DE2413288A1 - Antriebs- und bremsanordnung fuer allradgetriebene kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

• Antriebs- und Bremsanordnung für allradgetriebene Kraftfahrzeuge.
• Die Erfindung betrifft eine Antriebs- und Bremsanordnung für allradgetriebene Kraftfahrzeuge, wobei ein Antriebsmotor über ein Wechselgetriebe und ein Verteilergetriebe eine erste Achse bzw. ein erstes Achspaar dauernd antreibt, während eine zweite Achse bzw. ein zweites Achwspsar erst bei einem bestimmten Schlupf an der ersten Achse bzw. am ersten Achspaar selbsttätig über einen sperrenden Freilauf zuschaltet.
• Die Auslegung eines Verteilergetriebes bei allradgetriebenen Fahrzeugen sowie die richtige Abstimmung der Bremsen machen beträchtliche Schwierigkeiten, weil diese richtig Abstimmung für das Fahrerhalten des Fahrzeuges von ausschlaggebendem Einfluß ist. Es ist bereits eine Antriebsanordnung der eingangs genannten Art bekannt geworden, bei welcher die hinterachse starr angekoppelt ist, während die Vorderachse mit etwa 2 % Voreilung umläuft (DDP 1 224 621). Diese bekannte Antrieb anordnung steht aber nicht mehr in Übereinstimmung mit den neueren Untersuchungen auf dem Gebiet der Fahrdynamik, die nämlich zeigen, daß ein stabiles Verhalten des angetriebenen Fahrzeuges dann gewährleistet ist, wenn der Antriebsschlupf der Vorderräder stets um einen geringen Betrag höher liegt, als der an den Hinterrädern. Umgekehrt ist ein Fahrzeug dann bremsstabil, wenn der Bremsschlupf der Vorderräder stets um einen geringen Betrag größer ist als der der Hinterräder.
• Der Erfindung liegt eine Lösung dieses Problems al Aufgabe zugrunde. Bei den eingangs genannten Antrieben wird diese Aufgabe nun gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die erste Achse die Vorderachse und die zweite Achse die Hinterache des Fahrzeuges ist und daß die Übersetzung im Strang der Hinterachse so gewählt ist, daß im Zug der Freilauf bei 5 - 15 % Schlupf an der Vorderachse sperrt. Hierbei ist an die Verwendung von Freiläufen gedacht, die in Vorwärts- und in Rückwärtsfahrtrichtung gleich wirksam sind, wie z. B.
• sogenannte Schraubfreiläufe. Es können natürlich auch schaltbare Freiläufe verwendet werden.
• Die Erfindung hat den Vorteil, daß sich das Fahrzeug ständig im stabilen Bereich bewegt. Dies gilt auch für die Bremsung.
• Im Grunde genommen verhält sich das Fahrzeug wie ein reiner Frontentriebswagen. Erst wenn die Vorderräder die haftung am Boden mehr und mehr verlieren, wird durch den erfindung gemäßen Vorschlag ein allradgetriebenes Fahrzeug daraus.
• Ein weiterer Vorschlag der Erfindung geht dahin, daß in einem zweiten Übertragungsstrang im Verteilergetriebe parallel zum Zugfreilauf ein Schubfreilauf angeordnet ist, und daß der Schubfreilauf im selben Schlupfwertbereich sperrt wie der Zugfreilauf in Zugrichtung. Für Sonderfälle z. B. je nach Art der Bereifung kann es nämlich zweckmänig sein, auch etwas andere Werte für den Schubfreilauf vorzugeben, z. B. im Zug 6 % und im Schub 9 - 10 %. Auf diese Weise wird nun auch die Bremse in das System einbezogen und zwar derart, daß sich das Fahrzeug ständig bremsstabil verhält, gleichgültig wie groß seine Beladung ist. Eine lastabhängige Bremskraftregelung zur Erzielung der richtigen stabilen Verteilung ist nicht mehr notwendig. Bei Bedarf wirkt die Motorbremse bzw. ande@@esrtete Retarder auf beide Achsen und erlauben eine stabile Abbremsung des Fahrzeuges mit der dynamisch günstigsten Tangentielkraftverteilung.
• Nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann dem Antriebsstrang vom Motor zum Verteilergetriebe noch eine zentrale Reibungsbremse zugeordnet sein. Diese Reibungsbremse kann zusätzlich zu einem Retarder oder einer Motorbremse oder beiden vorgesehen sein. Die räumliche Anordnung derselben wird sich nach den jeweiligen Einbauverhältnissen richten. Zweckmäßig kann die Anordnung zwischen dem Wechselgetriebe und dem Verteilergetriebe sein. Als Retarder wird vielfach eine hydrodynamische Kupplung verwendet, die dann ihrerseits zweckmäßigerweise zwischen Motor und Wechselgetriebe ange ordnet und vorzugsweise direkt mit der Kurbelwelle des Motors verbunden ist.
• Erfindungsgemäß ist die Anordnung so getroffen, daß alle vorhandenen Dauerbremsen, wie z. B. Motorbremse, Retarder, usw.
• durch eine gemeinsame Steuerung je nach verlangtem Bremsmoment einzeln und/oder gemeinsam einsetzbar sind. Hierbei kann bei den einzelnen Bremsen eine Stufung durchgeführt werden oder auch nicht. Es ist auch durchaus denkbar, die verschiedenen Dauerbremsen nacheinander einzusetzen, wobei die zentrale Reibungsbremse zweckmäßigerweise wohl zuletzt zum Einsatz kommen wird, weil sie im Gegensatz z. B. zu einem hydrodynamischen Retarder in der Lage ist, bis zum St@nd abzubremsen.
• Neben den geschilderten Dauerbremsen ist das Fahrzeug natürlich auch noch mit Radbremsen als Betriebsbremsen versehen.
• Es liegt im Rahmen der erfindungsgemäßen Gedankengänge, wenn nun die bekannten Radbremsen so abgestimmt sind, daß die Vorderräder stets stärker bremsbar sind als die Hinterräder.
• Dies trägt ganz wesentlich zur Erhöhung bzw. Erhaltung der Stabilität des Fahrzeuges bei.
• Einzelheiten der Erfindung zeigt das Ausführungsbeispiel der Zeichnung anhand eines schematisch dargestellten Fahrzeugantriebes. Danach treibt der Antriebsmotor 10 - auf dessen Kurbelwelle am vorderen Ende unmittelbar ein hydrodynamischer Retarder 11 angeordnet - über ein Wechselgetriebe 12 und eine später noch zu beschreibende zentrale Reibungsbremse 13 das Verteilergetriebe 14 an. Vom Verteilergetriebe 14 wird über die Gelenkwelle 15 die Vorderachse 16 und über die Gelenkwelle 17 dieHinterachse 18 angetrieben. Der Aufbau der Gelenkwellen, der Achsen und der betreffenden Ausgleichsgetriebe ist bis auf die nachstehend erwähnte Abstimmung nicht Gegenstand vorliegender Erfindung.
• Im Verteilergetriebe 14 steht die Eingangswelle 19 durch ein Zahnradpaar 20 in ständiger Verbindung mit der zur Gelenkwelle 15 des Vorderachsantriebes führenden Ausgangawelle 21. Das bedeutet, daß die Vorderachse 16 ständig vom Motor 10 nach Maßgabe der eingeschalteten Übersetzungen im Wechsslgetriebe angetrieben wird. Zwischen der zur Vorderachse führenden Ausgangswelle 21 und einer zur hinterachse 18 führenden zweiten Ausgangswelle 22 ist ein Zugfreilauf 23 eingeschaltet. Die Übersetzung in der Hinterachse 18 ist nun so gewählt, daß sich bei schlupflosem Antrieb beider Achsen vom Boden her die Ausgangswelle 22 um einen bestimmten Betrag, nämlich um etwa 5 bis 15 % schneller dreht als die zur Verderachse führende Ausgangswelle 21. In diesem Zustand läuft also der Freilauf 23 frei, d.h. es wird nur vom Motor 10 aus starr die Vorderachse 16 angetrieben, während die Hinterachse 18 gewissermaßen mitrollt. Wenn jetzt die Vorderachse 16 mit steigendem Schlupf läuft, z. B. weil ein höheres Zugmoment gefordert wird oder weil die Bodenhaftung schlechter wird, so wird die Vorderachse 16 um den jeweiligen Schlupf schneller. Bei dem vorgegebenen Schlupfwert von z. B. 5 bis 15 X ist der Drehzahlunterschied am Freilauf 13 verbraucht und der Freilauf 23 sperrt und kuppelt damit die Hinterachse 18 an den Antrieb an. Von nun an besitzt das Fahrzeug Allradantrieb ait einem deutlich höheren Schlupf an der Vorderachse als an der Hinterachse. Es ist damit fahrstabil mit einer kleinen Untersteuertendenz bei Kurvenfahrt.
• Parallel sum Zugfreilauf 23 ist auf der Eingangswelle 19 ein Schubfreilauf 24 vorgesehen, der einerseits von der Eingangswelle 19 bzw. über das Zahnradpaar 20 von der Vorderachse 16 und andererseits über ein zweites Zahnradpaar 25 von der Hinterachse 18 angetrieben wird. Die Übersetzung des zweiten Zahnradpasres 23 ist so gewählt, daß der Schubfreilauf 24 ii Normalbetrieb Fit denselben vorgesehenen Differenzbetrag von etwa 9 bis 15 X überbolt. Der Schubfreilauf 24 ist so ausgebildet, daß er in Schubrichtung sperrt. Eine schwache Bremsung erfolgt somit zunächst nur über die Vorderachse 16.
• Bei einer stärkeren Bremsung nimmt der Dehnschlupf an dieser Vorderachse zu, bis er den vorgegebenen Wert von etwa 5 bis 15 % erreicht. Sodann sperrt der Schubfreilauf 24 und kuppelt auch die Hinterachse 18 starr an. Es können nunmehr alle Bremsen eingesetzt werden. Dabei wird man unter Umständen zunächst die Motorbremse benutzen, dann zusätzlich den hydrodynamischen Retarder 11 und zum Schluß wiederum zusätzlich die zentrale Reibungsbremse 13 einsetzen. Die letztere wäre dann - falls erwünscht - imstande, das Fahrzeug auch bei ganz kleinen Geschwindigkeiten und bis zum Stand herunterzubremsen.

Claims (5)

A n s p r ü c h e

1. Antriebs- und Bremsanordnung für allradgetriebene Kraftfahrzeuge, wobei ein Antriebsmotor über ein Wechselgetriebe und ein Verteilergetriebe eine erste Achse bzw. ein erstes Achspaar dauernd antreibt, während eine zweite Achse bzw.

ein zweites Achspasr erst bei einem bestimmten Schlupf an der ersten Achse bzw. an dem ersten Achspaar selbsttätig über einen sperrenden Freilauf zuschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Achse die Vorderachse (16) und die zweite Achse die Hinterachse (18) des Fahrzeugs ist, und daß die Übersetzung im Strang der Hinterachse (18) so gewählt ist, daß im Zug der Freilauf (23) bei etwa 5 bis 15 % Schlupf an der Vorderachse (16) sperrt.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem zweiten Übertragungsstrang im Verteilergetriebe (14) parallel zum Zugfreilauf (23) ein Schubfreilauf (24) angeordnet ist und daß dieser Schubfreilauf (24) im selben Schlupfwertbereich in Schubrichtung sperrt wie der Zugfreilauf in Zugrichtung.

3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Antriebsstrang vom Motor (10) zum Verteilergetriebe (14) eine zentrale Reibungsbremse (13) zugeordnet ist.

4. Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle vorhandenen Dauerbremsen, wie z. B. Motorbremse, Retarder (11) usw. durch eine gemeinsame Steuerung je nach verlangtem Bremsmoment einzeln und/oder gemeinsam einsetzbar sind.

5. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bekannten Radbremsen so abgestimmt sind, daß die Vorderräder stets stärker bremsbar sind als die Hinterräder.

L e e r s e i t e