DE2835865A1 - Kraftwagen - Google Patents

Description

• Kraftwagen, vor allem Nutzfahrzeuge mit sechs und mehr Rädern,
• haben sich in erheblichem Umfang eingeführt. Bs gibt Lösungen mit zwei nicht angetriebenen Lenkachsen und einer oder zwei angetriebenen doppelt bereiften Hinterachse. Ferner sind schwere Kraftwagen besonders für Geländebetrieb bekannt, bei denen alle drei oder vier Achsen entweder über einen starren oder über einen durch Differentiale unterteilten Antrieb mit dem Motor in Verbindung stehen.
• Bei derartigen Kraftwagen wird seit einigen Jahren bei der Bremskraftvertcilung die Tatsache berücksichtigt, dass besonders bei blockierten Hinterrädern die Gefahr des Ausbrechens des Fahrzeughecks bei einer Vollbremsung besteht. Um dies zu verhindern, wird zunehmend die Vorderachse trotz ihrer zumeist niedrigeren statischen Achslast stärker gebremst. Besonders bei modernen Ommibuskonstruktionen besteht die Tendenz, mehrere Achsen anzutreiben, um bei der Beschleunigung des Fahrzeugs die Strassenlage zu verbessern und das Ausbrechen des Fahrzeugs bei schlechten Kraftschlussverhältnissen zwischen Reifen und Fahrbahn zu verhindern.
• Diesen Bestrebungen dient der Erfindungsgegenstand.
• Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, sechs- und mehrrädrige Kraftwagen dahingehend weiterzubilden, dass ein Teil der Räder des Kraftwagens zur Verbesserung der Beschleunigung auch bei schlüpfriger Strasse bis zur Grenze des Kraftschlusses ausgenutzt werden kann, ohne dass trotz des weitgehenden Verlustes der Seitenführung dieser bis zur Grenze des Kraftschlusses ausgenutzten Räder ein Ausbrechen des Fahrzeugs auftreten kann.
• Erfindungsgemäss weist der sechs- und mehrrädrige Kraftwagen, welcher mit zwei gelenkten Radpaaren und mindestens zwei Antriebs -Radpaaren ausgerüstet ist, einen Antrieb auf, bei dem das überwiegende Antriebsmoment des Motors auf das oder die mittleren Radpaare übertragen wird und das vorderste oder das hinterste Radpaar oder das vorderste und hinterste Radpaar erst nach Erzielung eines durch eine kleinere Antriebsübersetzung gegebenen Dehaschlupfes des oder der mittleren Radpaare (s) Antriebsmoment übertragen erhalten.
• Durch diese Massnahme wird beispielweise bei einem sechsrädrigen Kraftwagen, bei dem das mittlere und hinterste Radpaar angetrieben werden, erreicht, dass der Kraftschluss zwischen Reifen und Fahrbahn des mittleren Radpaares ausgenutzt wird und das hinterste Radpaar erst nach Erzielung eines durch die Uebersetzung gegebenen Schlupfes des mittleren Radpaares mit angetrieben wird, so dass eine ausreichende Seitenführungkraft des hintersten Radpaares, um eine einwandfreie Spurhaltung bei schlüpfriger Strasse zu gewährleisten, auch bei beschleunigtem Fahrzeug erhalten bleibt.
• In weiterer Ausbildung der Erfindung wird der Motor des Kraft-Wagens im ileck angeordnet und der Achsantrieb des hintersten Radpaares mit einer Durchgangswelle ausgerüstet, über welche dieses Radpaar über einen Freilauf mit höherer Uebersetzung angetrieben wird, und das bzw. die mittleren Radpaare mit kleinerer Uebersetzung über eine mit der Durchgangswelle in kraftschlüssiger Verbindung stehende Kardanwelle angetrieben werden.
• In noch weiterer Ausbildung ist das hinterste Radpaar als doppelt bereift ausgeführt. Diese Ausführung eignet sich besonders für Omnibusse, weil durch die Anordnung des Motors im Heck des Fahrzeugs die hinterste Achse vertikal stärker belastet ist, als die beiden oder drei davor angeordneten Achsen. Bei doppelt bereifter Ausführung der hintcrsten Achse ist die Scitenführungskraft vergrössert und somit die Spurhaltung des Fahrzeugs erheblich verbessert.
• Schliesslich wird in noch weiterer Ausbildung der Efindu bei sechsrädriger Ausbildung des Kraftwagens nur im Antrieb des hintersten Radpaares ein Differential angeordnet und die übrigen gelenkten Antriebsräder über je eine seitlich längsliegende Kardanwelle angetrieben, während die hinteren, mit höherer Antriebsübersetzung angetriebenen Räder auf jeder Seite über einen Freilauf mit dem Differential in Verbindung stehen.
• Eine Antriebslösung der im letzten Anspruch beschriebenen Art eignet sich beispielsweise für Rennwagen, bei denen der Kraftschluss beim Beschleunigen bis an die äusserste Grenze in Anspruch genommen ist und erst bei Erzielung eines durch die unterschiedlichen Uebersetzungen gegebenen Dehnschlupfes der mittleren Antriebsräder auch die übrigen Räder angetrieben werden, wobei durch Beibehaltung eines Teiles der Seitenführungskraft der dahinter oder davor und dahinter angeordneten Räder eine Längsstabilität gewährleistet ist, welche ein Ausbrechen des Wagens weitgehend verhindert.
• In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Frfindung dargestellt. In Fig. 1 bis 7 ist ein sechsrädriger Stadtomnibus, bei dem die mittlere und hintere Achse angetrieben und die vordere und mittlere Achse gelenkt ist, mit den wesentlichen Achs-und Antriebsausbildungen wiedergegeben. In Fig. 8 und 9 ist ein achträdriger Omnibus mit sechs angetriebenen und vier gelenkten Rädern und schliesslich in Fig. 10 und 11 ein sechsrädriger Rennwagen mit sechs Antriebs- und vier gelenkten Rädern, dessen Antriebskonzeption in Fig. 12 schematisch aufgezeichnet ist, dargestellt.
• Der in Fig. 1 und 2 in Seiten- und Draufsicht dargestellte Stadtomnibus besitzt die in Fig. 3 schematisch wiedergegebenen Radaufhängungen und -antriebe. Fig. 4 stellt den Querschnitt durch das hinterste, doppelt bereifte Antriebsradpaar, Fig. 5 die Draufsicht auf diese Achse, Fig. 6 den Querschnitt durch die mittleren Antriebsräder mit Antrieb und schliesslich Fig. 7 den Motor mit dem Schaltgetriebe, welches über eine Kardanwelle mit dem Antrieb des hintersten Radpaares verbunden ist, dar.
• In Fig. 1 und 2 ist der Wagenkasten mit 1 und die drei Achsen mit 2, 3 und 4 gekennzeichnet. Die zwei einzel zu- und abschaltbaren Motoren 5 sind quer im Heck des Wagenkastens untergebracht und treiben über das Getriebe 6 über die Antriebswelle 7 das hinterste doppelt bereifte Radpaar 21, 22 und 23, 24 an.
• Die mittleren gelenkten Antriebsräder sind mit 31 und 32 und die vordersten gelenkten, jedoch nicht angetriebenen Räder mit und 42 gekennzeichnet.
• In Fig. 3 sind die Achsantriebe und Radanordnungen einer Seite des Omnibusses veranschaulicht. Der Pfeil gibt die Fahrtrichtung des Fahrzeugs an. Ueber die Antriebswelle 7 wird das Zahnrad 8 im Achsantriebsgehäuse 9 der Achse 2 angetrieben. Von dort wird über den Freilauf 10 das Antriebsritzel 11 und über eine 1 / l-Uebersetzung über das Stirnrad 12 die Durchgangswelle 13 angetrieben. Die Durchgangswelle 13 steht über die Kardanwelle 14 mit dem Achsantrieb der mittleren Achse 3, die angetrieben und gelenkt wird, in kraftschlüssiger Verbindung. Im Achsantriebsgehäuse 15 dieser Achse erfolgt die Uebertragung des Drehmomentes auf das Antriebsritzel 16 über ein Stirnradpaar 17, 18 mit einer Uebersetzung <1. Die Radantriebe sind bei beiden Achsen gleich ausgebildet, sie bestehen aus den Tellerrädern 19, den Differentialen 20 und den mit Kardangelenken ausgerüsteten Seitenwellen 21 bzw. 22. Die Bremsen sind als Lamellenbremsen 23 ausgebildet, deren Bremsträger 231 an den Achsantrichsgehäusen 9 bzw. 15 befestigt sind. Bei der Vorderachse 4, die nicht angetrieben wird, ist die Bremse 24 im Rad 42 untergebracht.
• Der die Nabe tragende Achsschenkel 25 ist an Parallel-Lenkern 26 und 27 aufgehängt.
• Bei antreibendem Motor wird infolge der angegebenen Uebersetzungsverhältnisse zunächst nur die Mittenachse 3 angetrieben.
• Der Freilauf 10 ist ausser Eingriff, die Räder der Achse 2 laufen also frei. Frst wenn ein Antriebsmoment in die Achse 3 eingeleitet wird, welches einen durch die Uebersetzung der Räder 17, 18 gegebenen Dehnschlupf in den Reifen der Räder und 32 erzeugt, greift der Freilauf 10 ein und treibt die Räder der Achse 2 zusätzlich an.
• In Fig. 4 ist die doppelt bereifte Achse 2 vertikal und in Fig. 5 horizontal geschnitten wiedergegeben. Die die Räder tragenden Lenker sind mit 28 und 29, die Luftfeder mit 30 und der Ritzelantrieb der Räder mit 31, 32 gekennzeichnet. In Fig.
• 6 ist die angetriebene und gelenkte Mittenachse 3 in einem Vertikalschnitt dargestellt. Hierbei sind die Räder 31 und ebenfalls an Lenkern 33 und 34, abgestützt durch eine Luftfederung 35, am Wagenkasten 1 aufgehängt. Der Ritzelantrieb ist ebenso ausgebildet wie bei der Achse 2 und trägt die gleichen Bezugszeichen.
• In Fig. 7 ist das Heckteil des Omnibusses mit den Motoren 5 und dem, zwischen den Motoren angeordneten Kupplungsschaltgetriebe 36 im Schnitt dargestellt. Ueber die Kardanwelle 7 erfolgt der Antrieb der Achsen, von denen die Achse 2 in Seitenansicht mit dargestellt ist.
• In Fig. 8 und 9 ist ein Stadtomnibus mit vier Achsen wiedergegeben, dessen Antrieb aus den gleichen Elementen wie beim dreiachsigen Omnibus besteht, nur sind hierbei die Achsen 37, 38 und 39 angetrieben, wobei die Antriebsachsen 38, 39 zusammen mit der Vorderachse 40 gelenkt werden. In diesem Fall entspricht die Antriebsachse 37 der Achse 2 des Sechsrad-Omnibusses und die Achsen 38 und 39 der Mittenachse 3 des sechsrädrigen Omnibusses. Bei diesem Fahrzeug werden also die Achsen 38 und 39 mit gleicher Uebersetzung starr oder gegebenenfalls über ein Differential angetrieben, während die mit grösserer Uebersetzung und Freilauf angetriebene, doppelt bereifte Achse 37 erst bei höherer Belastung über den Freilauf zugeschaltet wird.
• In Fig. 10 und 11 ist ein sechsrädriger Formelrennwagen in Seiten- und Draufsicht wiedergegeben. Bei diesem Wagen sind sämtliche Räder 41 bis 46 angetrieben und die Räder 41 bis 44 gelenkt. Der Motor 47 ist zwischen der mittleren und hinteren Achse angenordnet und treibt über das Getriebe 48 den Achsantrieb 49 an. Vom Achsantrieb werden über längsliegende Kardanwellen 50 und 51 die beiden Räder 41 und 43 und über die Kardanwellen 52 und 53 die Räder 42 und 44 angetrieben.
• Der Antrieb des Fahrzeugs ist in Fig. 12 schematisch wiedergegeben. Vom Schaltgetriebe 48 aus wird das Antriebsritzel 54 des Achsantriebs 49 angetrieben. Ueber das mit dem Tellerrad 55 verbundene Differential 56 stehen die Kegelräder 57 und 58 in Verbindung, über welche über die Kegelräder 59 und 60 die Längskardanwellen 50 und 52 angetrieben werden. Die Räder 45, 46 der Hinterachse stehen mit dem Achsantrieb über die Freiläufe 61 und 62 über ihre Antriebswellen 63 und 64 in Verbindung.
• Am Achsantriebsgehäuse 49 sind die Lamellen-Scheibenbremsen 65 und 66 aufgehängt.
• Die -Uebersetzung der Kegelräder 57 zu 59 bzw. 58 zu 60 ist <1, so dass normalerweise nur die vier Räder 41 bis 44 angetrieben werden. Hierzu steht jedes Rad mit einem Seitenantrieb 67, 68 und 69, 70 mit je einem Kegelradpaar 71, 72; 73, 74 und 75, 769 77, 78 in Verbindung. An den Seitenantrieben 67 bis 70 sind die Lamellen-Scheibenbremsen 79 bis 82 angeflanscht. Die Seitenantriebe 67 und 68 sind an ihrem Eingang mit Ausgleichgetrieben ausgerüstet, durch welche das vom Achsantrieb 49 über die Kegelräder 57 / 59 und 58 / 60 über die längsliegenden Kardanwellen 50 und 52 weitergeleitete Antriebsmoment in einem bestimmten Verhältnis auf die Radpaare 41 und 42 sowie 43 und 44 des Fahrzeugs verteilt wird, wobei das grössere Moment in das Radpaar 43 und 44 geleitet wird. Hierzu wird das Antriebsmoment von den Kardanwellen 50 und 52 in die Stege 83 bzw 84 der Ausgleichgetriebe geleitet über die Kegelritzel 85 bzw. 86 auf die im Verhältnis der Momentenverteilung abgestuften Tellerräder 87 bzw. 88 und 89 und 90 übertragen. Die Tellerräder 87 und 88 stehen über die Durchgangswellen 91 und 92 über die Kardanwellen 51 und 53 mit den Antriebskegelrädern 76 und 78 der Seitenantriebe 69 und 70 der Fahrzeugräder 41 und 42 und die Tellerräder 89 und 90 mit den Antriebskegelrädern 72 und 74 der Seitenantriebe 67 und 69 der Fahrzeugräder 43 und 44 in Verbindung.
• Die Verteilung der Ausgleichsgetriebe ist so ausgelegt, dass unter Berücksichtigung der Uebersetzung der Kegelräder 57/59 bzw.
• 58/60 bei Antrieb aller sechs Räder das grösste Moment in die Fahrzeugräder 43 und 44, ein geringeres Moment in die Fahrzeugräder 41 und 42 und das kleinste Moment in die Fahrzeugräder 45 und 46 geleitet wird.
• Dadurch wird für eine Ausnutzung des Kraftschlusses zwischen den Reifen und der Fahrbahn dahingehend gesorgt, dass die für die Spurhaltung des Fahrzeugs massgeblichen Hinterräder stets den grössten Ueberschuss an seitlicher Führungskraft aufweisen.

Claims (4)

1. KIZA!'I'I\'AGFN P a t e n t a n s p r ü c h e 1) Kraftwagen mit sechs oder mehr Rädern, welcher mit zwei gelenkten Radpaaren und mindestens zwei Antriebsradpaaren ausgerüstet ist, d a d u r c h g c k e n n z e i c h n e t, dass das überwiegende Antriebsmoment des Motors auf das oder die mittleren Radpaare (31, 32; 381, 382, 381, 382; 43, 44) übertragen wird und das vorderste (41, 42) oder das hinterste Radpaar (2l bis 24; 371 bis 374; 45, 46) oder das vorderste und das hinterste Radpaar erst nach Erzielung eines durch eine kleinere Antriebsübersetzung gegebenen Dchnschlupfes des oder der mittleren Radpaare Antriebsmoment übertragen erhalten.
2. 2) Kraftwagen nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n-2 e i c h n e t, dass der Motor des Kraftwagens im Heck angeordnet ist und der Antrieb des hintersten Radpaares eine mit dem Motor kraftschlüssig verbundene Durchgangswelle (13) aufweist, welche mit dem höher übersetzten Antrieb des oder der mittleren Radpaare über eine Kardanwelle (14) in kraftschlüssiger Verbindung steht, während der hinterste, höher als der mittlere Achsantrieb übersetzte Achsantrieb über einen Freilauf (10) angetrieben wird.
3. 3) Kraftwagen nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, dass das hinterste Radpaar doppelt bereift ist.
4. 4) Kraftwagen nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, dass nur im Antrieb des hintersten Radpaares ein Differential (56) angeordnet ist.