DE2929497A1

DE2929497A1 - Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE2929497A1
Application number: DE19792929497
Authority: DE
Inventors: Dennis W Shea
Original assignee: Dana Inc
Current assignee: Dana Inc
Priority date: 1979-07-16
Filing date: 1979-07-20
Publication date: 1981-02-05
Also published as: FR2461610A1

Description

"Kraftfahrzeug"
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem die Laufräder einer Laufradachse Brennkraftmotor, der zugleich die Fahrzeugbatterie auflädt und mit einer wahlweise antreibbaren zweiten Laufradachse.
Es ist bekannt, daß übliche Fahrzeuge, wie Personenfahrzeuge bei tiefem Boden, im Schnee oder auf Eis zum Stillstand kommen oder nicht anfahren können, wenn die antreibenden Laufräder, insb. bei angetriebenen Hinterradachsen, ihre Bodenhaftung verlieren. Mit zunehmender Popularität von Kompaktwagen werden solche Anzugsprobleme unter erschwerten Bedingungen noch gravierender. Kompaktfahrzeuge oder dgl. Fahrzeuge sind speziell so ausgebildet, daß sie nur ein geringes Gewicht haben. Damit sind Anzugsprobleme besonders häufig. Auch haben solche Fahrzeuge häufig nur schmale Reifen und Laufräder, und damit einen relativ hohen Rollwiderstand. Die zunehmende Verwendung von Kunststoffen und anderen Materialien mit geringem Gewicht in diesen und anderen Fahrzeugen tragen weiterhin dazu bei, daß Anzugsprobleme häufiger in Erscheinung treten.
übliche Personenfahrzeuge weisen einen Zweiradantrieb, also eine angetriebene Laufradachse auf. Diese sind besonders empfindlich gegen schlechte Straßenbedingungen. Es sind deshalb schon lange dauer wirksame Vierradantriebe für Fahrzeuge, insb. für Flillitärfahrzeuge oder Freizeitfahrzeuge bekannt, die besonders geeignet sind für die Fahrt unter schlechten Straßen- oder Untergrundbedingungen. Solche ständig wirksamen Vierradantriebe haben angetriebene Vorder- und Hinterradachsen, die beide arbeitsrnäßig und antriebsmäßig mit einem einzigen Antriebsmotor, z.B. einem Benzinmotor verbunden sind. Es ist auch bekannt, Fahrzeuge mit nur zeitweilig zur Wirkung bringbaren Vierradantrieben zu versehen. Bei diesen Fahrzeugen können Gesperre oder Kupplungen manuell oder automatisch selektiv zur Wirkung gebracht werden, um das Fahrzeug von einem Zweiradantrieb auf einen Vierradantrieb umzustellen. Obwohl solche dauernd oder zeitweilig zur Wirkung stehenden Vierradantriebe sich insb. in speziellen Situationen als ehr nützlich erwiesen haben, sind die großen Antriebseinrichtungen in diesen Fahrzeugen der Größe und dem Gewicht nach für die heute üblichen kompakten und leichten Fahrzeuge ungeeignet.
Es ist Aufgabe der Erfindung hier Abhilfe zu schaffen und die aufgezeigten Probleme zu überwinden und ein Kraftfahrzeug der Eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß dieses mit einem !Iilfsantrieb von geringem Gewicht und bequemer Handhabung ausgerüstet werden kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zum Antrieb der zweiten Laufradachse ein gesonderter Hilfsmotor vorgesehen ist, der mit den Laufrädern dieser Achse selektiv kuppelbar ist. Im Gegensatz zu den bekannten selektiv einschaltbaren Hilfsantrieben wird hier der Hilfsantrieb nicht von dem normalen Brennkraftmotor des Fahrzeuges aus, sondern von einem gesonderten Hilfsmotor abgeleitet, der in Form eines Elektromotors von der Fahrzeugbatterie aus gespeist werden kann. Der Hilfsantrieb ist zweckmäßigerweise der vom Brennkraftmotor nicht angetriebenen Laufradachse zugeordnet. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, den lSauptantrieb der Vorderradachse zuzuordnen und die Hinterradachse durch den Hilfsantrieb selektiv antreiben zu lassen.
Bevorzugt wird ein beiden Drehrichtungen antreibbarer Elektromotor verwendet. sodaß der Hilfsantrieb in beiden Fahrtrichtungen des vorzugsweise als Leichtfahrzeug ausgebildeten Kraftwagens eingesetzt werden kann.
Der Hilfsantrieb kann durch den Fahrer mittels Hand und selektiv eingesetzt werden. Dies gilt insb. für die Einschaltung des Hilfsantriebes, während wenigstens für das Ausschalten des Hilfsantriebes eine automatische Steuerung vorgesehen ist, um sicherzustellen, daß der Hilfsantrieb außer Wirkung gelangt, sobald der Hauptantrieb ausreichend Zugkraft über die angetriebenen Laufräder auf den Boden absetzen kann, daß eine Unterstützung des liauptantriebes durch den Hilfsantrieb nicht mehr erforderlich ist. Die Anordnung ist dabei zweckmäßigerweise so getroffen, daß die Radachse, der der Ijilfsantrieb zugeordnet ist, bei ausgestaltetem Hilfsantrieb wie eine nicht angetriebene normale Fahrzeugachse wirksam ist.
Die Anordnung ist zweckäigerweise so getroffen, daß die Verbindung zwischen dem Hilfsantrieb und den von diesem angetriebenen Laufrädern bei Abschalten des Hilfsantriebes automatisch unterbrochen wird. Weiterhin ist die Anordnung zweckmäßigerweise so getroffen, daß unabhängig von der Fahrtrichtung der liilfsantrieb automatisch außer Wirkung gelangt, sobald die allein von dem Hilfsantrieb angetriebenen Laufräder eine vorbestimmte Drehzahl erreichen.
Zweckmäßigerweise wirkt der Hilfsantrieb synchron auf beide Laufräder der von dem ililfsantrieb angetriebenen Radachse, scdaß diese Achse wie eine übliche angetriebene und mit Dfferential ausgerüstete Fahrzeugachse wirksam ist, der ein eingerücktes Differentialgesperre zugeordnet ist.
Es hat sich weiterhin als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn eine Steuerung für den Hilfsmotor vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von der durch den Fahrer erfolgenden Betätigung der Drosselvorrichtung des Brennkraftmotors und/oder in Abhängigkeit von der Betätigung der Zündeinrichtung oder dem Starter der Brennkraftmschine und/oder in Abhängigkeit von der Betätigung der Fahrzeugbremse arbeitet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert: Es zeigen: Fig. 1 in perspektivischer Darstellung ein Kraftfahrzeug mit einem Hilfsantrieb gemäß der Erfindung, wobei Teile des Fahrzeugs weggebrochen dargestellt sind, um Einblick in die verdeckt liegenden Einzelheiten der neuen Vorrichtung zu zeigen.
Fig. 2 eine Rückansicht der rückwärtigen Radachse und einer Hilfsachsenanordnung des Fahrzeugs nach Fig. 1.
Fig. 3 einen Querschnitt durch das rechte Rad der Achse nach Figur 2 und Fig. 4 ein schematisches Schaltdiagramm für den elektrischen Steuerkreis des Hilfsantriebes.
In Figur 1 ist ein Leichtfahrzeug 10 mit einem Rahmen 12 gezeigt, auf dem der Fahrzeugkörper 14 montiert ist. Das Fahrzeug 10 weist einen vorne montierten Hauptantrieb 20 in Form eines Benzinmotors auf. Die zum Starten des Motors 20 erforderliche Kraft wird durch eine übliche Autobatterie 18 von beispielsweise 12 Volt geliefert. Der größte Teil des elektrischen Systems zum Starten des Motors 20, z.B. der eigentliche Starter und die zugehörige Verdrahtung, sina in Fig. 1 nicht gezeigt, da diese allgemein bekannt sind. Ein elektrischer Generator 19 wird durch den Motor 20 angetrieben und dient wie üblich zur Wiederaufladung der Batterie 18 über eine Spannungsregeleinrichtung 21, sowie zur Lieferung des elektrischen Stromes zu den verschiedenen elektrischen Zubehörteilen in dem Fahrzeug, z.B. zu dem Radie, der Heizeinrichtung, den Beleuchtungskörpern und dgl., wenn sich das Fahrzeug in Betrieb befindet.
Bei dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein manuell schaltbares Getriebe vorgesehen, welches an die Ausgangswelle des Motors angeschlossen ist. Es wird jedoch bemerkt, daß die Erfindung auch bei einem Fahrzeug mit automatischem Schaltgetriebe angewendet werden kann. Die Ausgangswelle 23 des Schaltgetriebes erstreckt sich vom Boden des Getriebes 22 nach unten zu einem rechtwinkeligen Differential 24.
Die rechten und linken vorderen Halbachsen 25 und 26 werden von der Ausgangswelle 23 des Getriebes über den Winkeltrieb 24 angetrieben. Auf den Halbachsen sitzen die beiden vorderen angetriebenen Laufräder 27. Das Getriebe 22 gestattet sowohl die Vorwärtsfahrt als auch eine Rückwärtsfahrt, wie dies üblich ist.
Die Einrichtung zum Lenken der Vorderräder 27 ist in Fig. 1 ebenfalls nicht dargestellt, da diese auch bekannt ist.
Wie deutlicher aus Fig. 2 hervorgeht weist das Fahrzeug 10 eine selektiv zur Wirkung bringbare Antriebseinrichtung 34 für die hintere Laufradachse auf. Diese Einrichtung ist innerhalb des rückwärtigen Achsgehäuses 36 angeordnet, das sich zwischen dem rechten und dem linken rückwärtigen Laufrad 37 und 37' erstreckt.
Das rückwärtige Achsgehäuse 36 ist nahe der Mitte des Fahrzeugs nach oben gebogen, um für die notwendige zusätzliche Bodenfreiheit zu sorgen. Es ist jedoch ersichtlich, daß auch ein gerades Achsgehäuse verwendet werden kann. Auf der rechten Seite der Anordnung 34 sind Achswellenabschnitte 35, 48 und 50 (siehe auch Fig. 3) vorgesehen, die über Universalverbindungen 46, 47 in Reihe miteinander verbunden sind. Auf der linken Seite der Anordnung 34 liegen entsprechende Achsteile, von denen nur der Achsteil 35' gezeigt ist, in Reihe miteinander und wirken in der gleichen Weise wie die Teile auf der rechten Seite der Anordnung. Es genügt daher nur die eine Seite des Hilfsantriebes zu beschreiben.
Ein Hilfsantrieb in Form eines Elektromotors 40 ist an dem rückwärtigen Abschnitt des Rahmens 12 oberhalb der rückwärtigen Achsanordnung 34 mit Hilfe von Haltern 39 starr befestigt. Der Rahmen 12 ist mit dem rückwärtigen Achsgehäuse 36 über rückwärtige Federn 33 und 33' verbunden, welche den Rahmen und den zweiten Antrieb 40 gegenüber Stößen bei schlechten Straßenbedingungen schützen.
Eine teleskopartige Gleitwelle 42 nach Fig. 1 erstreckt sich von dem Elektromotor 40 in eine rechtwinkelige Winkelantriebseinheit 44. Die Welle 42 ist geeignet, jede Anstandsänderung zwischen dem Motor 40 und dem Achsgehäuse 36 aufzunehmen, wie diese bei schlechten Straßenbedingungen auftreten können. Die Welle 42 sollte so ausgebildet sein, daß sie über eine Länge teleskopartig auseinanderziehbar ist, die ausreicht, jede mögliche relative Bewegung des Achsgehäuses gegenüber dem Rahmen aufzunehmen. Die Antriebseinheit 44 umfaßt ein Gehäuse 45, das einstückig mit dem Achsgehäuse 36 verbunden sein kann. Die Antriebseinheit umfaßt ic--r-r ein Schneckenrad 4, das starr mit den beiden Wellenabschnitten 35 und 35t verbunden ist. @as Schneckenrad 41 kann damit sowohl das linke als auch das @@chre zack rückwärtige Rad 37 und 37' zwangsweise und synchron an.u-ien.
Eine Schnecke 43 steht in Antriebseingriff mit dem Schnecke rad 41. Die Schnecke 43 ist mit der Teleskopwelle 42 verbunden, die sich von dem Motor 40 aus erstreckt und die Schnecke antreibt.
Es wird bemerkt, daß andere Antriebssysteme leicht zum Ersatz der Einheit 44 verwendet werden können. Beispielsweise können andere Zahnräder, z.B. spiralverazahnte oder schraubenverzahnte Zahnräder oder Planetengetriebe verwendet werden, ebenso wie Riemen- oder Kettenantriebssysteme. Diese können einzeln oder in beliebiger Kombination eingesetzt werden. Die Schnecke und das Schneckenrad werden jedoch aufgrund des hohen Drehmomentes im Zusammenhang mit der Erfindung bevorzugt.
Wenn der elektrische Motor 40 unwirksam oder ausgeschaltet ist, bleibt die gesamte Achsanordnung einschl. der Wellenabschnitte 35, 35', 48 und 50 stationär. Die Achsanordnung 34 ist dann eine tote Achse, also eine nicht angetriebene Achse. Die zugehörigen rückwärtigen Räder müssen daher so ausgebildet sein, daß sie frei umlaufen können, wenn sich die rückwärtige Achse in dem stationären oder toten Zustand befindet.
Aus Fig. 3 geht hervor, daß der auf der rechten Seite vorgesehene Wellenabschnitt 50 nahe seinem äußeren Endbereich ein rechtsgängiges Gewinde 52 aufweist. Die zur Unterstützung des Laufrades dienende Einheit 53 umfaßt einen stationären Teil 54, der starr in dem Achsgehäuse 36 befestigt ist. Er enthält Lagersätze 49, um die Welle 50 in dem Lagergehäuse 36 gleichachsig drehbar zu lagern.
ein aus Stabil hergestelltes und mit Gewinae versehenes Kupplungseingangsglied 55 ist auf dem mit Gewinde versehenen äußeren Bereich des Wellenabschnittes 50 aufgeschraubt. Das Kupplungsglied 55 weist zwei kegelstumpfförmige Flächen 59 und 60 auf, die voneinander weg verjüngt ausgebildet sind. Der stationäre Teil 54 weist einen ringförmigen und axial verlaufenden Vorsprung 51 auf,i der sich in Richtung auf das Laufrad 37 zu erstreckt. Eine ringförmige Sperrfeder 56 ist an dem Vorsprung 51 starr befestigt und greift gleitend an einem ringförmigen und sich axial vom Laufrad 37 weg nach innen vorspringenden Ansatz 57 des Kupplungsgliedes 55 an.
Ein zweiteiliges Kupplungsausgangsglied ist starr an der das Laufrad 37 unterstützenden Einrichtung z.B. durch Schrauben oder dgl. befestigt. Die Ausgangskupplungsglieder 58 und 68 werden durch einen Sprengring 78 oder dgl. starr zusammengehalten. Die Glieder 58 und 68 bilden zusammen eine Ausnehmung 61, die das Kupplungseillgarlgsglied 55 aufnimmt. Die Ausnehmung 61 ist teilweise durch zwei kegelstumpfförmige Kupplungsflächen bestimmt.
Die Fläche 69 auf dem Kupplungselement 68 und die Fläche 70 auf dem Kupplungselement 58 sind so aisgebildet, daß sie mit den Flächen 59 und 60 des Kupplungseingangsgliedes jeweils in Reibungseingriff gelangen können. Das Kupplungsausgangsglied ist deshalb aus zwei Teilen 58 und 68 hergestellt, um das Kupplungseingangsglied 55 in die Ausnehmung 61 einsetzen zu können. Das Kupplungsausgangsglied 58 weist eine Lageranordnung 71 zur radialen Lagerung des Wellenteils 50 auf. Das Gehäuseglied 36 nimmt ein Lager 79 zur gleichachsigen Lagerung des Kupplungsausgangsgliedes 58 auf.
Wenn der Wellenteil 50 in der Vorwärtsfahrtrichtung angetrieben wird, wie dies durch Pfeil 61 in ig. 3 gezeigt ist, wird das Kupplungseingangsglied 55 durch die Sperrfeder 56 gegen Drehen gesichert. Das Kupplungselement 55 schraubt sich daher in Richtung nach außen, also in fig. 3 nach rechts auf dem Wellenteil 50 entlang in Richtung auf das Laufrad 37. Dieser Vorgang setzt sich fort, bis die Fläche 60 des Eingangskupplungsgliedes mit Reibung an der Fläche 70 des Kupplungsausgangsgliedes angreift.
In diesem Augenblick wird das Eingangskupplungsglied 55 zwischen dem Wellenteil 50 und dem Ausgangskupplungsglied 58 verriegelt.
Die so verriegelte Antriebsverbindung zwischen diesen Teilen besteht solange, wie das Ausgangskupplungsglied 58 das Laufrad 37 antreibt. In diesem Zustand wird die Kraft der Verriegelungsfeder durch die Antriebskräfte überwunden und das Eingangskupplungsglied rotiert zusammen mit der Welle 50 und dem Laufrad 37 im wesentlichen als Einheit.
Wenn die Antriebskraft auf den Wellenteil 50 aufhört, beispielsweise bei Abschalten des Hilfsmotors 40 oder dadurch, daß das Laufrad 37 schneller rotiert als der Wellenteil 50, ist das Laufrad 37 frei, um den Wellenteil 50 wie bei einer Freilaufkupplung zu überlaufen. Wenn das Laufrad 37 die Welle 50 überläuft, dreht das Ausgangskupplungsglied 58 das Kupplungseingangsglied 55 in richtung des Pfeiles 61 relativ gegenüber dem Wellenteil 50 und zwar aufgrund des Reibungseingriffes der Kupplungselemente 55 und 58. Das bedeutet, daß das Kupplungsausgangsglied 58 das Kupplungseingangsglied 55 in axialer Richtung tom Laufrad 37 weg nach innen auf dem Gewindeteil 50 entlangbewegt, wodurch die Kupplungsflächen 60 und 70 außer Eingriff gelangen.
Wenn die Welle 50 ihre Drehung fortsetzt, hält die Sperrfeder 56 das Eingangskupplungsglied 55 gegen Drehen fest. Es kehrt damit seine Richtung um und bewegt sich in axialer Richtung wieder nach außen in richtung auf das Laufrad 37, um erneut in Eingriff mit dem Ausgangskupplungsglied 58 zu gelangen.
Wenn die Drehgeschwindigkeit des Wellenteils 50 kleiner ist als die des Kupplungsausgangsteils 58 wird das Eingangsglied 55 jeweils außer Eingriff gebracht, wenn die Feder 56 und die Welle 50 versuchen, die Flächen 60 und 70 wieder in Kontakt zu bringen.
Wenn das Laufrad 37 seine Geschwindigkeit bis unter den Wert verlangsamt, die unter der Drehzahl des Wellenteils 50 liegt, gelangen jedoch die Kupplungsflächen 60 und 70 wieder wirksam in Eingriff, und treiben wie zuvor beschrieben das Laufrad an.
Wenn aus irgend einem Grunde der Hilfsmotor zum Stillstand kommt, wird auch die Welle 50 zum Stillstand kommen und das Laufrad 37 den Wellenteil 50 wie beschrieben überlaufen. Wenn das Laufrad 37 seine Drehbewegung fortsetzt, hält es das Kupplungseingangsglied 55 außer Eingriff mit dem Kupplungsausgangsglied 58. Da die Welle 50 dann stillsteht, hält die Sperrfeder=6 das Kupplungsglied 55 zwischen den Flächen 69 und 70 des Kupplungsausgangsgliedes 58, sodaß ein Zurückstoßen, wie dies während des Betriebs des Motors 40 in der beschriebenen Weise auftreten kann, zwischen den Teilen 55 und 58 der Kupplung nicht mehr stattfindet.
Eine Rückwärtsdrehung des Wellenteils 50 veranlaßt einen Eingriff der Kupplungsflächen 59 und 69, sodaß das Laufrad 37 durch den Hilfsantrieb in der Rückwärtsfahrtrichtung angetrieben wird. Ein Uberlaufen ist auch in der Rückwärtsfahrtrichtung möglich, und zwar ähnlich wie zuvor bei der Vorwärtsfahrt beschrieben.
Es sollte bemerkt werden, daß die Radeinheiten 37 und 37' wirksam sind unabhängig davon, ob die Wellenabschnitte 50 rechtsgängige oder linksgängige Gewinde aufweisen, da durch die Steigungsrichtung der Gewinde lediglich die Kupplungsflächen der Rückwärts fahrt bzw. der Vorwärts fahrt in bestimmter Weise zugeordnet werden. Es sollte weiterhin bemerkt werden, daß die Radanordnungen 53 und 53' im wesentlichen identisch sind und die Laufräder 37 und 37' gleichzeitig und synchron angetrieben werden. Aufgrund der Überlaufmöglichkeit jeder Radanordnung 53 und 53' ist ein Differentialgetriebe nicht notwendig, da das langsamere Laufrad stets angetrieben wird, während das schnellere Laufrad sich im Freilaufzustand befindet. Der bevorzugte Schaltkreis für den Hilfsmotor ist mit Einrichtungen augerüstet, welche das Kupplungseingangsglied 55 von den Kupplungsausgangsgliedern 58 oder 68 außer Eingriff bringt, wenn der Hilfsmotor 40 abgeschaltet wird. Das außer Eingriff bringen der Kupplungsglieder wird durch momentanes Rotieren der Welle in der entgegengesetzten richtung im Vergleich zu der, in der die Welle zuvor angetrieben worden ist. Diese kurze Rotation für beispielsweise eine viertel Umdrehung in der entgegengesetzten Richtung stellt sicher, daß das Kupplungseingangsglied 55 selbsttätig aus dem Sperr-Reibungseingriff mit dem Kupplungsausgangsglied gelangt. Ein solcher Sperreingriff könnte dazu führen, daß das gesamte System vom Laufrad aus angetrieben werden könnte, was zu Schäden in dem System führen könnte. Der gegenwErtig bevorzugte elektrische Kreis zum Erreichen dieses Ausrückens wird nachfolgend beschrieben.
Dazu wird auf Fig. 1 bezug genommen. Daraus ist ersichtlich, daß der elektrische Hilfsmotor 40 elektrisch direkt mit der Batterie 18 verbunden ist. Es ist daher möglich, den Hilfsmotor 40 durch die Batterie 18 für begrenzte Zeit direkt zu betreiben, auch wenn die Brennkraftmaschine 20 abgeschaltet ist. Ein zum An- und Abschalten des Hilfsmotors 40 dienender Schalter 66 unterbricht die elektrische Verbindungsleitung 62. Der Schalter ist bequemerweise in Reichweite des Fahrers angeordnet. Für die meisten möglichen Situationen reicht es aus, wenn die Batterie 18 das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von etwa 5 Meilen pro Stunde über eine Strecke von 200 bis 300 Meter antreibt, bevor eine Wiederaufladung der Batterie erforderlich ist. Wenn jedoch der Motor 20 läuft. lädt der Generator 19 über den Spannungsregelkreis 21 die Batterie 18 laufend wieder auf. Das bedeutet, daß der Elektromotor 40 auf diese Weise wenigstens indirekt angetrieben wird.
Der Elektromotor 40 könnte elektrisch auch direkt mit der Spannungsregeleinrichtung 21 und dem Generator 19 über die gestrichelt gezeichneten Drähte 64 verbunden sein. In diesem Fall kann jedoch der Hilfsmotor 40 nur dann betrieben werden, wenn auch die Brennkraftmaschine 20 läuft.
Bevorzugt wird eine Anordnung, bei der der Hilfsmotor 40 durch eine Fahrzeugbatterie, z.B. die übliche 12 Volt Gleichstrombatterie angetrieben werden kann. Zu diesem Zweck kann mit Vorteil ein umkehrbarer Spalt-Reihenmotor verwendet werden. Dieser kann entweder in Vorwärts- oder flückwärtsfahrtrichtung betrieben werden. Der Motor 40 wird durch einen logischen Relaiskreis gesteuert. Dieser umfaßt mehrere Relais, Schalter, Dioden, Kondensatoren sowie die Zustände des Systems wiedergebende Lampen auf.
Ein bevorzugter elektrischer Kreis zur Betätigung des Hilfsmotorsystems nach der vorliegenden Erfindung und zwar in der bevorzugten Ausführungsform, ist in Fig. 4 veranschaulicht.
In Fig. 4 sind alle Relais in Form von Spulen dargestellt und mit dem Buchstaben "R" (z.B. R-1, R-2 und dgl.) bezeichnet.
Jedes Relais ist so ausgebildet, daß es auf eine Reihe von korrespondierenden Relaiskontaktpunkten einwirken kann, die mit "CR" (z.B. CR-1, CR-2 und dgl.) einwirken kann.
Der Strom für den eketrischen Motor 40 wird von dem positiven Pol einer 12-Volt Batterie geliefert. Um den Hilfsmotor 40 einzuschalten, wird ein Anschalter momentan niedergedrückt, um den Kreis zu schließen. Dadurch wird das den Einschaltzustand des Systems wiedergebende Licht eingeschaltet. Der Strom von der Batterie fließt durch das Relais R-1, welches den normalerweise offenen Kontakt CR-1 schließt und daher den Strom von der Batterie zu den Relais R-2 und R-3 fließen läßt. Dabei wird der normalerweise offene Kontakt CR-2 geschlossen und umgeht dabei den Einschalter nachdem dieser wieder in seine normale Offenstellung zurückspringt. Das Hilfssystem kann damit weiterhin in Betrieb bleiben, ohne daß der Einschalter während des gesamten Betriebes betätigt oder geschlossen bleiben muß. Der Strom durch das Relais R-3 schließt gleichzeitig den normalerweise offenen Kontakt CR-3 und öffnet den normalerweise geschlossen Kontakt CR-3', der den zugehörigen Kondensator auflädt. Die Arbeitsweise dieses Kreisabschnittes wird weiter unten beschrieben.
Bevor der Strom den Motor 40 erreicht, muß er einen Ausschalter 104 und einen auf eine Motorübergeschwindigkeit ansprechenden Schalter 105 passieren, welche beide normalerweise geschlossen sind, um zu dem normalerweise offenen Kontakt CR-9 zu gelangen.
Dieser Kontakt wird durch das Relais R-9 geschlossen, wenn dieses durch den von der Batterie durch den Übertemperaturschalter 117 fließenden Strom betätigt wird. Der letztere Schalter ist normalerweise geschlossen, sofern nicht der Hilfsmotor 40 überhitzt ist. Der Strom muß außerdem durch den normalerweise geschlossenen Kontakt CR-5, der durch das Relais R-5 geöffnet werden kann, wenn das Bremspedal betätigt wird oder wenn der Kupplungsschalter 111 geschlossen wird,fließen.
Bei einem Fahrzeug mit automatischen Schaltgetriebe fällt der Kupplungsschalter 111 fort.
Der Strom gelangt auf seinem Weg zum Hilfsmotor 40 weiterhin durch einen Drosselschalter 106, der bei leichtem Niederdrücken des Drosselpedals geschlossen wird. Von da gelangt der Strom zu dem normalerweise offenen Kontakt CR-10, der durch das Relais R-10 geschlossen werden kann, wenn der Zündschalter 100 durch den Fahrer geschlossen wird, um die Fahrzeugzündung einzuschalten.
Wenn all die zuvor erwähnten Schalter und Kontakte geschlossen sind, kann der Strom den normalerweise geschlossenen Kontakt CR-6 und den normalerweise offenen Kontakt CR-6' erreichen.
Wenn der elektrische Motor 40 in Vorwärtsfahrt betätigt wird, bleibt der Kontakt CR-6 geschlossen, sodaß der Strom durch die Dioden D-1 und D-2 fließen kann. Über die Diode D-1 wird der für die Rückwärtsfahrt bestimmte Kondensator 107 aufgeladen.
Der durch die andere Diode D-2 fließende Strom betätigt das Relais R-8 und schließt den Kontakt CR-8. Dadurch wird das Relais MR-F eingeschaltet, welches den Kontakt CMR-F schließt.
Damit wird der Strompfad zwischen der Batterie und dem Anschluß 116 für die Vorwärtsfahrt für den Motor 40 geschlossen.
Um den Elektromotor 40 in der Rückwärtsfahrt zu betreiben, wird das manuell schaltbare Getriebe 22 in den Rückwärtsgang gelegt. Das Einlegen des Rückwärtsganges schließt den Schalter 112. Dadurch wird das Relais R-6 eingeschaltet, welches den Kontakt CR-6 öffnet und den Kontakt CR-6' schließt. Damit kann der Strom nicht mehr durch die Dioden D-1 und D-2 fließen. Er fließt vielmehr durch das weitere Diodenpaar D-3 und D-4. Der durch die Diode D-3 fließende Strom lädt den zugehörigen Korden sator 1o8 auf. Der durch die Diode D-4 fließende Strom betätigt das Relais R-7, welches den normalerweise offenen Kontakt Cr-7 schließt. Damit zieht das Relais MR-R an und schließt den Kontakt CMR-R. Damit wird der Strompfad zwischen dem RUckwärtsfahrtanschluß 115 des Motors 40 und der Batterie geschlossen und der Motor in der Rückwärtsfahrtrichtung angetrieben.
Es sind mehrere Sicherheitseinrichtungen in den gezeigten Kreis nach Fig. 4 eingebaut. So muß beispielsweise der Zündschalter 100 betätigt werden, bevor das System eingeschaltet werden kann. Außerdem muß die Bedienungsperson das Gaspedal leicht niederdrücken, um den Schalter 1o6 zu schließen. Auch muß teilweise die Kupplung betätigt werden, um den Kupplungsschalter 111 zu öffnen. Wenn irgend einer dieser Schalter seine Stellung während des Betriebes des Motors 40 ändert, wird die Stromspeisung sofort unterbrochen. Das bedeutet also, daß der Fahrer sich in seinem Fahrersitz befinden und Vorbereitungen für die Fahrt des Fahrzeuges getroffen haben muß, bevor das System zur Wirkung gebracht werden kann. Ein unbeabsichtigtes Einschalten des Hilfssystems schafft daher keine Probleme, auch dann nicht, wenn sich das Fahrzeug in engen Raumverhältnissen, z.B. wie in einer Garage oder an einer Stelle mit viel Verkehr befindet. Es sind noch weitere Sicherheitsfaktoren vorgesehen. So kann beispielsweise der auf der Zentrifugalwirkung arbeitende Übergeschwindigkeitsschalter 105 das System abbremsen, indem der Strom zum Motor40 unterbrochen wird, wenn der Motor eine vorbestimmte Drehzahl erreicht. Die Erwärmung des Motors über eine vorbestimmte Temperatur öffnet den entsprechenden Schalter 117, sodaß Relais R-9 abfällt und der Kontakt CR-9' schließt und die entsprechende Lampe 118 einschaltet. Das öffnen des Kontaktes CR-9 unterbricht den Stromfluß zum Motor 40.
Wie zuvor erwähnt wird bei Betätigung des Motors 40 in der Vorwärtsrichtung oder Rückwärtsfahrtrichtung entweder der Kondensator 107 oder der Kondensator 108 aufgeladen. Der Strom durch Relais R-3 wird unterbrochen wenn der Stromkreis für den Motor 40 unterbrochen wird, z.B. durch einen der Schalter lo5, 117 oder 104. Der Kontakt CR-3 kehrt somit in die normale offene Stellung zurück während der Kontakt CR-3' seine normalerweise geschlossene Stellung einnimmt. Der aufgeladene Kondensator 109 entlädt sich über das Relais R-4, das die normalerweise offenen Kontakte CR-4 momentan schließt. Der Kondensator 1o7 bzw. der Kondensator 1o8 können somit jeweils durch die Relais R-7 oder R-8 entladen werden. Die impulsartigen Ströme durch diese Relais schließen momentan die Kontakte CR-7 bzw. CR-8. Damit kann ein Stromimpuls momentan den Elektromotor 40 in der Rückwärts- oder Vorwärtsfahrtrichtung, also in der zu der bisherigen Drehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung verdreht werden, sodaß wie zuvor beschrieben die Kupplungsflächen der Anordnung 53 außer Eingriff gelangen und außer Eingriff bleiben.
Unter üblichen Antriebsbedingungen kann das Hilfssystem dann verwendet werden, wenn bei dem Fahrzeug 10 der antrieb über die Vorderräder z.B. bei Eis unterbrochen wird. Um das System zu aktivieren läßt der Fahrer den Zündschalter an, berührt leicht das Gaspedal und beginnt die Kupplung loszulassen. Er drückt dann den Einschalter lol nieder, was durch das Licht 103 angezeigt wird. Dadurch wird der Kreis für den Hilfsantrieb 40 geschlossen. Die Drehung des Motors 40 beginnt dann in der ausgewählten Richtung, wobei der Motor 40 die rückwärtige Achse in der zuvor beschriebenen Weise antreibt.
Wenn auf diese Weise das Fahrzeug von der schlechten Wegstelle weggebracht worden ist, kann der Hilfsmotor 40 durch betätigen des Ausschalters 104 ausgeschaltet werden. Wenn der Fahrer vergißt, das System mittels Hand abzuschalten unterbricht der über geschwindigkeitsschalter 105 den Kreis automatisch, wenn der Motor eine vorbestimmte Drehzahl erreicht. In gleicher Weise unterbricht der Bremsschalter lio das System bei leichter Betätigung des Bremspedals.
Es wird weiterhin bemerkt, daß das Hilfssystem modifiziert werden kann. So kann der Hilfsmotor 40 automatisch bei Auftreten eines Schlußfes der Hauptantriebsräder eingeschaltet werden. Ein solches automatisches System erfordert eine Einrichtung zur Bestimmung des Augenblickes, wenn die vorieren oder angetriebenen Laufräder durchdrehen. Ein solches Hilfsmittel ist eine die Drehzahl des Laufrades fühlende Einrichtung, z.B. der magnetische Drehzahlfühler 70, der in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist. Dieser spricht auf in gleichen Umfangsabständen angeordnete Zähne, Rippen oder andere Oberflächenabweichungen 71 auf dem Laufrad 27 oder eines mit diesem verbundenen Ringes an. Das Ausgangssignal des Fühlers gelangt durch einen logischen Abschnitt 72 des Systems, indem die Laufradgeschwindigkeitsänderungen mit einem vorbestimmten programmierten zulässigen Geschwindigkeitsänderungsbereich verlgeicht. Wenn der zulässige Bereich überschritten wird, betätigt der logische Kreis 72 einen Schalter 73, der über die Leitungen 62 den Stromkreis zwischen Batterie 18 und Motor 40 schließt. Der logische Kreis 72 kann auch so ausgebildet werden, daß er den Schalter 73 öffnet, wenn der Schlupfzustand aufhört. Derartige Drehzahlfühlgeräte werden beispielsweise Antischleuder-Bremssystemen von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Derartige weitergebildete Bremssysteme können leicht so ausgebildet werden, daß sie automatisch auch das Hilfsantriebssystem nach der vorliegenden Erfindung steuern.
Es können auch andere Hilfsmotoren verwendet werden, zum Beispiel aus hydraulischen Pumpen und Motoren bestehende Antriebseinheiten. Derartige sind allgemein bekannt und in schaltbaren Fahrzeuggetrieben eingesetzt worden. Hydraulische Hilfsantriebe erhalten ihre Antriebskraft in der Regel vom Brennkraftmotor.
sie können daher nur dann eingesetzt werden, wenn die von einem solchen Motor gelieferte Antriebskraft auch für den Antrieb des Hilfsantriebs mit ausreicht. Hydraulische Pumpen/Motor-Antriebseinheiten können leicht von der Vorwärts fahrt auf die Rückwärtsfahrt durch Umschalten eines hydraulischen Ventils umgeschaltet werden.

Claims

A n s p r ü c h e 1. Kraftfahrzeug mit einem die Laufräder einer Laufradachse a;treiberlden Brennkraftmotor, der zugleich die Fahrzeugbatterie auflädt, und mit einer wahlweise antreibbare zweiten Laufradachse, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß zum Antrieb der zweiten Laufradachse (34) ein aus der fahrzeugbatterie (18) speisbarer Elektromotor (40) vorgesehen ist, der mit den Laufrädern (37,37') dieser Achse wahlweise über die zweite Laufradachse kuppelbar ist.
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß eine die Verbindung zwischen Elektromotor (4C) und Laufrädern bei Abschalten des Elektromotors (40) automatisch lösende Ausrück-Vorrichtung (53) vorgesehen ist.
3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß ein in beiden Drehrichtungen zur wirkung bringbarer Elektromotor (40) für den Antrieb der zweiten Laufradachse vorgesehen ist.
4. Kraftfahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, bei dem ein dem Brennkraftmotor nachgeschaltetes Schaltgetriebe einen Rückwärtsgang und eine auf die Einlegung des Rückwärtsganges ansprechende elektrische Einrichtung aufweist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Elektromotor (40) in Abhängigkeit vom Ansprechen der elektrischen Einrichtung - vorzugsweise automatisch - in die Rückwärtsdrehrichtung umschaltbar ist.
5. Kraftfahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, g e k e n n z e i c h n e t, durch eine Einrichtung, mittels der die Antriebswirkung des Elektromotors(40) selbsttätig bei Erreichen einer vorbestimmten Drehzahl abschaltbar ist.
6. Kraftfahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, bei dem zur Steuerung des Brennkraftmotors eine Drosselvorrichtung vorgesehen ist, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Sperreinrichtung, welche das Wirksamwerden des Elektromotors (40) in der Leerlaufstellung der Drosselvorrichtung - vorzugsweise automatisch - unterbindet.
7. Kraftfahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, mit einer Zündeinrichtung zum Starten Brennkraftmaschine, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Elektromotor (40) in Abhängigkeit von der Betätigung der Zündeinrichtung betätigbar ist.
8. Kraftfahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, mit einer Fahrzeugbremse, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß der Elektromotor (40) bei Ansprechen der Bremse außer Wirkung setzbar ist.