DE10003962A1 - Allradantrieb für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen grundsätzlich automatisch wirkenden Allradantrieb für Kraftfahrzeuge, dessen Bedienung und Aufbau einfach sind und der Radschlupf im Ansatz verhindert. Die Übertragung des Motordrehmoments erfolgt über ein Verteilergetriebe auf die Vorderachse und die Hinterachse, wobei beide Achsen je ein Differential aufweisen und eine dieser Achsen die gelenkte Achse ist. Zwischen dem Verteilergetriebe und dem Differential der gelenkten Antriebsachse ist ein Freilauf angeordnet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Allradantrieb für Kraftfahrzeuge gemäß der Gattung der Patentansprüche.

Bei den bekannten Kraftfahrzeugen mit Allradantrieb ist zum Drehzahlausgleich zwischen Vorder- und Hinterachse dem Wechselgetriebe ein Mittendifferentialgetriebe nachgeordnet. Außerdem muß beim Durchdrehen eines oder mehrerer Räder eine Sperrung des Ausgleichs durch eine Sperrdifferential möglich sein. Bekannt ist auch die Verwendung einer speziellen Lamellenkupplung, die eine angepaßte Hinterachse und eine entsprechende Hinterachsaufhängung erfordert. Schließlich müssen bei den bekannten Allradantrieben grundsätzlich Schaltmittel vorgesehen sein, um diese Antriebe im Bedarfsfall ein- bzw. ausschalten zu können. In jedem Fall ist bei den bekannten Anordnungen ein hoher getriebetechnischer und materieller Aufwand notwendig, es kommt infolge des Mittendifferentials zu Energieverlusten und es ist zumindest teilweise eine unbequeme Bedienung gegeben.

Die aufgezeigten Mängel sollen durch die Erfindung behoben werden. Sie gründet sich auf die Erkenntnis, daß im Fahrbetrieb die gelenkte Achse, die in der Mehrzahl der Fälle die Vorderachse ist, einen gleichen oder größeren Weg zurücklegt als die ungelenkte Achse, die im allgemeinen die Hinterachse ist. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst. Grundsätzlich kann ein geeignet gestalteter beliebiger Freilauf (siehe hierzu bspw. Bosch, Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, 20. Auflage, VDI-Verlag Düsseldorf, 1982, Seiten 436/437) Verwendung finden. Als günstig hat sich jedoch ein Rollen- oder Wälzkörperfreilauf erwiesen. Der Freilauf kann an beliebiger Stelle zwischen dem Verteilergetriebe und dem Differential der gelenkten Achse angeordnet sein; in diesem Rahmen kann er, mit einem der letztgenannten Getriebe vereinigt, sich auch im Gehäuse des Verteilergetriebes oder des Differentials der gelenkten Achse befinden. Beim Fahren geradeaus rückwärts ist der Vorderantrieb nicht in Tätigkeit. Deshalb ist vorteilhaft eine manuell betätigbare Freilaufsperre vorgesehen, mit deren Hilfe bei Bedarf der Allradantrieb einzuschalten ist.

Beim Fahren rückwärts durch eine Kurve, bspw. beim Einparken, dreht sich die Vorderachsantriebswelle schneller links herum als die Hinterachswelle; dadurch könnte der Freilauf greifen. Dieser Zustand käme einem gesperrten Allradantrieb gleich, wodurch ein unerwünschter Schlupf an den Hinterrädern entstehen würde. Zu dessen Vermeidung werden die Freilaufrollen bei Linksdrehung der Antriebswelle mit einer einfachen mechanischen Halterung (Käfig) auf dem Freilaufstern bzw. Freilaufschaft so gehalten, daß sich die Freilaufrollen in den Bereichen größter Höhe der vorhandenen Keilräume zwischen dem Freilaufschaft und dem Freilaufring befinden. Die Keilräume werden dabei durch die Rollenklemmkurve bestimmt, die am Freilaufschaft und/oder am Freilaufring vorgesehen sein kann. In dieser Lage üben die Freilaufrollen auf Freilaufstern bzw. -schaft und Freilaufring keine klemmende Wirkung aus.

Neben dem einfachen, material- und energiesparenden Aufbau und dem verbesserten Bedienungskomfort hat der Gegenstand der Erfindung noch folgende Vorteile: Er ist wegen seines einfachen Aufbaus und seiner prompten Wirkungsweise verschleißarm; da er nur bei Bedarf und grundsätzlich automatisch wirksam ist, führt er zu einer Verringerung des Kraftstoffverbrauchs; infolge seiner automatischen Wirkungsweise vermeidet er Bedienungsfehler; da ein Durchdrehen der Räder im Ansatz unterbunden wird, ist er reifenschonend.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen unter Einschluß der Erfindung:

Fig. 1 die zu einem Kraftfahrzeug gehörenden Antriebsmittel und

Fig. 2 ein Verteilergetriebe.

In Fig. 1 ist ein Fahrwerk 10 eines im übrigen nicht dargestellten Kraftfahrzeuges dargestellt, das eine lenkbare Vorderachse 11 mit den Vorderrädern 12, 13 und eine nicht lenkbare Hinterachse 14 mit den Hinterrädern 15, 16 aufweist. Ein Motor 17 treibt mit seiner Welle 18 über eine Kupplung 19 ein Wechsel- (Schalt-) oder Automatikgetriebe 20 an, dessen Abtriebswelle 21 die Drehmomente auf ein Verteilergetriebe 22 überträgt. Das Verteilergetriebe 22 gibt seine Drehmomente bei laufendem Motor 17 und eingekuppeltem Wechselgetriebe 20 über Antriebswellen 23, 24 und unterschiedliche Radbewegungen ausgleichende Differentiale 25, 26 an die Vorder- und Hinterräder 12, 13, 15, 16 ab, die somit permanent angetrieben werden. An der Antriebswelle 23 zur Vorderachse 11 befindet sich im Gehäuse 28 des Verteilergetriebes 22 ein Freilauf 27, der bewirkt, daß eine Drehmomentenübertragung zur Hinterachse 14 ständig und zur Vorderachse 11 nur dann stattfindet, wenn die Hinterachse 14 sich schneller bewegen will als die Vorderachse 11, wenn also die Hinterräder 15, 16 durchdrehen wollen. Dieser Zustand kann eintreten beim Anfahren des Kraftfahrzeuges, bei Geländefahrten, beim Durchfahren einer Kurve, beim Befahren von Kopfsteinpflaster oder beim Fahren im Schnee oder auf Eis. Ein Durchdrehen der Hinterräder wird damit schon im Ansatz verhindert, weil der Freilauf 27 sofort, nach Bruchteilen einer Umdrehung der Wellen 23, 24 wirkt. Es tritt dann die gleiche Wirkung ein wie beim herkömmlichen Allradantrieb mit gesperrten Mittendifferential, jedoch mit erheblich einfacheren Mitteln und ohne Schaltarbeit des Fahrers.

In Fig. 2 ist im Gehäuse 28 in Lagerschalen 29 die Antriebswelle 23 und in Lagerschalen 30 die Antriebswelle 24 gelagert, wobei die Antriebswellen 23, 24 über das Verteilergetriebe 31 kinematisch verbunden sind, das für einen gleichsinnigen Antrieb der Vorderräder 12, 13 und Hinterräder 15, 16 sorgt. Beide Antriebswellen 23, 24 sind mit Verbindungsflanschen 32, 33 versehen, durch die einzelne Wellenteile miteinander verbunden sind. Die Antriebswelle 23 weist zwei Teile 23' und 23" auf, wobei an das Teil 23' eine Freilaufglocke 34 angeflanscht ist mit der ein im Inneren befindlicher Freilaufring 35 fest verbunden ist. Das Teil 23" trägt an seinem in die Freilaufglocke 34 hineinragenden Ende einen Freilaufstern 36, so daß sich zwischen dem Freilaufstern mit einer auf seiner Oberfläche befindlichen Rollenklemmkurve 37 und dem Freilaufring 35 in einem Käfig 38 gehaltene Freilaufrollen 39 befinden können. Sobald die Antriebswelle 24 sich schneller drehen will als die Antriebswelle 23, ist das Wellenteil 23" bestrebt, sich schneller zu drehen als das Wellenteil 23', und die Freilaufrollen 39 kommen in eine Stellung, in der sie den Freilaufring 35 und den mit dem Freilaufstern 36 und damit das Teil 23" mit dem Teil 23' verklemmen, so daß ein Antrieb aller Räder 12, 13, 15, 16 erfolgt. Es ist leicht einsehbar, daß diese automatische Art der Umschaltung auf Allradantrieb sehr feinfühlig und schnell reagiert.

Außerdem ist eine Freilaufsperre 40 zur Außerkraftsetzung der Wirkung des Freilaufs 27 vorgesehen. Sie besteht im wesentlichen aus einem in den einander zugewandten Enden der Wellenteile 23' und 23" verschiebbar gelagerten zylindrischen Schiebestück 41, das in eine entsprechende Ausnehmung 42 der Freilaufglocke 34 parallel zur Welle 23 und zu einem Doppelpfeil 44 einschiebbar ist. Zumindest an den sich berührenden peripheren Flächen von Schiebestück 41 und Freilaufglocke 34 sind Verzahnungen 43 vorgesehen, die im ineinandergeschobenen Zustand beider Teile miteinander kämmen. Die Freilaufsperre 40 kann vorzugsweise mit dem Wechselgetriebe 20 so gekoppelt sein, daß sie beim Einlegen des Rückwärtsganges selbsttätig wirksam wird.

Abweichend von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann der Freilauf 27 mit dem Differential 25 oder in einem eigenen Gehäuse zwischen dem Verteilergetriebe 22 und dem Differential 25 vorgesehen sein. Er kann auch als Lamellenfreilauf ausgebildet sein. Der Motor 17 kann vor oder auf der Vorderachse 11 angeordnet und der Antrieb entsprechend gestaltet sein. Dabei besteht die Möglichkeit, das Verteilergetriebe 22 bzw. 31 an das Schaltgetriebe 20 anzuflanschen oder im Gehäuse des Schaltgetriebes 20 direkt anzuordnen.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Bezugszeichenliste

10

Fahrwerk

11

Vorderachse

12

,

13

Vorderräder

14

Hinterachse

15

,

16

Hinterräder

17

Motor

18

Welle

19

Kupplung

20

Wechsel- oder Schaltgetriebe

21

,

23

,

24

Antriebswellen

22

,

31

Verteilergetriebe

23

',

23

" Wellenteile

25

,

26

Differentiale

27

Freilauf

28

Gehäuse

29

,

30

Lagerschalen

32

,

33

Verbindungsflansche

34

Freilaufglocke

35

Freilaufring

36

Freilaufstern oder Freilaufschaft

37

Rollenklemmkurve

38

Käfig

39

Freilaufrollen

40

Freilaufsperre

41

Schiebestück

42

Ausnehmung

43

Verzahnungen

44

Doppelpfeil

Claims (5)

1. Allradantrieb für Kraftfahrzeuge, bei dem die Übertragung des Motordrehmoments über ein Verteilergetriebe auf die Vorderachse und die Hinterachse erfolgt, wobei beide Achsen je ein Differential aufweisen und von denen eine Achse die gelenkte Achse ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verteilergetriebe und dem Differential der gelenkten Antriebsachse ein Freilauf angeordnet ist.

2. Allradantrieb gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Freilauf im Gehäuse des Verteilergetriebes angeordnet ist.

3. Allradantrieb gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Freilauf im Gehäuse des Differentials der gelenkten Achse angeordnet ist.

4. Allradantrieb gemäß mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Freilauf als Rollenfreilauf ausgebildet ist.

5. Allradantrieb gemäß mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Freilaufsperre vorgesehen ist.