Drehmomentübertragungsvorrichtung das Differentialgehäuse
21 des Vorderraddifferentials 5 auf einem Kugellager 27 im
Inneren des ortsfesten Achsgehäuses 23 gelagert ist, ist
es zusätzlich auch möglich, das Differentialgehäuse 21 des
Vorderraddifferentials 5 über ein Drucklager im Inneren
des ortsfesten Gehäuses 23 des Vorderraddifferentials 5 zu
lagern.
Da bei der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungs
vorrichtung in obiger Ausführungsweise wenigstens einer
der Drehkörper 47, 49 der Viskokupplung 7, nämlich die Nabe
49, direkt von dem ortsfesten Haltekörper 71 des
Fahrzeugaufbaus gehalten wird, ist die Lagerung der
Viskokupplung der Drehmomentübertragungsvorrichtung
steifer als dies bei bekannten Ausführungen der Fall ist,
so daß die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungs
vorrichtung Schwingungen und Geräusche wesentlich
reduzieren kann. Dies ist ein bemerkenswerter Effekt, der
der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung
zueigen ist.
Bezugszeichenliste
1 Motor
3 Getriebe
5 Vorderraddifferential
7 Viskokupplung
9, 11 Gleichlaufdrehgelenk
13, 15 Vorderräder
17, 19 Hinterräder
21 Differentialgehäuse
23 Achsgehäuse
25, 27 Lager
29 Sicherungsring
31 Zahnkranz
33 Abtriebsrad
35 Ritzelwelle
37 Ritzel
39, 41 Seitenräder
43 linke Vorderradachse
45 rechte Vorderradachse
47 Gehäuse der Viskokupplung
49 Nabe
51 Arbeitskammer
53 X-Ring
55 erste Scheiben
57 zweite Scheiben
59 Vorsprung (links)
61 Dichtung
63 Vorsprung (rechts)
65 rechter Abschnitt der Nabe
67 Dichtung
69 Lager
71 Haltekörper
73, 75 Dichtung
77 Sicherungsring
3 Getriebe
5 Vorderraddifferential
7 Viskokupplung
9, 11 Gleichlaufdrehgelenk
13, 15 Vorderräder
17, 19 Hinterräder
21 Differentialgehäuse
23 Achsgehäuse
25, 27 Lager
29 Sicherungsring
31 Zahnkranz
33 Abtriebsrad
35 Ritzelwelle
37 Ritzel
39, 41 Seitenräder
43 linke Vorderradachse
45 rechte Vorderradachse
47 Gehäuse der Viskokupplung
49 Nabe
51 Arbeitskammer
53 X-Ring
55 erste Scheiben
57 zweite Scheiben
59 Vorsprung (links)
61 Dichtung
63 Vorsprung (rechts)
65 rechter Abschnitt der Nabe
67 Dichtung
69 Lager
71 Haltekörper
73, 75 Dichtung
77 Sicherungsring
Claims (5)
1. Vorrichtung zum Antrieb der Räder (13, 15) einer Achse,
insbesondere der Vorderachse, eines Kraftfahrzeuges,
mit einem vom Motor (1) über ein Getriebe (3) angetriebenen
Differential (5) und davon angetriebenen
Radachsen (43, 45), mit denen die Räder (13, 15)
antriebsmäßig verbunden sind, mit einer Viskokupplung
(7), mit einem ersten, mit einem der drehend angetriebenen
Bauteile (21) des Differentiales (5) drehfest
verbundenen Körper (47) der Viskokupplung und einem zweiten, dazu drehbaren
und mit einer der Radachsen (45) drehfest
verbundenen zweiten Körper (49) der Viskokupplung, wobei die Viskokupplung
um eine der Radachsen (45) herum und
zwischen dem der
zugeordneten Radachse (45) zugehörigen Rad (15) und
dem Differential (5) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß einer der Körper (47, 49) der Viskokuppluung (7) in einem Lager (69) drehbar gehalten ist, welches über einen Haltekörper (71) ortsfest am Fahrzeugaufbau angebracht ist.
dadurch gekennzeichnet, daß einer der Körper (47, 49) der Viskokuppluung (7) in einem Lager (69) drehbar gehalten ist, welches über einen Haltekörper (71) ortsfest am Fahrzeugaufbau angebracht ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Differential (5) von der in Längsrichtung des
Kraftfahrzeuges sich erstreckenden Mittellinie zur
einen Seite und die Viskokupplung (7) zur anderen
Seite versetzt angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Nabe (49) und das Gehäuse (47) jeweils einen
der beiden Körper der Viskokupplung (7) darstellen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Nabe (49) einen Vorsprung (65) aufweist, der
im Lager (69) gelagert ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (47) einen Vorsprung (59) aufweist,
oder mit dem Differentialgehäuse (21) des
Differentiales (5) verbunden ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP1990011049U JPH03102640U (de) | 1990-02-08 | 1990-02-08 |
Publications (2)
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DE4103054A1 DE4103054A1 (de) | 1991-08-14 |
DE4103054C2 true DE4103054C2 (de) | 1994-09-08 |
Family
ID=11767175
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4103054A Expired - Fee Related DE4103054C2 (de) | 1990-02-08 | 1991-02-01 | Drehmomentübertragungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5145470A (de) |
JP (1) | JPH03102640U (de) |
DE (1) | DE4103054C2 (de) |
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