DE3116242C2

DE3116242C2 - Vierradantrieb für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE3116242C2
Application number: DE3116242A
Authority: DE
Inventors: Akihiko Yokohama Kanagawa Muraoka; Kunihiko Fujisawa Kanagawa Suzuki
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1980-04-25
Filing date: 1981-04-23
Publication date: 1985-03-21
Also published as: FR2481205A1; DE3116242A1; GB2074517A; JPS56154329A; JPS6361210B2; FR2481205B1; US4417642A; GB2074517B

Abstract

Ein Vierradantrieb für ein Fahrzeug umfaßt einen mit querliegender Ausgangswelle (1a) in das Fahrzeug eingebauten Motor, ein Schräggetriebe (4) mit parallel zu der Motorausgangswelle verlaufenden Eingangs- und Ausgangswellen (4a, 4b), eine durch die Getriebeausgangswelle angetriebene Untersetzungsstufe (11, 12) und je ein vorderes und ein hinteres Enduntersetzungsgetriebe (5; 17) für den Antrieb der Vorderräder (16) bzw. der Hinterräder (18). Ferner sind zwei in Serie geschaltete Planetengetriebe (13, 14) vorhanden, von denen das eine zwischen einer niedrigeren und einer höheren Geschwindigkeit bzw. Antriebsdrehzahl umschaltbar ist und das andere (14) ein Differentialgetriebe zwischen den beiden Enduntersetzungsgetrieben (5, 17) bildet. Zwischen der Untersetzungsstufe und dem ersten Planetengetriebe (13) ist ein zwischen einer niedrigeren und einer höheren Geschwindigkeit bzw. Drehzahl umschaltbarer Kupplungsmechanismus (45) angeordnet.

Description

dadurch gekennzeichnet,

— daß ein erstes und ein zweites Planetengetriebe (13,14) mit je einem außenverzahnten Sonnenrad (13 ν tia), einem koaxial zu diesem gelagerten, innenverzahnten Ringzahnrad (13b. i4b). mindestens je zwei im Eingriff mit dem betreffenden Sonnenrad und Rin^zahnrad stehenden Planetenrädern (I3c, 14c) und je einem im wesentlichen achsparallel zu dem Sonnenrad gelagerten und die Planetenräder in gemeinsamer Drehung um das Sonnenrad verbindenden PIanetenradkäfig vorhanden sind,

— daß die gemeinsamen Drehachsen der Sonnen- und Ringzahnräder der beiden Planetengetriebe im wesentlichen in einer Linie mit den Ausgangswellen (23, 23') eines der Enduntersetzungsgetriebe (5,17) ausgerichtet sind,

— daß entweder das Sonnenrad oder der Planctenradkäfig des ersten Planetcngetricbcs (13) mit einem Untersetzungszahnrad (12) der Untersetzungsstufc (11, 12) im Treibeingriff steht, während das jeweils andere Element (Käfig oder Sonnenrad) mit dem Planelenradkäfig des zweiten Planetengctriebes (14) mitdrehbar verbunden ist,

— daß das Sonnenrad und das Ringzahnrad des zweiten Planetengetriebes (14) jeweils mit einem der Enduntersetzungsgetriebe (5, 17) in Treibverbindung stehen, und

— daß eine Umschaltkupplung (45) zum Wählen einer niedrigeren oder höheren Geschwindigkeit vorhanden ist. über die das Ringzahnrad {13b) des ersten Planctengetricbes (13) wahlweise mit dem Untersetzungszahnrad (12) oder einem im Fahrzeug stationär angebrachten Element (46) koppclbar ist.

2. Vierradantrieb nach Anspruch I. dudurch gekennzeichnet, daß durch eine Spcrrkupplung (52) wahlweise der Planetenradkäfig (14c// fest mit dem Sonnenrad (14a,/des zweiten Planetengctriebcs verbindbar ist.

3. Vierradantrieb nach Anspruch I oder 2,dudurch

gekennzeichnet, daß die Drehachsen der miteinander ausgerichteten Ausgangsweilen (23, 23') des koaxial zu den beiden Planelengetrieben angeordneten Enduntersetzungsgetriebes (5) im wesenllichen in einer Linie mil der im wesentlichen parallel zu den Getriebeeingangs- und -ausgangswellen (4a. 4b) verlaufenden Drehachse des Untersi tzungszahnrades (12) ausgerichtet sind. 4. Vierradantrieb nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß das erste Enduntersetzungsge triebe (5) näher an dem Schaltgetriebe (4) angeordnet ist als das zweite Untersetzungsgetriebe (17) und daß von den Ausgangswellen (23, 23') des ersten Enduntersetzungsgetriebes eine (23) näher an dem Schaltgetriebe (4) liegt als die andere und durch konzentrisch zu der gemeinsamen Achse der Planetengetriebe verlaufende Zentralbohrungen der beiden Sonnenräder (13a, Ha) und des Unterselzungszahnrades(12)hindurehgeff!hr! ist-

5. Vierradantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (\3a) oder der Planetenradkäfig {i3d)des ersten Planetengetriebes lösbar mit dem Untersetzungszahnrad (12) verbunden ist.

6. Vierradantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis

5, gekennzeichnet durch ein Gelriebegehäuse (6), welches in ein die Untersetzungsstufe (11, 12) enthaltendes erstes Gehäuseteil {6a) und ein lösbar mit dem ersten Gehäuseteil verbundenes, die beiden Planetengetriebe (13,14) aufnehmendes zweites Gehäuseteil (6c) unterteilt ist.

7. Vierradantrieb nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß die Trennzone zwischen den beiden Gehäuseteilen (6a. 6c) sich in der Nähe der lös-

J5 baren Verbindungsstelle zwischen dem Sonnenrad (13ajbzw. Planetenradkäfig (13<#des ersten Planclcngetriebes und dem Untcrse'zungszahnrad (12) befindet.

Die Erfindung betrifft einen Vierradantrieb für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Hauplanspruchs.

Bei einem bekannten Fahrzeug mit Vierradantrieb wird die Antriebskraft von einem aus Motor und Kraft übcrlragungsgctriebe bestehenden und in der Fahr zeuglängsachse von vorn nach hinten verlaufend eingebauten Antriebsaggregat geliefert. Die von dem Motor abgegebene Antriebsleistung wird dabei von einem Kraftübertragungsmechanismus in zwei Teilantriebs k'äfie zerlegt, von denen die eine Teilkraft über eine vordere Enduntersetzungsgetriebeeinheit an dieTricbwellen der Vorderräder und die andere Teilkraft über eine hintere Enduntersetzungsgetriebeeinheit an die Tricbwcllen der Hinterräder abgegeben werden.

Eine derartige hintereinander liegende Anordnung von Motor und Getriebe erfordert ein verlängertes Fahrgestell und verursacht durch ihre stärkere Fahrgestell- oder Karosscricausliidung eine Verschlechterung der l.cnkungsstabilitül bzw. Fahreigenschaf ten des

bo Fahrzeugs. Ferner beansprucht das Getriebe bei einer derartigen Hinlcrcinandcrunordnung von -Motor und Getriebe Platz, der sonst besser für Mitfahrer oder Gepäck ausnui/.biir wäre. In neuerer Zeil werden zunehmend Fahrzeuge mil

M Frontantrieb und vorn liegendem Motor sowie qucrliegend ungeordneter Molor-Ausgangswelle gebaut, weil sie eine bessere Lcnkungssiabilität und mehr Nutzraum bieten. Diese Fahrzcugbauweise hat zum Bau einer be-

sonderen Kraftübertragungsvorrichtung geführt, bei der das Schaltgetriebe mit dem vorderen Enduntersetzungsgetriebe kombiniert ist und die daher normalerweise nicht ohne kostspielige Änderungen für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb bei querliegender Motorausgangswelle verwendbar ist

Aus der GB-PS 8 87 849 ist ein Vierradantrieb für Fahrzeuge mit querliegendem Motor und einem Schaltgetriebe mit achsparallel zur Ausgangswelle des Motors angeordneten Eingangs- und Ausgangswellen bekannt, to das eine mit der Getriebe-Ausgangswelle verbundene Untersetzungsstufe und je ein Enduntersetzungsgetriebe für das Vorderradpaar und das Hinterradpaar aufweist Bei diesem bekannten Vierradantrieb ist jedoch kein Zwischenausgleichsgetriebe zur Aufteilung der Antriebsleistung zwischen den Vorder- und Hinterrädem vorgesehen. Darüber hinaus besteht bei diesem bekannten Vierradantrieb keine Wahlmöglichkeit zwisehen einer normalen Geschwindigkeitsstufe und einer als »Geländegang« bezeichneten langsameren Gcschwindigkeitsstufe.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Vierradantrieb der gattungsgemäßen Art mit Zwischenausgleichsgetriebe zwischen den Vorder- und Hinterrädern und mit Geländegang zu schaffen, der es gestattet, herkömmliche Frontantriebsaggregate für Fahrzeuge mit querliegendem Motor ohne wesentliche Änderungen zu verwenden.

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist kurzgefaßt in Patentanspruch I angegeben. Vorteilhaftc Weiterbildungen des Erfindungsgedankens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß sind zwischen der Untersetzungsstufe am Ausgang des Schaltgetriebes und einem der Endreduziergetriebe zwei miteinander verbundene, koaxial zu den Ausgangswellen des betreffenden Endreduziergetriebes ausgerichtete Planetengetriebe vorgesehen. Eines c"^;eser Planetengetriebe dient als Differentialgetriebe zur Aufteilung der Antriebsleistung zwischen den Vorder- und Hinterrädern des Fahrzeugs, während das andere Planetengetriebe mit einer Umschaltkupplung versehen ist und es gestattet, zwischen einem der normalen Geschwindigkeiissiufe entsprechenden Übersetzungsverhältnis und einem dem Geländegang entsprechenden Übersetzungsverhältnis auszu- Ai wählen.

Die Verwendung zweier kombinierter Planetengetriebe als Differentialgetrif.be sowie zur Umschaltung des Übersetzungsverhältnisses ist grundsätzlich aus der DE-OS 19 65 530 bekannt. Diese bekannte Gctriebean-Ordnung !äßi sich jedoch nicht mit einem gattungsgemäßen Vierradantrieb für Fahrzeuge mit queriicgendem Motor kombinieren.

Der erfindungsgemäBc Vierradantrieb ist kompakt aufgebaut, läßt wesentlich mehr Platz für Fahrgäste und Gepäck als herkömmliche Ausführungen und kann leicht in einen Antriebsblock für ein Fahrzeug mit Frontantrieb und querlicgendem Motor umgerüstet werden.

Nachstehend werden einige die Merkmale der Erfin- ω dung aufweisende Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert Es zeigen

F ig. IA, 2A, 3A, 4Λ. 5A b/w. 6A schematische Darstellungen von sechs verschiedenen Ausfühningsbeispiclen für einen erfincii rgsgemäßen Vierradantrieb, und

Fig. IB. 2B. 3B, 4B. 5» und 6B je einen detailliert dargestellten Teilschnitt c' 'U:h das zugehörige Ausführungsbeispiel 1 bis 6.

Das in Fig. IA und IB der Zeichnung dargestellte erste Ausführungsbeispiel eines erfindutigsgemäßen Vierradantriebs für ein Radfahrzeug bezieht seine Antriebskraft aus einem Brennkraftmotor 1, der in dem Fahrgestell des Fahrzeugs vorn querliegend und so eingebaut ist, daß seine Ausgangswelle la horizontal nach einer Seite herausgeführt ist. Im FaIi eines Kolbenmotors 1 ist die Ausgangswelle la die Kurbelwelle.

Gemäß Fig. IA ist an den Brennkraftmotor 1 ein manuell schaltbarer Vorderradaturiebsmechanismus 2 angebaut der in einem Getriebegehäuse 6 eine mechanische Kupplung 3, ein manuell schaltbares Getriebe 4 und ein vorderes Enduntersetzungsgetriebe 5 enthält. Die mechanische Kupplung 3 umfaßt ein mit der Motorausgangswellc la verbundenes treibendes Element, ein mit einer in Verlängerung der Moiorausgangswelle la in dem Gehäuse 6 drehbar gelagerten Getriebeeingangswellc 4a verbundenes angelrieb-,.^es Element und ferner ein Andruckelement, welches auf dir Getriebeeingangswellc 4a axial beweglich angeordnet ist. um das angetriebene Element zum Eingriff gegen das treibende Element der Kupplung 3 zu drücken. Wie dem Fachmann bel.annt ist, bewirkt eine nicht dargestellte Feder die Verbindung zwischen dem angetriebenen und dem treibenden Element über das Andruckelement.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält das mechanische Schaltgetriebe 4 fünf Vorwärtvgänge und einen Rückwärtsgang; seine Getriebeeingangswelle 4a trägt deshalb in Axialabständen versetzt sechs fest oder integral verbundene Antriebszahnräder 7a ... Tf, von denen die Zahnräder 7a bis 7e dem ersten bis fünften Vorwärlsgang und das sechste Zahnrad 7fdem Rückwärtsgang zugeordnet sind.

Parallel zu der Eingangswelle 4a ist in dem Getriebegehäuse 6 eine querliegende Getriebeausgangswelle 4b drehbar gelagert, auf der koaxial und in Axialabstäi.den sowie unabhängig voneinander insgesamt sechs angetriebene Zahnräder 8a bis Sf frei drehbar gelagert sind. Die Zahnräder 8a bis 8e sind jeweils im ersten bis fünften Vorwärtsgang und das sechste Zahnrad Sf dem Rückwärtsgang zugeordnet. Jedes der fünf angetriebenen Zahnräder 8a bis 8e steht jeweils paarweise im Eingriff mit einem den gleichen Buchstaben tragenden Antriebszahnrad 7a bis 7e der Eingangswelle 4a. Das Rückwärtszahnrad Sf der Ausgangswelie 4b ist dagegen über ein auf einer Zwischenwelle 4c verschiebbares Zwischenrad 9 mit dem Antriebszahnrad Tf für den Rückwärtsgang in Eingriff iiringbar. Die Zwischenwelle 4r ist achsparallel zur Eingangswelle 4a des Getriebes am Getriebegehäuse 6 befestigt.

Das crliiuterte Schaltgetriebe 4 ist voll synchronisiert und besitzt daher drei auf der Ausgangswelle 4b koaxial angeordnete und mit dieser drehbare Synchronkupplungen 10a, lOfc und 10c, von denen die erste dem ersten und zweiten Gang, die zweite dem dritten und vierten Gang und die dritte ^Jem fünften Gang zugeordnet sind. Die Synchronkupplung 10a befindet sich zwischen den angetriebenen Zahnrädern 8a und %b und ist mit diesen selektiv in Eingriff bringbar. In ähnlicher Weise beiindet sich die zweite Synchronkupplung 106 zwischen den Zahnrädern 8c und 8c/und gelangt selektiv mil letzteren in Eingriff. Die Synchronkupplung 10cgelangt mit dem angetriebenen Zahnrad 8c in Wirkverbindung.

Wie an sich bekannt und aus F i g. 1B ersichtlich, enthält jede der Synchronkupplungen 10a und iOb im wesentlichen eine außen verzahnte und auf der Ausgangswclle 4b /wischen den Zahnrädern 8a und Sb bzw. 8c

und 8b verkeilte Kupplungsnabe, ein Paar außen verzahnter und den Axialenden der Kuppliingsnabc gegenüberliegender Synchronringe und einen innen verzahnten Kupplungsring, der mit der Kupplung.snabe kämmt und darauf axial verschiebbar ist. Die Kupplungsringe sind jeweils mit den Zahnrädern 8a, 8b oder 8c, 8c/mildrehbar. Die Synchronkupplung 10c ist ähnlich aufgebaut, hat aber nur einen mit dem Zahnrad 8c mitdrehbaren Synchronring. Sämtliche Zahnräder 8a bis 8e haben eine ihrem Synchronring zugekehrte Verzahnung, die durch Axialverschiebung des Kupplungsring¹; der betreffenden Synchronkupplung 10a, 106 oder 10c· mit dem betreffenden Ring in Eingriff bringbar ist, um so einen synchronisierten Eingriff zwischen der Getriebeausgangswelle 4b und dem von dem Kupplungsring erfaßten Zahnrad herzustellen. Jeder Kupplungsring jeder S^vnchrorikuⁿⁿ!un° b.3? eine Umfen^sriut für den ^l^itenden Eingriff einer nicht dargestellten Schaltgabel, die über entsprechende Führungen oder Schienen mit dem hier nicht dargestellten Getriebeschalthebcl verbunden sind. Für sämtliche Synchronkupplungen ist eine Schaltgabel vorgesehen.

Das angetriebene Rückwärtszahnrad 8/ ist Teil des Kupplungsringes der Synchronkupplung 10a für den ersten und zweiten Gang. Das Zwischenrad 9 steht im Eingriff mit einer nicht dargestellten Schaltgabel, die mit einer Schaltgabel für den Kupplungsring der Synchronkupplung 10c für den fünften Gang gekoppelt ist. Sämtliche Getriebewellen 4a bis 4c. sämtliche Zahnräder und Synchronkupplungcn befinden sich eingeschlossen in dem Getriebegehäuse 6.

Die vorstehende Beschreibung des Schaltgetriebes 4 in Verbindung mit Fig. IA und IB hat nur beispielhaften Charakter; dieser Teil des Fahrzeugantriebs ist beliebig abwandelbar.

Auf der Ausgangswellc 4b des Schaltgetriebes 4 ist konzentrisch und mitdrehbar ein Ausgangszahnrad 11 befestigt.

Bei dem in Fig. IA und IB dargestellten Ausführungsbeispiel· ist gemeinsam mit dem Schaltgetriebe 4 und dem vorderen Enduntersetzungsgetriebe 5 noch ein Uniersetzungszahnrad 12 in dem Getriebegehäuse 6 eingeschlossen. Die rohrförmige ausgebildete Nabe dieses Untersetzungszahnrades 12 hat seitliche Achsverlängerungen, über die es in geeigneten Lagern im wesentlichen achsparallel zu der Ausgangswelle 4b im Getriebegehäuse 6 gelagert ist und mit deren Ausgangszahnrad 11 kämmt. Da das Untersetzungszahnrad 12 eine größere Zähr.ezahl als das mit ihm kämmende Ausgangszahnrad 11 hat. muß es mit einer der Zähnezahldifferenz zwischen beiden Zahnrädern entsprechenden Drehzahl rotieren.

Der Vorderradantriebsmechanismus 2 umfaßt ferner im Inneren seines Getriebegehäuses 6 ein erstes Planetengetriebe 13 und ein zweites Planetengetriebe 14, die hintereinander sowie zwischen dem vorderen Enduntersetzungsgetriebe 5 und dem Untersetzungszahnrad 12 angeordnet sind.

Das an das Untersetzungszahnrad 12 angrenzende erste Planetengetriebe 13 umfaßt ein Sonnenrad 13a, welches eine Axialbohrung besitzt und im wesentlichen koaxial zu dem Untersetzungszahnrad 12 gelagert ist, ein das Sonnenrad 13a konzentrisch umgebendes innenvcr/ahntes Ringzahnrad 136 sowie zwei oder mehr in die gegenüberliegenden Verzahnungen der Zahnräder 13a und 136 eingreifende Planetenräder 13c. Ein Käfig 13t/ verbindet die Planeteiiräder 13c so. daß sie gemeinsam um die gemeinsame Achse von Sonnenrad 13a und Ring/ithnracl 13/> umlaufen müssen. Das Ringzahnrnd Mb ist gcmilD Fig. IB durch geeignete Lager im Gehäuse 6 geführt.

Diis zweite Planetengetriebe 14 grcn/.l gemäß F i g. I ß an das vordere Endunicrscizungsgctricbc 5 an und ist ähnlich wie das erste Planetengetriebe 13 aufgebaut, so daß es hier nur kurz beschrieben wird. Ein Sonnenrad 14« des zweiten Planctcngctricbcs 14 ist konzentrisch in einem innenverzahnten Ringzahnrad I4i> gelagert, und zwei oder mehr Planelcnrädcr 14c greifen in die sich gegenüberliegenden Verzahnungen des Sonnenrades 14a und des Ringzahnrades 14b ein. Das .Sonnenrad 14a läuft im wesentlichen konzentrisch zur Achse des Sonnenrades 13a des ersten Planelenge· tricbcs 13 und besitzt ebenfalls eine Axialbohrung. Die Planctcnrädcr 14c sind durch einen Käfig 14c/ verbunden Und /w.ingiffpfiihrl. Das über geeignete Lager im Getriebegehäuse 6 drehbar gelagerte Ringzahnrad 146 besitzt außer der Innenverzahnung auch eine Außen verzahnung.

Eine hülscnförmigc Achsverlängerung 15 des Sonncnradcs 13a ist außenverzahnt und greift in eine Innenverzahnung in der Innenwand des Untersctzungszahnradcs 12 ein. so daß die beiden Zahnräder 12 und 13a gekoppelt und um die gleiche Achse umlaufen, wenn die Antrictr.Vrafl vom Ausgangszahnrad 11 auf das Untersctzungsznhnrad 12 übertragen wird. Dieses Merkmal ist wichtig, denn auf diese Weise sind die beiden Zahnräder 12 und 13a lösbar miteinander gekoppelt und drc-

jo hen sich wie ein einziges Element um ihre gemeinsame Achse.

Die beiden Käfige 13c/und 14c/der beiden Planetengetriebe 13 und 14 sind koaxial miteinander verbunden, um die von dem ersten zum zweiten Käfig übertragene Antriebskraft in zwei Teil-Ausgangskräftc zu unterteilen, von denen die eine über das vordere Enduntcrsctzungsgetricbe 5 auf Vorderräder 16 und 16' und die andere über ein hinteres Enduntersetzungsgetriebe 17 auf zwei Hinterräder 18 und 18' des Fahrzeugs überira gen wird.

Das vordere Enduntersetzungsgetriebe 5 enthält ein um die gemeinsame Achse von Sonnenrad 14a und Ringzahnrad 14Z> des zweiten Planetengetriebe«. 14 drehbares Differentialgehäuse 19, welches über bcidcr-

4^ri scitigc Achsverlängerungen und geeignete Lager in einem Querachsgehäuse 6cgelagert ist und ferner in sich zwei Paar Differential-Kegelräder 20 enthält, die gemäß F i g. IB auf rechtwinklig zur Rotationsachse des Differcnlialgehäuscs 19 verlaufenden und an diesem G«rhäu-

5« se 19 befestigten Querachsen 21 drehbar gelagert sind. In F i g.! B sind nur zwei der vorhandenen vier Kegelräder 20 auf einer Querachse 21 dargestellt. Das Differentialgchäuse 19 ist über eine Verzahnung mit einer Achsverlängerung des Sonnenrades 14a des zweiten Plane-

tcngetriebes 14 verbunden, so daß sich beide gemeinsam um die Drehachse des Sonnenrades 15a drehen.

Aus dem Differentialgehäuse 19 verlaufen nach beiden Seiten und quer zum Fahrzeugchassis ein Paar Antriebswellen 23 und 23'. mit deren inneren Enden über eine entsprechende Verzahnung je ein Kegelrad 22 bzw. 22' verbunden ist Diese Kegelräder 22 und 22' stehen im Zahneingriff mit den vier Differentialkegelrädern 20. Gemäß Fig. IB erstreckt sich die das Kegelrad 22 tragende Antriebswelle 23 durch die Axiaibohrungen der

f>5 Sonnenräder 13a und 14a. durch die Achsverlängerung 15 des Sonnenrades 13a und ferner durch die Axialbohrung des Uniersetzungszahnrades IZ und die das Kegelrad 22' tragende andere Antriebswelle 23' verläuft

entgegengesetzt bis zur Außenseite des Diffcrcutialgehnuscs 19.

Gemäß Fig. IA sind die äußeren Enden der Antriebswellen 23 und 23' des Vorderradaniriebsmechanismus 2 über je ein Doppclgclcnk 25 bzw. 25'. eine Vordcrradantriebswcllc 24 bzw. 24' und ein weiteres Doppi>jclcnk 27 bzw. 27' mit der Achse 26 bzw. 26' je eines der Vorderräder 16,16' verbunden.

Das vorstehend beschriebene vordere F.ndunterselzungsgeiriebe 5 bildet nur ein Ausführungsbeispiel und kann selbstverständlich mannigfaltig abgewandelt werden.

Hei dem in Tig. IA und IB dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung bilden das Sonnenrad 14,7 des zweiten Planctengetriebes 14 ein Ausgangselemcnt der Kraftübertragung über das vordere Enduntcrsetzungsgctriebe 5 auf die Vorderräder 16 und 16', und

i4i/ uiGrvcS >" w'Ciicfi r iafiClCTigOtnCuCS

14 ein Ausgangselcment der Kraftübertragung über das hintere F.nduntersctzungsgetriebe 17 auf die Hinterräder 18 und 18'.

Für den Hinterradantrieb ist eine Umleitung der Antriebskraft im rechten Winkel zur Rotationsachse des Ringzahnrades 146 über ein Winkelgetriebe 28 erforderlich, welches ebenfalls im Getriebegehäuse 6 eingeschlossen ist. Gemäß Fig. IB kämmt das Ringzahnrad 146 über seine Außenverzahnung mit einem Anschluß-/ahnrad 29, welches auf einer Achsverlängerung eines achsparallel zu der Rotationsachse des Ringzahnrades 146 in dem Gehäuse 6 gelagerten treibenden Kegelrades 30 befestigt ist. Das treibende Kegelrad 30 greift wiederum in die Verzahnung eines getriebenen Kegelrades 31 ein, welches in dem Gehäuse 6 rechtwinklig zur Achse des erstgenannten Kegelrades 30 und damit in der Längsrichtung des Fahrzeugs drehbar gelagert ist. Im vorliegend??! Fall verlaufen die Achsen der Kegelräder 30 und 31 im wesentlichen rechtwinklig zueinander. Der Winkel zwischen den beiden Kegelradachscn muß jedoch nicht unbedingt rechtwinklig sein.

Gemäß Fig IA ist das nach hinten durch eine öffnung in dem Getriebegehäuse 6 nach außen geführte hintere Ende des getriebenen Kegelrades 31 über eine geeignete Kupplung wie ein Kreuzgelenk 32 mit einer zur Hinterachse des Fahrzeugs führenden Kardanwelle 33 verbunden, deren hinteres Ende wiederum über ein Kreuzgelenk 34 mit der Hingangswelle des hinteren Enduntersetzungsgetriebes 17 verbunden ist.

Gemäß Fig. IA ist mit dem hinteren Ende der Kardanwelle 33 über das Kreuzgelenk 34 ein treibendes Kegelrad 35 verbunden, dessen Rotationsachse in Längsrichtung des Fahr/.eugs verläuft. Mit diesem treibenden Kegelrad 35 kämmt ein angetriebenes Ringkegclrad 36. Die Drehachsen der beiden Kegelräder 35 und 36 verlaufen senkrecht zueinander und bilden so ein Winkelgetriebe, bei dem jedoch die Rotationsachse des getriebenen Ringkegelrades 36 nicht die Rotationsachse der Kardanwelle 33 schneidet. Die beiden Kegelräder 35 und 36 sind mittels geeigneter Lager (nicht dargestellt) in einem stationären Gehäuse37 gelagert.

Das hier beschriebene hintere Enduntersetzungsgetriebe 17 enthält ähnlich wie das zuvor eingehend beschriebene vordere Enduntersetzungsgetriebe 5 ein Differentialgetriebe und ferner einen drehbaren Zahnradkäfig (nicht dargestellt), der integral oder fest mit dem bereits erwähnten Ringkegelrad 36 verbunden ist, so daß sich dieser Zahnradkäfig mit dem Ringkegelrad um dessen Drehachse relativ zu dem stationären Gehäuse 37 dreht. In diesem Zahnradkäfig sind über nicht dargestellte Querachsen zwei Paar Kegelräder 38 unabhängig voneinander und um rechtwinklig zur Achse des Ringkegclradcs 36 verlaufende Achsen drehbar gelagert.
Die Differential-Kegelräder 38 stehen im Eingriff mit zwei seitlichen Kegelrädern 39 und 39', welche mit dem Ringkcgclrad 36 eine gemeinsame Drehachse haben und auch von dem zuvor erwähnten drehbaren Zahnradkäfig gehalten sind. Jedes dieser Kegelräder 39 und 39' ist über eine Verzahnung mit dem inneren Ende

in einer zugeordneten seitlichen Antriebswelle 40 bzw. 40' fest verbunden. Diese Antriebswellen 40,40' sind durch öffnungen in den entgegengesetzten Seitenwänden des Gehäuses 37 nach außen hindurchgeführt und über je ein Doppelgelenk 42 bzw. 42' mit einer zugeordneten Hinlerradantriebswelle 41 bzw. 41' verbunden. Diese quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufenden Hinterradantricbswellen sind wiederum über je ein Doppelgelenk f-t ύ'/.w. tt il'iii üüf rtCüSC to O/.v/. tj' je eines uer hintcrriidcr 18,18' verbunden.

Das vorstehend in Verbindung mit Fig. IA beschriebene hintere Enduntersetzungsgetriebe 17 ist wiederum nur als eines von vielen möglichen Ausführungsbeispielcn aufzufassen und kann in verschiedener Weise abgewandelt werden.

Das in Fig. IB dargestellte Getriebegehäuse 6 für den zuvor beschriebenen Vierradantrieb ist in einen die Kupplung 3 und das Untersetzungszahnrad 12 enthaltenden Kupplungsgehäuse 6a, einen das Schaltgetriebe 4 enthaltenden Getriebegehäuseteil 6i> und einen das vordere Enduntersetzungsgetriebe 5 mit den beiden Planetengetrieben 13 und 14 enthaltenden Querachsgehäusctcil 6c unterteilt. Davon ist der Querachsgehäuseteil 6c mittels geeigneter Befestigungselemente (nicht dargestellt) vorzugsweise in der Nähe der Kuppelstelle zwischen dem Zahnrad 12 und dem Sonnenrad I3a des ersten Planctengetriebes 13 bzw. dessen Achsverlängerung 15 lösbar mit dem Gehäuseteil 6.7 verbunden.

Der in Fig. IA und IB dargestellte erfindungsgemäße Vierradantrieb enthält ferner eine Umschaltkupplung 45 zur Umschaltung zwischen einer hohen und einer niedrigen Geschwindigkeit, über die das erste Planetengetriebe 13 selektiv entweder mit dem Untersetzungszahnrad 12 oder mit einem an dem Querachsgehäusctcil 6c des Getriebegehäuses 6 befestigten stationären Element 46 verbindbar ist.

Die Umschaltkupplung 45 besitzt axial hintereinanderliegend angeordnete erste, zweite und dritte Kupplungszahnkränze 47, 48 und 49, von denen der erste Zahnkranz 47 auf der Innenverzahnung 12a des Untersetz'ingszahnrades 12 befestigt ist und sich somit gemeinsam mit diesem Zahnrad 12 und dem Sonnenrad 13a des ersten Planetengetriebes 13 bewegt. Der zweite Kupplungszahnkranz 48 befindet sich fest oder integral auf einer fest oder integral mit dem Ringzahnrad 306 des ersten Planetengetriebes 13 verbundenen Verbindungshülse 50, so daß sich dieser zweite Kupplungszahnkranz 48 gleichachsig mit dem Ringzahnrad 136 drehen muß. Die Verbindungshülse 50 umgibt koaxial die Achsverlängerung 15 des Sonnenrades 13a. Derdritte Kupplungszahnkranz 49 befindet sich fest bzw. integral auf dem fest mit dem Getriebegehäuse 6 verbundenen stationären Element 46. Auf diese Weise sind der erste, zweite und dritte Kupplungszahnkranz 47,48 und 49 in Axialabständen voneinander angeordnet und haben im wesentlichen gleiche Durchmesser.

Außerdem gehört zu der Umschaltkupplung 45 für hohe oder niedrige Geschwindigkeit ein Kupplungsring 51, der über seine Innenverzahnung ständig im Eingriff

mit dem zweiten Kupplungszahnkranz 48 steht und darauf axial und so verschiebbar ist, daß er selektiv zwischen einer ersten Axialposition, in der er den zweiten mit dem ersten Kupplungszahnkranz 47 verbindet, und einer zweiten Axialposition, in welcher er den zweiten mit dem dritte:. Kupplungszahnkranz 49 verbindet, umschaltbar ist. Die erste Axialposition ist in Fig. IA dargestellt. In eine äußere Umfangsnut des Kuppiungsringes 51 greift eine nicht dargestellte Schaltgabel gleitend ein. die Über ein nicht dargestelltes geeignetes Gestänge mit einem manuell oder in anderer Weise betätigbaren Betätigungselement in Verbindung steht.

Der erste Kupplungszahnkranz 47 steht mit dem Sonnenrad 13a und der zweite Kupplungszahnkranz 48 mit dem Ringzahnrad 136 des ersten Planetengetricbes 13 in Verbindung, und der Käfig 13c/ist wiederum fest oder integral mit dem Käfig 14</Ης$ anderen. PläP.Ctcngetricbes 14 verbunden, so daß sich beide Käfige 13c/und 14c/ gemeinsam um die Achse der Antriebswelle 23 drehen. Andererseits ist das Sonnenrad 14a des zweiten Planetengetriebes 14 fest oder integral über seine Achsverlängerung mit dem Differentialgehäuse 19 des vorderen Enduntersetzungsgetriebes 5 verbunden, folglich drehen sich beide um die gleiche Achse. Die Außenverzahnung des Ringzahnrades 146 kämmt mit dem Anschlußzahnrad 29 des zuvor beschriebenen Winkclgetriebes 28.

Nachstehend wird die Funktion des in Fig. IA und 1B dargestellten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Vierradantriebs näher erläutert Wenn der Brennkraftmotor 1 läuft, überträgt er seine Antriebskraft über seine Ausgangswelle la über die geschlossene Kupplung 3 auf die Eingangswelle 4a des Schaltgetriebes 4, welches zuvor über seinen nicht dargestellten Schalthebel in Verbindung mit den Schaltgabcln und über eine der Synchronkupplungen 10a, 106 oder I0c bei getrennter Kupplung auf einen gewünschten Gang für Vorwärtsfahrt geschaltet wurde. Dadurch wird jetzt das Drehmoment der Eingangswelle 4a über das über die betreffende Synchror&upplung 10... angeschlossene angetriebene Zahnrad 8a bis 8e auf die Ausgangswelle 46 übertragen. Falls andererseits der Rückwärtsgang eingeschaltet ist, dann wurde das Zwischenrad 9 auf der Zwischenwelle 4c in Eingriff mit den Zahnrädern 7 fund 8/"auf den Wellen 4a bzw. 46 gebracht.

Das so auf die eine oder andere Weise auf die Gclriebeausgangswelie 46 übertragene Motordrehmoment gelangt über das auf der Ausgangswelle 46 befestigte Ausgangszahnrad 11 auf das Untersetzungszahnrad IZ wobei eine Drehzahlreduzierung entsprechend dem Zähnezahlverhältnis der beiden Zahnräder 11 und 12 stattfindet Durch das Untersetzungszahnrad 12 wird über die Achsverlängerung 15 das Sonnenrad I3a des ersten Planetengetriebes 13 rotierend angetrieben.

Wenn zu diesem Zeitpunkt die Uinschaltkupplung 45 gemäß Fig. IA geschaltet ist, dann verbindet deren Kupplungsring 51 den ersten mit dem zweiten Kupplungszahnkranz 47, 48. Folglich ist jetzt das Ringzahnrad 136 mit dem Sonnenrad 13a zwangsgekoppelt, und das gesamte Planetengetriebe 13 dreht sich um die gemeinsame Achse seiner Räder 13a, 136 wie eine Einheit. Folglich wird das vom Untersetzungszahnrad 12 kommende Drehmoment ohne Drehzahländerung aut den Kegelradkäfig 13c/übertragen, der, wie beschrieben, mit dem anderen Kegelradkäfig 14c/ des zweiten Pianetengetriebes 14 verbunden ist und sich mit ihm um die gemeinsame Achse des zweiten Planetengetricbes 14 dreht.

Wenn dagegen der Kupplungsring 51 der Umschaltkupplung 45 deir zweiten Kupplungszahnkran/ 48 mit dem dritten Kupplungszahnkranz 49 verbindet, dann ist der Käfig 13a des ersten Planetcngctriebcs 13 über die Elemente 48,51,49 und 46 fest mit dem Getriebegehäuse 6 verbunden und bildci so «in Abstützelemcnt innerhalb des ersten Planetcngctriebcs 13. Wenn mit n,, die Zähnezahl des Sonnenrades 13a und mit «t, die Zähnezahl des Ringzahnrades 136 bezeichnet wird, dann läuft

ίο in dieser Getriebestellung der Kegelradkäfig 13c/ und damit auch der Kegclradkäfig 14c/ des zweiten Planetengetricbes 14 mit einer Drehzahl um, die gegenüber der Drehzahl des Untersetzungszahnrades 12 um ein Verhältnis nj(n, + /i») reduziert ist.

In der ersten Axialstellung des Kupplungsringes 51 wird also die Drehzahl des Untersetzungszahnrades 12 direkt. !Π dessen zwnilpr AxinUlplhing jedoch rcriimert auf den Kcgelradkäfig 14c/des zweiten Planetengctriebes 14 übertragen. In diesem Fall funktioniert das Planetengelriebe 14 wie ein Differentialgetriebe, denn es spaltet das ihm zugeführte Antriebsdrehmoment in zwei das Sonnenrad 14a bzw. Ringzahnrad 146 antreibende Ausgangskomponenten auf. Das Sonnenrad 14a treibt die Vorderräder 16, 16' und das Ringzahnrad 146. die Hinterräder 18,18' an.

Die vom Käfig 14c/auf das Sonnenrad 14a des Planetengetricbes 14 übertragene Teil-Antriebskraft wird über das Differentialgehäuse 19 des vorderen Enduntersetzungsgclriebes 5 übertragen und durch die weiter unten beschriebenen Elemente 20,21 und 22 des vorderen Enduntersetzungsgetriebes in zwei Ausgangskomponenten aufgeteilt, die wiederum über die weiter vorn beschriebenen Elemente 23, 23'. 25, 25', 24, 24', 27, 27' und 26,26' auf die beiden Vorderräder 16 und 16' übertragen werden.

Der von dem Käfig 14c/auf das Ringzahnrad 146 des zweiten Planetengetriebes 14 übertragene andere Teil der Antriebskraft wird von dem Anschlußzahnrad 29 auf das Winkelgetriebe 28 übertragen und ir die Längsrichtung des Fahrzeugs umgelenkt Von dem getriebenen Kegelrad 31 des Winkelgetriebes 38 wird die Antriebskraft über die weiter oben beschriebenen Elemente 32,33 und 34 bis in das angetriebene Ringkegelrad 36 des hinteren Enduntersetzungsgetriebes 17 übertragen, siehe Fig. IA. Innerhalb dieses hinteren Enduntersetzungsgetriebes 17 wird die Antriebskraft wiederum in zwei Ausgangskomponenten aufgeteilt, und außerdem findet darin eine Drehzahlreduzierung statt Die beiden Teilkomponenten der Antriebskraft werden jeweils

so über die weiter oben ausführlich beschriebenen Elemente 40 bzw. 40', 42 bzw. 42', 41 bzw. 41', 44 bzw. 44' und 43 bzw. 43' auf die beiden Hinterräder 18 bzw. 18' übertragen.

Das in Fig.2A und 2B dargestellte zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung stimmt in vielen Einzelheiten mit dem zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel überein, hat jedoch abweichend davon eine Spcrrkupplung 52. mittels der das Sonnenrad 14a mit dem Planelenradkäfig 14c/ des zweiten Planetengetrie-

bo bes 14 verriegelbar ist, um dadurch auf Wunsch die Differentialgetriebe-Funktion des zweiten Planetengctriebes aufzuheben.

Hierzu gehören ein koaxial auf der bereits erwähnten rohrförmigen Achsverlängerung des Sonnenrades 14c/ drehbar gelagertes, außen verzahntes Kupplungsrad 53 und ein gemeinsam mit dem Käfig Hd um die Achse des Sonnenrades 14a drehbar gelagertes zweites außenverzahntes Kupplungsrad 54. Beide Kupplungsräder 53

und 54 sind in einem Axuilubsiuiid iicbeiioiniiiulci· irdnet und liabcn gleiche Außcndurchniesser. Forner gehört zu der Sperrkupplung 52 ein innenvcrzahn'.cr Kupplungsring 55, der gemäß F i g. 2B sich im ständigen Zahncingriff mit der Außenverzahnung des ersten Kupplungsradcs 53 befindet und durch eine Axialverschiebung in oder außer Eingriff mit dem zweiten Kupplungsrad 54 gebracht werden kann. Der Kupplungsring 55 besitzt außen eine Ringnut für den gleitenden Eingriff einer nicht dargestellten Betätigungsgabel, mittels der die Sperrkupplung über ein nicht dargestelltes Betätigungsgestänge oder dgl. mechanisch oder in anderer Weise betätigbar ist.

Die übrigen Einzelheiten des Vierradantrieb-Ausführungsbeispicls von Fig. 2A und 2B sind denen des in Verbindung mit Fig. IA und 1B beschriebenen Ausführungsbeispiels so ähnlich, daß sie an dieser Stelle nicht noch einmal beschrieben werden müssen.

Wenn sich der Kupplungsring 55 in der in F i g. 2B dargestellten Mittelstellung befindet, dann ist die Spcrrkupplung 52 ausgekuppelt und das Sonnenrad 40a kann sich unabhängig von dem Kegelradkäfig Hd drehen. Dann verhält sich das zweite Planetengetriebe 14 genau wie beim ersten Ausführungsbeispiel in Fig. !A und IB und bildet ein Drchzahlunterschiede zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern zulassendes Differentialgetriebe.

Wenn dagegen der axial verschobene Kupplungsring 55 die ersten und zweiten Kupplungsräder 53 und 54 überbrückt, dann ist durch die Sperrkupplung 52 der Planelenradkäfig Hd fest mit dem Sonnenrad 14a verbunden. Sonnenrad 14a und Käfig Hd drehen sich jetzt wie ein Block, und das Planetengetriebe 14 kann nicht mehr als Differentialgetriebe wirken. Diese Stellung der Sperrkupplung 52 wird beispielsweise gewählt, wenn

bewegt wird, wo einzelne Räder zum Durchdrehen neigen. In der Spcrrstellung der Sperrkupplung 52 werden die Ausgangskomponenten der über das Untersetzungszahnrad 12 auf die Planetengetriebe 13 und 14 übertragenen Antriebskraft einerseits über das vordere Untersetzungsgetriebe 5 auf die Vorderräder 16, 16' und in gleicher Weise über das Regclgetriebe 28, die Kardanwelle 33 und das hintere Enduntersetzungsgetriebe 17 auf die Hinterräder 18,18' übertragen.

Bei den vorstehend in Verbindung mit den F i g. 1A und 1B, 2A und 2B beschriebenen ersten beiden Ausführungsbcispielen der Erfindung bildete das Sonnenrad 13a ein Antriebseingangselement und der Planetenradkäfig 13c/ein Antriebs-Au.sgangselement des ersten PIanctcngctriebes 13. Bei der nachstehend in Verbindung mit Fig.3A und 3B beschriebenen Abwandlung eines erfindungsgemäßen Vierradantriebs bildet dagegen der Käfig 13c/das Eingangselement und das Sonnenrad 13a das Ausgangselement.

Gemäß F i g. 3A und 3 B greift eine mit dem Planetenradkäfig 13c/ des ersten Planetenradgetriebes 13 verbundene rohrförmige Axialverlängerung 56 mit ihrer Außenverzahnung 56a in die Innenverzahnung 12a des Untersetzungszahnrades 12 ein. Ferner ist der erste Kupplungszahnkranz 47 für die erste Geschwindigkeit der Umschaltkupplung 56 fest oder integral mit dieser Axialverlängerung 56 des Käfigs 13c/ verbunden, beide drehen sich gemeinsam um die Mittelachse des Käfigs 13d. Der zweite Kupplungszahnkranz 48 der Umschaltkupplung 45 ist über die Verbindungshülse 50 fest oder integral mit dem Ringzahnrad 306 verbunden, beide drehen sich gemeinsam, wie bei den beiden zuerst be-

.ic'hricbciicii Aiislilhniiigsbeispiclcii.

Ferner ist bei dem Ausführungsbeispiel von Fig.3 das Sonnenrad 13a des ersten Planetengetriebes 13 zu gemeinsamer und gleichachsiger Drehung mi' dem PIanetenradkäfig 14c/ des anderen Planetengetriebes 14 verbunden, und das Sonnenrad 14a ist über eine rohrförmige Axialverlängerung mit dem Differentialgehäuse 19 des vorderen Enduntersetzungsgetriebes 5 verbunden, so daß sich auch die Elemente 19 und 14a gemeinsam in um die gleiche Achse drehen. Die Außenverzahnung des Ringzahnrades 146 kämmt mit dem Anschlußzahnrad 29 des Winkelgctriebes 28 und treibt somit das Winkelgrtricbc-Kegclrad 30 an, wenn das Ringzahnrad 146 durch den Planetenradkäfig 14c/ angelrieben wird. Die Antriebswelle 23 mit dem Kegelrad 22 des vorderen Enduntersetzungsgetriebes 5 erstreckt sich durch die Axialbohrung der rohrförmigen Achsverlängerung des Sonnenraues 14a und durch die Axiaibohrung der rohrförmigen Verlängerung 56 des Planetenradkäfigs 13c/ und ferner durch die Axialbohrung in dem Untersetzungs/ahnrad 12, siehe F i g. 3B.

Die übrigen Einzelheiten des Ausfuhrungsbeispiels

von F i g. 3A und 3B stimmen weitgehend mit dem zuvor in Verbindung mit Fi g. IA und IB beschriebenen Ausführungsbcispiel überein, auf das hiermit verwiesen wird.

Im Betrieb wird die Antriebskraft vom Ausgangszahnrad ti des Schaltgetriebes 4 über das Untersetzungszahnrad 12 auf den Planetenradkäfig 13c/ des ersten Planctcngetriebes 13 übertragen, der sich wie beschrieben um die gemeinsame Drehachse des Sonnenrades 13a und Ringzahnrades 136 dieses Planetengetriebes 13 dreht. Wenn jetzt in der Umschaltkupplung 45 zur Umschaltung zwischen der hohen oder niedrigen Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Kupplungsring 51 in seiner ersien Axialposition sowohl in den ersten a!s auch in den zweiten Kupplungszahnkranz 47 und 48 eingreift, wie in F i g. 3A dargestellt, dann wird die vom Untersetzungszahnrad 12 kommende Antriebskraft nicht nur wie zuvor beschrieben auf den Käfig 13c/, sondern außerdem über den Zahnkranz 47, den Kupplungsring 51, den zweiten Zahnkranz 48 und die Verbirci.mgshülsc 50 auf das Ringzahnrad 136 des ersten Planetengctriebes 13 übertragen, so daß sich diese beiden EIemente 13c/ und 136 mit gleicher Drehzahl um ihre gemeinsame Achse drehen und somit das gesamte Planetengetriebe 13 wie ein Block umläuft. Dadurch wird die Antriebskraft von dem Untersetzungszahnrad 12 direkt auf den Planetenradkäfig Hd des zweiten Planetengetriebes 14 übertragen.

Wenn dagegen der Kupplungsring 51 der Umschaltkuppiung 45 in seiner zweiten Axialposition den zweiten mit dem dritten Kupplungszahnkranz 48, 49 verbindet, dann koppelt er das Ringzahnrad 136 des ersten Planetengetriebes 13 über die Elemente 48,51,49 und 46 mit dem Querachsgehäuseteil 6c, es dient folglich als Abstützelement des Planetengetriebes 13. In diesem Zustand wird die Antriebskraft von dem mit dem Käfig 13c/ rotierenden Untersetzungszahnrad 12 auf das Sonnenrad 13a und folglich auf den Planetenradkäfig 14c/ des zweiten Planetengetriebes mit einer erhöhten Drehzahl übertragen. Das Verhältnis der Drehzahlerhöhung beträgt (n_a + Ob)/n_a, wobei n, und n_b jeweils die Zähnezahl von 13a bzw. 136 ist, wie vorstehend bereits erläutert Somit wird in der ersten Axialstellung des Kupplungsringes 51 die Antriebskraft von dem Untersetzungszahnrad 12 auf den Käfig 146 des zweiten Planetengetriebes 14 direkt, und in der zweiten Axialstellung

des Kupplungsringes 51 mit erhöhter Drehzahl übertragen.

Die zuvor in Verbindung mit Fig.3 beschriebene Ausführung kann zusätzlich wie das in Verbindung mit F i g. 2 erläuterte Ausführungsbeispiel mit einer Sperrkupplung 52 versehen sein.

In sämtlichen zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Antriebskraft von dem Sonnenrad 14a des zweiten Planetengetriebes 14 auf die Vorderräder 16,16' und von dem Ringzahnrad 14£> auf die Hinterräder 18,18' übertragen. Bei dem nachstehend in Verbindung mit F i g. 4 beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel sind diese Verhältnisse umgekehrt, die Vorderräder werden über das Ringzahnrad 146 und die Hinterräder über das Sonnenrad 14a angetrieben.

Bei dem in Fig.4A und 4B dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine rohrförmige Axialverlängerung des Planetenradkäfigs 13c/ des ersten Planetengetriebes 13 durch die Axialbohrung des Sonnenrades 14a des zweiten Pianetengeiriebes 14 hindurchgeführt und das Sonnenrad 14a auf dieser Axialverlängcrung von 13c/ drehbar gelagert Auf einer Axialverlängerung des Sonnenrades 14a ist koaxial zu dem Sonnenrad ein außenverzahntes Verteilerzahnrad 57 so gelagert, daß es sich in Achsrichtung zwischen den beiden Planetengetrieben 13 und 14 befindet und beiderseits über geeignete Lager im Querachsgehäuseteil 6c gelagert ist Das Verteilerzahnrad 57 kämmt ständig mit dem Anschlußzahnrad 29 des Winkelgetriebes 28. Der Planetenradkäfig 14c/ ist fest mit der Axialverlängerung des Planetenradkäfigs 13c/ des anderen Planetengetriebes 13 verbunden. Ferner ist bei dieser Ausführung das Ringzahnrad 146 nur innenverzahnt und ist koaxial und mitdrehbar mit dem Differentialgehäuse 19 des vorderen Enduntersetzungsgetriebes 5 über ein« Verbindungstrommel 58 verbunden, die sich koaxial auf einem Axialabschnitt der Antriebswelle 23 dreht Die Antriebswelle 23 selbst ist durch diese Trommel 58, den Käfig 13c/, das Sonnenrad 13a und das Untersetzungszahnrad 12 hindurchgeführt.

Weitere Einzelheiten des Ausführungsbcispicls von Fi g. 4A und 4 B brauchen nicht erläutert zu werden, da sie weitgehend der in Verbindung mit F i g. 1 beschriebenen Ausführung ähnlich sind.

Im Betrieb des Ausführungsbeispiels von F i g. 4 wird die Drehung des Getriebc-Ausgangszahnrades 11 über das Untersetzungszahnrad 12 je nach der Axialstcllung des Kupplungsringes 51 gegenüber den drei Kupplungszahnkränzen 47, 48, 49 der Umschaltkupplung 45 mit oder ohne Drehzahlreduzierung auf den Planelenradkäfig 13c/des ersten PlanetengetriebesO und damit auch auf den damit verbundenen Planetenradkäfig 14c/ des zweiten Planetengetriebes 14 übertragen. Die auf diese Weise auf den Käfig 14c/ übertragene Antriebskraft wird dann in zwei Ausgangskomponenten aufgeteilt, von denen die eine das Sonnenrad 14a und die andere das Ringzahnrad 146 um die gemeinsame Achse rotierend antreibt. Das zweite Planetengetriebe 14 bildet somit ein Differentialgetriebe, welches automatisch Drehzahlunterschicdc zwischen dem Sonnenrad 14a und dem Ringzahnrad 146 ausgleicht.

Die von 14b auf den Käfig 14c/ des zweiten Planetengetriebes 14 übertragene Kraftkomponenic wird über die Verbindungstroinincl 58 iiiif das DiffcreminlgchiUise 19 und weiter über die Querachsen 21 und die Kejtclriider 20 des Unlerset/ungNgelriebcs 5 Hilf die .seilliehen Kegelräder 22 und 22' des Ccliiltiscs 19 übertragen. Ons vordere Kiuluniersel/ungsgeinebe S teilt die vom Ringzahnrad 146 kommende Antriebskraft in zwei Aus gangskomponenten auf. die jeweils über die Achsen 26 bzw. 26' und die bereits vorn beschriebenen Elemente 23.23', 25,25', 24,24' und 27,27' auf die beiden Vorderräder 16 und 16' verteilt werden.

s Andererseits wird die von dem Sonnenrad 14a des zweiten Planelengetriebes 14 abgegebene Ausgangskomponente der Antriebskraft über das Verteilerzahnrad 57. Anschlußzahnrad 29. Kegelrad 30. Kegelrad 31. Kreuzgelenk 32, die Kardanwelle 33 und das Kreuzgelenk 34 auf das hintere Enduntersetzungsgetriebe 17 übertragen, siehe F i g. 4A. In diesem hinteren Enduntersetzungsgctriebe wird die Antriebskraft wieder in zwei Ausgangskomponenten aufgeteilt, welche jeweils über die Achsen 43 und 43' sowie über die bereits mchrfach beschriebenen Elemente 18.18', 42,42', 41,41' und 44, 44' auf die beiden Hinterräder 18 bzw. 18' verteilt werden.

Das nachstehend in Verbindung mit F i g. 5A und 5B beschriebene fünfte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dnc Abwandlung gegenüber dem AuafOhrungsbeispicl von F i g. 4 in der Hinsicht, daß es wie das Ausführungsbeispiel von Fig. 2 eine Sperrkupplung 52 enthält

Die Spcrrkupplung 52 des Ausführungsbcispiels von F i g. 5Λ und 5B umfaßt je ein außenverzahntes erstes und /weites Kupplungsrad 53, 54, von denen das erste Kupplungszahnrcd 53 koaxial und mitdrehbar auf der Achsverlängerung des mit dem Sonnenrad 14a verbundenen Verteilerzahnrades 57 befestigt ist Das zweite jo Kupplungszahnrad 54 ist integral oder in anderer Weise fest und koaxial mitdrehbar auf der rohrförmigen Achsverlängerung des Planetcnradliäfigs 13c/des ersten PIanelcngetriebes 13 befestigt und dreht sich somit auch mit dem anderen Käfig 14c/des zweiten Planetcngctriebes 14. Beide Kupplungsrädcr 53 und 54 haben im we sentlichen gleiche Durchmesser und befinden sich in einem Axialabstand voneinander. Ein inncnvcr/.ahntcr Kupplungsring 55 der Spcrrkupplung 52 steht mit einem der beiden Kupplungsrädcr. hier mit dem Kupplungsrad 53 im ständigen Eingriff und ist durch Axialverschiebung in oder außer Eingriff mit dem anderen Kupplungsrad 54 bringbar. Wie bereits in Verbindung mit F i g. 2Λ und 2B beschrieben, wird dieser Kupplungsring 55 manuell oder in anderer Weise über ein geeignetes mechanisches Gestänge und eine hier nicht dargestellte Bctätigungsgabei, die in eine Umfangsnul des Kupplungsringes 55 gleitend eingreift, axial verschoben.

Die übrigen Einzelheiten des Ausführungsbcispicls von Fig.5 entsprechen weitgehend dem Ausführung*- bcispicl von F i g. 4 und werden daher nicht noch einmal erläutert.

Wenn die Spcrrkupplung 52 in Fi g. 5A und 5B offer und ihr Kupplungsring 55 nur mit dem ersten Kupp lungsrnd 53 im Eingriff steht (wie in F i g. 5B dargestellt) dann kann sich der Planetenradkäfig 14c/ unabhängig von dem Sonnenrad 14;/ des zweiten Planetengetriebe; 14 um die gemeinsame Drehachse von 14a und 146 drehen, und dann funktioniert dieses Planetengetriebe 14 wie sein Gegenstück in Fig.4A und 4B, es bildet eir M Drch/ahlunlcrschicdc /wischen den Vorderrädern unc Hinterrädern zulassendes Differentialgetriebe.

Wenn dagegen der Kupplungsring 55 nach Axialverschiebung die beiden Kupplungsrädcr 53 und 54 fcs mileiniinder verbindet, isl die Spcrrkupplung 52 ge h'< schlossen unil der Pliiiiclciiriulküiig 14c/ fust mil den SoiiMenriul 14;; und gleich/eilig mit dem Vcricilcrzahnliiil 57 VCiI)IIiIdCIi. Sonncnrail 14.7 und Käfig 14c/rotieren gemeinsam wie ein lilock, und das Planetengetriebe

14 ist jetzt kein Differentialgetriebe mehr.

Das nachstehend in Verbindung mit Fig.6A und 6B beschriebene sechste Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Abwandlung des Ausführungsbcispicls von Pig.4, es enthält wie das Ausführungsbeispiel von Fi g. 3 eine Umschaltkupplung 45 für eine höhere oder niedrigere Geschwindigkeit bzw. Drehzahl in Verbindung mit dem' ersten Planetengetriebe 13. Der Aufbau und die Einzelteile dieser Unischaltkupplung 45 und ihre Verbindung mit den Elementen 13a. 136 und 13t/ des ersten Planetengetriebes 13 ist bereits eingehend in Verbindung mit F i g. 3A und 3B beschrieben worden. Es wird auf diesen Beschreibungsteil verwiesen.

In Fig. 6A und 6B ist ferner das Sonnenrad 13a des ersten Planetengetriebes 13 über eine rohrförmige Axialverlängcrung mitdrehbar mit dem Planetenradkäfig 14c/des zweiten Planetengetriebes 14, während das Sonnenrad 14a des zweiten Planetengetriebe«; 14 koaxial auf einer Axialvcrlängerung des Sonnenrades 13a drehbar gelagert und ferner fest mit dem bereits in Verbin- dung mit F i g. 4 beschriebenen Verteilerzahnrad 57 verbunden ist, welches sich in Axialrichtung zwischen den beiden Planetengetrieben 13 und 14 befindet Das Vertcüerzahnrad 57 kämmt ständig mit dem Anschlußzahnrad 29 des Winkelgetriebe 28. Das Ringzahnrad 146 des Planeiengetriebes 14 ist nur innenverzahnt und koaxial sowie mitdrehbar über die Verbindungstrommel 58 mit dem drehbaren Differcntialgchäuse 19 des vorderen Enduntersetzungsgetriebes 5 verbunden.

Hie übrigen Einzelheiten der Umschaltkupplung 45 jo und der Planetengetriebe 13 und 14 entsprich! weitgehend der zuvor in Verbindung mit F i g. 4 beschriebenen Ausführung, so daß weitere Einzelheiten hier nicht noch einmal erläutert werden müssen.

Im Betrieb wird die Antriebskraft von dem Getriebe- r> Ausgangszahnrad U über das Untersetzungszahnrad 12 auf den Planetenradkäfig 13c/übertragen. Wenn bei diesen Bedingungen der Kupplungsring 51 der Umschalikupplung 45 für die niedrigere oder höhere Geschwindigkeit b/w. Drehzahl in seiner ersten Axialposition sieht, wo er gemäß Fig.3A den ersten und /weilen Kupplungszahnkranz 47 und 48 überbrückt, dann wird die Antriebskraft von dem Untersetzungszahnrad 12 nicht nur wie oben erläutert auf den Planctcnradkäfig 13c/. sondern gleichzeitig über die bereits erläuterten 4^r> Elemente 47,51,48 und 50 auf das Ring/ahnrad 13i>des ersten Planetengetriebe* 13 übertragen. Damit sind der Käfig 13c/ und das Ring/ahnrad 136 zum Umlauf mit gleicher Drehzahl um die gemeinsame Achse der Zahnräder 13a und 136 gezwungen, und das erste Planeten- getriebe 13 dreht sich wie ein einziger Block. In diesem Zustand wird die Antriebskraft von dem Unterscizungszahnrad 12 ohne Drehzahlverminderung durch eine Drehung des Sonnenrades 13a von dem Sonnenrad I3;i direkt auf den Planetenradkäfig 14c/ des /weilen Plane-(cngctricbcs 14 übertragen.

Wenn dagegen der Kupplungsring 51 der Umschallkupplung 45 in seiner zweiten Axialstellung eine Verbindung zwischen dem /weilen und dritten Kiipplungs-/ahnkran/. 48 und 49 herstellt, dann ist das Ring/ahnrad «> 136 des ersten Planetengetriebe* 13 über die erläuterten Elemente 48,51,49 und 46 fest mit dem Getriebegehäuse 6 verbunden und dient als Abstützclcment des ersten Planclengetriebcs 13. Folglich läuft jetzt das Sonncnrad 13.7 und der mit ihm verbundene Plancicnradkäfig 14c/ hl des /.weilen Planctengclricbes 14 gegenüber dem über das Unlcrsctzungszahnrad 12 angetriebenen Planclcn-13c/mit einer erhöhten Drehzahl um, die durch das bereits in Verbindung mit F i g. 3 erläuterte Verhältnis (n, + Hb)Zn₁, bestimmt ist. n₃ und rib sind die Zähnezahien des Sonnenrades 13a bzw. Ringzahnrades 13c/.

Abhängig von der ersten oder zweiten Axialstellung des Kupplungsringes 51 wird hierbei die Antriebskraft von dem Untersetzungszahnrad 12 auf den Planetenradkäfig 14c/ des zweiten Planetengetriebes 14 entweder ohne oder mit einer Drehzahlerhöhung übertragen. Hinter dem Planetenradkäfig 14c/wird die Antriebskraft in zwei Ausgangskomponenten für den Antrieb des Sonnenrades 14a und den Antrieb des Ringzahnrades aufgeteilt, das zweite Planetengetriebe 14 bildet so ein Differentialgetriebe, welches automatisch Drehzahlunterschiede zwischen Sonnenrad 14a und Ringzahnrad ausgleicht

Der von dem Planetenradkäfig 13c/ auf das Ringzahnrad 136 übertragene Teil der Antriebskraft geh» über das vordere Enduntersetzungsgetriebe 5 auf die Vorderräder 16,16', und die vom Käfig 13c/ auf das Sonnenrad 13a übertragene Antriebskraftkomponente geht über die bereits erwähnten Getriebeeietnente 57,28,33 und 17 auf die Hinterräder 18 und 18'.

Selbstverständlich kann auch das vorstehend in Verbindung mit Fig.6 beschriebene Ausführungsbeispiel so abgewandelt werden, daß es wie die in Verbindung mit Fig.5 beschriebene Ausführung eine Sperrkupplung 52 enthält.

Der in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbcispielcn erläuterte erfindungsgemäße Vierradantrieb für Radfahrzeuge hat unter anderem folgende Vorteile:

a) die Ausgangswelle la eines Motors 1 und die Ausgangswelle 46 eines mit dem Motor kombinierten Schaltgetriebes 4 sind querlicgend in ein Fahrzeug mit Vierradantrieb eingebaut. Die Antriebskraft wird je über ein vorderes und ein hinteres Enduntcrsetzungsgctricbe 5 b/w. 17 sowie über eine hintereinander liegende Anordnung von zwei Planetcngclricbcn 13 und 14. von denen das eine zwischen zwei verschiedenen Geschwindigkeiten oder Drehzahlen umschaltbar und das andere als Differentialgetriebe wirkt, auf die Vorder- und Hinterräder übertragen. Dieser erfindungsgemäße Vierradantrieb kann kompakt gebaut werden und läßt wesentlich mehr Platz für Fahrgäste und Gepäck als herkömmliche Ausführungen.

b) Der erfindungsgemäße Vierradantrieb kann leicht für ein Fahrzeug mit Zweirad- oder Vorderradantrieb umgerüstet werden, indem das Querachsgehäusctcil 6c von den restlichen Getriebegehäuseicilcn 6a und 66 abgetrennt und bei den Ausführungsbcispielen gemäß Fig. 1,2,4 oder 5 die Achsvcrlängcrung 15 des Sonnenrades 13a des ersten Planeiengetriebes 13 oder bei den Ausführungsbeispiclen gemäß F i g. 3 oder F i g. 6 die Axialverlängcrung 56 des Planctenradkäfigs 13c/ von der Achsvcrliingerung des Untersetzungszahnrades 12 entfernt wird. Statt dessen wird dann ein anderes Gehäuseteil an den Kupplungsgchäuseteil 6a angebaut, welches das vordere Enduntersetzungsgetriebe 5 enthält, dessen Differentialgehäuse 19 dann durch eine Keilverzahnung oder dgl. mit der Axialvcrlängerung des Untersetzungszahnrades 12 verbunden wird. Aus Gründen der Platzersparnis sollte auch in diesem Fall die Antriebswelle 23 durch die Zcntralbohrungcn des Zahnrades 12 sowie der Sonnenriidcr 13a und 14a der beiden Planetengetriebe 1.i und 14 hindurehgeführi sein.

Abweichend von der vorstehenden Beschreibung kann ein erfindungsgemäßer Vierradantrieb statt eines Fünfgang-Schaltgetriebes mit Rückwärtsgang auch ein anderes manuell betätigbares Schaltgetriebe oder eine Getriebeautomatik oder eine stufenlose Kraftübertra- 5 gung enthalten. Ferner kann statt eines Brennkraftmotors auch eine andere Antriebsquelle in dem Fahrzeug eingebaut sein. Auch ist es durchaus möglich, den Antrieb oder Motor im hinteren Teil des Fahrzeugs anzuordnen. 10

Hierzu 12 Blatt Zeichnungen

15

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25

JO

40

45

50

6»

Claims

Patentansprüche:

1. Vierradantrieb für ein Fahrzeug mit mindestens je einem Vorderrad- und Hinterradpaar, mit

— einem Antriebsmotor, dessen Ausgangswelle quer zur Fahrzeug-Längsrichtung angeordnet ist,

— einem Schaltgetriebe mit achsparallel zu der Ausgangswelle des Antriebsmotors angeordneten Eingangs- und Ausgangswellen, in welchem über auf den beiden Getriebe wellen angeordnete Zahnräder verschiedene Drehzahlverhältnisse zwischen den beiden Getriebcwcllen herstellbar sind,

— einer mit der Getriebe-Ausgangswellc verbundene!: Untersetzungsstufe und

— je einem ersten und zweiten Enduntersetzungsgetriebe für das Vorderradpaar bzw. Hinterradpaar, mit Zahnrädern zum Aufteilen der Antriebskraft in jeweils zwei Ausgangskomponenten,