DE4111983B4

DE4111983B4 - Antriebseinheit für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE4111983B4
Application number: DE19914111983
Authority: DE
Inventors: Oswald Friedmann; Norbert Indlekofer
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH
Priority date: 1990-04-14
Filing date: 1991-04-12
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2011-04-13
Also published as: DE4111983A1

Abstract

Antriebseinheit (1) für ein Fahrzeug mit Frontantrieb, die einen Motor (2) mit einer in Fahrtrichtung liegenden Abtriebswelle (3), wie Kurbelwelle, besitzt sowie ein am Motor (2) befestigtes Getriebe (7) mit einer vom Motor angetriebenen Primärkegel- (11) und einer von dieser angetriebenen Sekundärkegelscheibe (12) eines stufenlos regelbaren Umschlingungsantriebes (10), wobei die Sekundärkegelscheibe (12) über eine Zahnradübersetzung (17, 18, 19) mit einer Differentialeinheit (20) mit zwei Abtriebswellen (21, 22) verbunden ist und die Achse der Abtriebswelle (3) des Motors (2) senkrecht zu den Achsen (23, 24) der Kegelscheiben (11, 12) und den Achsen der Abtriebswellen (21, 22) der Differentialeinheit (20) ausgerichtet ist und weiterhin die Achsen (23, 24) der Kegelscheiben (11, 12) parallel zu den Achsen der Abtriebswellen (21, 22) der Differentialeinheit (20) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswellen (21, 22; 121, 122) der Differentialeinheit (20; 120), in Achsrichtung der Abtriebswelle (3; 103) des Motors (2; 102) betrachtet, axial zwischen Motor...

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Fahrzeug mit Frontantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die GB-PS 1 558 726 zeigt eine Antriebseinheit, für einen Frontlängseinbau mit einem Umschlingungsmittelgetriebe, das mittels eines Planetengetriebes mit der Differentialeinheit verbunden ist. Die Abtriebswellen sind koaxial zu der Sekundärscheibe angeordnet bzw. bilden diese.

Die US-PS 4,125,037 offenbart ein Umschlingungsmittelgetriebe mit einer Brennkraftmaschine, die quer zur Fahrtrichtung eingebaut ist.

Eine weitere Antriebseinheit ist z. B. durch die EP 0 035 806 B1 bekannt geworden. Bei dieser bekannten Antriebseinheit liegt der Motor quer zur Fahrtrichtung und die Rotationsachsen der Wellen der im Durchmesser veränderlichen Kegelscheiben des stufenlos regelbaren Umschlingungsantriebes sind parallel zu der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine ausgerichtet. Die Sekundärkegelscheibe ist koaxial zur Differentialeinheit angeordnet. Eine derartige Anordnung der einzelnen Aggregate ist für Kleinfahrzeuge in vielen Fällen von Vorteil. Bei solchen Fahrzeugen ist der Motor ausreichend kurz gebaut, damit dieser quer zur Fahrtrichtung vorgesehen werden kann. Bei größeren Fahrzeugen ist eine derartige Anordnung der Aggregate in vielen Fällen jedoch nicht möglich, da die Motoren und/oder die Getriebe größer sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinheit der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die wenig Bauraum benötigt und sowohl bei kleineren als auch bei größeren Kraftfahrzeugen einsetzbar ist. Weiterhin soll die erfindungsgemäße Antriebseinheit in besonders einfacher und wirtschaftlicher Weise herstellbar sowie in das Fahrzeug einbaubar sein und eine einwandfreie Funktion gewährleisten. Diese Aufgabe wird durch eine Antriebseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Antriebseinheit sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung besitzt die Antriebseinheit für ein Fahrzeug mit Frontantrieb einen Motor mit einer in Fahrtrichtung liegenden Abtriebswelle, wie Kurbelwelle, sowie ein am Motor befes tigtes Getriebe mit einer vom Motor angetriebenen Primär- und einer von dieser angetriebenen Sekundärkegelscheibe eines stufenlos regelbaren Umschlingungsantriebes, wobei die Sekundärkegelscheibe über eine Zahnradübersetzung mit einer Differentialeinheit mit zwei Abtriebswellen verbunden ist und die Achse der Abtriebswelle des Motors senkrecht zu den Achsen der Kegelscheiben und den Achsen der Abtriebswellen der Differentialeinheit ausgerichtet ist und weiterhin die Achsen der Kegelscheiben parallel zu den Achsen der Abtriebswellen der Differentialeinheit angeordnet sind. Zudem sind die Abtriebswellen der Differentialeinheit, in Achsrichtung der Abtriebswelle des Motors betrachtet, axial zwischen Motor und der Primärkegelscheibe angeordnet. Durch eine derartige Anordnung der Rotationsachsen der einzelnen Wellen relativ zueinander, kann die Antriebseinheit im Aufbau sehr schmal gehalten werden und auch im Bereich von Getriebe und Differential in der Höhe verhältnismäßig niedrig ausgelegt werden. Letzteres wird unter anderem dadurch erzielt, dass die beiden Kegelscheiben des Umschlingungsgetriebes in Fahrtrichtung hintereinander angeordnet werden können, so dass eine geringere Bauhöhe erforderlich ist, da die Rotationsachsen der beiden Kegelscheiben relativ zu einer Horizontalen näher zueinander angeordnet werden können. Aufgrund dieser Anordnung der Kegelscheiben des Umschlingungsantriebes kann das Getriebe verhältnismäßig niedrig bauen, so dass die Differentialeinheit mit den zwei Abtriebswellen im Bereich unterhalb der vom Motor angetriebenen Primärkegelscheibe vorgesehen werden kann. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Antriebseinheit kann unter anderem in vorteilhafter Weise bei Fahrzeugen verwendet werden, bei denen, in Fahrtrichtung betrachtet, der Motor vor dem Getriebe mit dem stufenlos regelbaren Umschlingungsantrieb liegt.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung von Getriebe und Differential ist das Getriebe an seinem dem Motor abgewandten Ende sowohl in der Höhe als auch in der Breite verhältnismäßig klein, so dass zur Unterbringung dieses Bereichs im Bodenbereich der Karosserie lediglich eine verhältnismäßig kleine Ausbuchtung erforderlich ist.

Für den Aufbau der Antriebseinheit und somit auch für das mit einer solchen Antriebseinheit ausgerüstete Fahrzeug, kann es vorteilhaft sein, wenn die Abtriebswellen der Differentialeinheit in Achsrichtung der Abtriebswelle des Motors betrachtet, axial zwischen Motor und der sekundären Kegelscheibe angeordnet sind, wobei dann in vorteilhafter Weise die Differentialeinheit zumindest annähernd unterhalb der Primärkegelscheibe angeordnet sein kann.

Weiterhin kann es für den Aufbau der Antriebseinheit zweckmäßig sein, wenn die fiktiven Verbindungslinien zwischen der Rotationsachse der Abtriebswelle der Differentialeinheit und der Rotationsachse der primären Kegelscheibe einerseits und zwischen der Rotationsachse der Abtriebswellen der Differentialeinheit und der Rotationsachse der sekundären Kegelscheibe andererseits zwischen sich einen Winkel von 60° bis 95°, vorzugsweise in der Größenordnung von 75°, einschließen.

Für den Aufbau der Antriebseinheit kann es auch von Vorteil sein, wenn die Abtriebswellen der Differentialeinheit koaxial mit der Rotationsachse der Sekundärkegelscheibe angeordnet sind, wobei eine der Abtriebswellen zur Lagerung der Sekundärkegelscheibe herangezogen werden kann.

Anhand der 1 bis 4 sei die Erfindung näher erläutert.
Dabei zeigt
1 eine schematische Darstellung einer Antriebseinheit in Draufsicht,
2 eine Ansicht der Antriebseinheit gemäß 1 in Richtung des Pfeils II der 1,
3 eine weitere schematische Darstellung einer anderen Antriebseinheit in Draufsicht und
4 eine Ansicht der Antriebseinheit gemäß 3 in Richtung des Pfeils IV der 3, wobei jedoch das Differential nicht dargestellt ist.
Die in den 1 und 2 schematisch dargestellte Antriebseinheit 1 besitzt einen Motor 2, der in Längsrichtung des Fahrzeuges eingebaut ist, so dass seine Abtriebswelle in Form einer Kurbelwelle 3 in Fahrtrichtung orientiert ist. An der Kurbelwelle 3 ist ein Schwungrad 4 befestigt, das über einen Dämpfer 5 mit der Eingangswelle 6 eines Getriebes 7 verbunden ist. Das Getriebe 7 umfasst ein Getriebegehäuse 8, das die Übersetzungsorgane, wie Zahnräder, Kupplungen und Kegelscheibenantrieb, aufnimmt. An seinem, dem Motor zugekehrten Ende, bildet das Getriebegehäuse 8 einen Aufnahmeraum für den Dämpfer 5 und das Schwungrad 4. Das Getriebe 7 ist in an sich bekannter Weise unmittelbar an den Motor 2 angeflanscht. Im Aufnahmeraum 9 des Getriebes 8 für die Drehmomentübertragungsmittel, ist ein stufenlos regelbarer Umschlingungsantrieb 10 aufgenommen, mit einer vom Motor 2 angetriebenen Primärkegelscheibe 11 und einer über diese angetriebene Sekundärkegelscheibe 12. Der An trieb zwischen der Primärkegelscheibe 11 und der Sekundärkegelscheibe 12 erfolgt über ein endloses Übertragungselement 13, wie Kette oder Riemen. Der Antrieb der Primärkegelscheibe 11 erfolgt über die Eingangswelle 6 des Getriebes 7 und über einen Kegelzahnradantrieb 14, der eine Kraftflussumlenkung von 90° ermöglicht. Die Sekundärkegelscheibe 12 ist über Anfahrkupplungen 15, 16, die wahlweise geschlossen und geöffnet werden können und unter Zwischenschaltung einer Zahnradübersetzung 17, 18, 19 mit einem Differential 20 verbunden. Das Differential 20 umfasst zwei Abtriebswellen 21, 22, die mit den angetriebenen Rädern des Kraftfahrzeuges, z. B. über Kardanwellen, verbunden werden.
Die Kupplung 15 bildet die Anfahrkupplung für die Vorwärtsfahrt, und die Kupplung 16 dient zur Rückwärtsfahrt. Die Steuerung der Kupplung 15, 16 erfolgt derart, dass bei geschlossener Kupplung 15 die Kupplung 16 offen ist und umgekehrt.
In 2 sind strichpunktiert die beiden Extremstellungen, also die beiden extremen Übersetzungsverhältnisse, dargestellt, welche über die Kette 13 zwischen den beiden Kegelscheiben 11 und 12 gewährleistet werden können.
Der Motor 2, der stufenlos regelbare Umschlingungsantrieb 10 und das Differential 20 sind derart angeordnet, dass die Rotationsachse der Kurbelwelle 3 des Motors 2 senkrecht zu den Rotationsachsen bzw. zu den Wellen 23, 24, auf denen die Kegelscheiben aufgenommen sind, ausgerichtet ist und weiterhin die Achsen bzw. Wellen 23, 24 der Kegelscheiben parallel zu den Achsen der Antriebswellen 21, 22 der Differentialeinheit 20 angeordnet sind. Aufgrund dieser Anordnung sind auch die Rotationsachsen der Wellen 21, 22, 23, 24 untereinander parallel.
Bei der Ausführungsform gemäß den 1 und 2 ist die Differentialeinheit 20 in Achsrichtung der Kurbelwelle 3 betrachtet, axial zwischen Motor 2 und der sekundären Kegelscheibe 12 angeordnet. Weiterhin befindet sich die Differentialeinheit 20 unterhalb der zwischen Motor 2 und Sekundärkegelscheibe 12 vorgesehenen Primärkegelscheibe 11. Die Anordnung der Achsen 21, 22, 23, 24 ist dabei derart getroffen, dass der Winkel 25, der eingeschlossen ist zwischen einer Verbindungslinie, welche senkrecht zu den Rotationsachsen 22, 23 steht und diese miteinander verbindet und einer Verbindungslinie, welche senkrecht zu den Rotationsachsen 22, 24 steht und diese miteinander verbindet, in der Größenordnung von 60° bis 95° liegt, wobei es vorteilhaft sein kann, wenn dieser Winkel in der Größenordnung von 75° liegt, wie dies aus 2 hervorgeht.
Die Antriebseinheit 1 kann in das Fahrzeug derart eingebaut werden, dass in Fahrtrichtung nach vorwärts betrachtet der Motor 2 vor dem Getriebe 7 liegt, das bedeutet, dass das Getriebe 7 an den Fahrgastraum angrenzt. Es kann jedoch auch von Vorteil sein, wenn in Fahrtrichtung nach vorwärts betrachtet, das Getriebe vor dem Motor liegt.
Die in den 3 und 4 dargestellte Antriebseinheit 101 kann in ähnlicher Weise wie die Antriebseinheit gemäß den 1 und 2 in ein Fahrzeug eingebaut werden.
Bei dieser Ausführungsform der Antriebseinheit 101 ist die Sekundärkegelscheibe 112 im Wesentlichen zwischen der Primärkegelscheibe 111 und der Brennkraftmaschine 102 angeordnet. Die gegenüber der Sekundärkegelscheibe 112 vom Motor 102 weiter entfernte Primärkegelscheibe 111 wird über einen Kegelzahnradantrieb 114 angetrieben. Das Eingangskegelzahnrad 114a dieses Antriebs 114 wird über eine Welle 106 angetrieben, welche mit dem Motor 102 über einen Drehschwingungsdämpfer 105 verbunden ist und, wie dies aus 4 hervorgeht, über der Welle 122, auf der die Sekundärkegelscheibe 112 aufgenommen ist, verläuft. Der Kegelzahnradantrieb 114 besitzt weiterhin zwei Ausgangskegelzahnräder 114b und 114c, die auf der Welle 123 drehbar gelagert sind und wahlweise mit dieser Welle 123 über eine Kuppeleinrichtung, die z. B. durch Klauenkupplungen 116a, 116b gebildet sein können, drehschlüssig verbindbar sind. Das Ausgangszahnrad 114b ist dabei für die Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges gedacht und das Ausgangszahnrad 114c für die Rückwärtsfahrt. Ein nach dem Prinzip des Kegelzahnradantriebs 114 ausgelegter Antrieb ist in der EP 0 002 086 B1 gezeigt und beschrieben.
Die Differentialeinheit 120 wird unter Zwischenschaltung eines Planetenantriebs 118 und einer Anfahrkupplung 115 von der Sekundärkegelscheibe 112 angetrieben. Das Eingangszahnrad 119 des Planetenantriebs 118 ist über eine Hohlwelle 119a mit dem Ausgangsteil der Kupplung 115 verbunden. Die Abtriebswellen 121 und 122 sind koaxial mit der Sekundärkegelscheibe 112 und der Hohlwelle 119a angeordnet. Die Abtriebswelle 122 erstreckt sich dabei axial durch die Hohlwelle 119a und dient zur drehbaren Lagerung der Sekundärkegelscheibe 112. Die Wellen 121, 122, 123 sind wiederum derart angeordnet, dass sie relativ zueinander parallel, jedoch gegenüber der Rotationsachse der Abtriebswelle 103 senkrecht, also in einem Winkel von 90° verlaufen.

Claims

Antriebseinheit (1) für ein Fahrzeug mit Frontantrieb, die einen Motor (2) mit einer in Fahrtrichtung liegenden Abtriebswelle (3), wie Kurbelwelle, besitzt sowie ein am Motor (2) befestigtes Getriebe (7) mit einer vom Motor angetriebenen Primärkegel- (11) und einer von dieser angetriebenen Sekundärkegelscheibe (12) eines stufenlos regelbaren Umschlingungsantriebes (10), wobei die Sekundärkegelscheibe (12) über eine Zahnradübersetzung (17, 18, 19) mit einer Differentialeinheit (20) mit zwei Abtriebswellen (21, 22) verbunden ist und die Achse der Abtriebswelle (3) des Motors (2) senkrecht zu den Achsen (23, 24) der Kegelscheiben (11, 12) und den Achsen der Abtriebswellen (21, 22) der Differentialeinheit (20) ausgerichtet ist und weiterhin die Achsen (23, 24) der Kegelscheiben (11, 12) parallel zu den Achsen der Abtriebswellen (21, 22) der Differentialeinheit (20) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswellen (21, 22; 121, 122) der Differentialeinheit (20; 120), in Achsrichtung der Abtriebswelle (3; 103) des Motors (2; 102) betrachtet, axial zwischen Motor (2; 102) und der Primärkegelscheibe (11; 111) angeordnet sind.
Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswellen (21, 22) der Differentialeinheit (20), in Achsrichtung der Abtriebswelle (3) des Motors (2) betrachtet, axial zwischen Motor (2) und der sekundären Kegelscheibe (12) angeordnet sind.
Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die fiktiven Verbindungslinien zwischen der Rotationsachse der Abtriebswellen (21, 22) der Differentialeinheit (20) und der Rotationsachse (23) der primären Kegelscheibe (11) einerseits und zwischen der Rotationsachse der Abtriebswellen (21, 22) der Differentialeinheit (20) und der Rotationsachse (24) der sekundären Kegelscheibe (12) andererseits zwischen sich einen Winkel (25) von 60° bis 95°, vorzugsweise in der Größenordnung von 75°, einschließen.
Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswellen (21, 22, 121, 122) der Differentialeinheit (20, 120) koaxial mit der Rotationsachse der Sekundärkegelscheibe (12, 112) angeordnet sind.