DE3145279A1

DE3145279A1 - Kraftfahrzeug mit vierradantrieb

Info

Publication number: DE3145279A1
Application number: DE19813145279
Authority: DE
Inventors: Rudolf 8070 Ingolstadt Schmidler
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG; Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1981-11-14
Filing date: 1981-11-14
Publication date: 1983-05-19

Description

Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein derartiger Vierradantrieb für Kraftfahrzeuge ist in der DE-OS 28 05 692 beschrieben. Dabei werden die Hinterräder des Kraftfahrzeuges ständig angetrieben, während die Vorderräder über eine hydraulisch gesteuerte Lamellenkupplung automatisch zugeschaltet werden, wenn eine Differenzgeschwindigkeit zwischen den beiden Achsen auftritt. Zu diesem Zweck ist der eine Lamellenträger der Lamellenkupplung mit den ständig angetriebenen Rädern und der andere Lamellenträger mit den nicht angetriebenen Rädern gekoppelt, wobei bei Erreichen eines vorgegebenen Verdrehwinkels zwischen den Lamellenträgern ein hydraulisches Druckmittel aufgesteuert und durch axiales Verschieben eines Lamellenträgers die zweite Achse kraftschlüssig mit dem Antrieb gekuppelt wird.
Es wird also bei einer ausreichenden Traktion der Räder nur eine Achse angetrieben, wodurch Verspannungen im Antriebssystem ohne Verwendung eines Zwischenachsdifferentiales vermieden werden. Bei einem Schlupf der angetriebenen Achse wird automatisch die zweite Achse starr hinzugekuppelt. Es versteht sich, daß eine jede Achse ein Differential aufweisen muß, um Verspannungen beispielsweise bei Kurvenfahrt innerhalb einer jeden Achse zu vermeiden. Ggf. können diese Differentiale noch mit einer Sperre versehen sein, um bei ungünstigen Fahrbahnverhältnissen eine noch bessere Traktionsfähigkeit des Kraftfahrzeuges zu bewirken.
Es ist auch bekannt (Kfz American Motors "Eagle"), anstelle der beschriebenen, hydraulisch gesteuerten Lamellenkupplung eine mit Flüssigkeit zusammenwirkende Lamelien-Schlupfkupplung entsprechend der DE-PS21 35 791 zu verwenden, die bei einer Differenzgeschwindigkeit der Lamellen aufgrund der auftretenden Flüssigkeits-Scherwirkung Drehmoment auf die nicht ständig angetriebene Achse überträgt.
Der Vorteil dieser Schlupfkupplung liegt in ihrem wesentlich einfacheren Aufbau.
Aufgabe der Erfindung ist es, den gattungsgemäßen Vierradantrieb wesentlich einfacher und baulich günstiger zu gestalten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Die Schaltkupplung kann also ohne zusätzlichen Raumbedarf anstelle des Differentiales der zweiten Achse in dessen Antriebsgehäuse integriert werden und erfüllt folgende Funktionen: 1. Beim Durchfahren von Kurven wirkt sie als Differential, weil aufgrund der Verwendung von zwei Innenlamellenträgern.
eine Relativverdrehung der beiden Räder möglich ist.
2. Bei einer Differenzgeschwindigkeit der beiden Achsen kuppelt die Lamellenkupplung automatisch die zweite Achse an den Antrieb an, so daß ein Vierradantrieb vorliegt.
Bei der Verwendung einer starren Kupplung etwa in der Ausführung gemäß der DE-OS 28 05 692 sind die Räder der zweiten Achse während des Vierradantriebes starr verbunden, unterliegen also keiner Differentialwirkung. Dies kann beispielsweise für Geländefahrzeuge durchaus vorteilhaft sein.
Bei Fahrzeugen, die auch bei höheren Geschwindigkeiten im Vierradantrieb betreibbar sein sollen, beispielsweise bei PKWs, werden die Merkmale des Patentanspruches 2 vorgeschlagen, mit denen zusätzlich die folgende Funktion erzielt wird: 3. Differentialwirkung an der zweiten Achse auch während des Vierradantriebes aufgrund des begrenzten Schlupfes zwischen den Lamellen, aber ohne der nachteiligen Wirkung eines mechanischen, nicht sperrbaren Differentiales (Durchdrehen eines Rades bei ungleichen Traktionsverhältnissen).
Der in den Patentansprüchen gekennzeichnete Vierradantrieb ermöglicht vorteilhaft den automatisch zuschaltbaren Antrieb der funktionsmäßig zweiten Achse mit Erfüllung deren Differentialfunktion und einer automatischen Differentialsperre unter Verwendung einer einzigen, relativ einfachen Schlupfkupplung, welche in baulich günstiger Weise anstelle des üblichen Differentiales in dessen Gehäuse angeordnet ist. Diese Anordnung hat zudem den Vorteil, daß die übrigen Aggregatteile des Kraftfahrzeuges im wesentlichen unbeeinflußt bleiben und somit beispielsweise auch für Fahrzeugtypen ohne Vierradantrieb verwendbar sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb.
Das Kraftfahrzeug wird von einer Brennkraftmaschine 2 angetrieben, deren Kurbelwelle 4 über eine Kupplung 6 auf eine Antriebswelle 8 eines Wechselgetriebes 10 wirkt. Über nicht näher bezeichnete Übersetzungszahnräder wird das Antriebsmoment auf eine Getriebe-Ausgangswelle 12 übertragen, welche einenends über ein Zahnritzel 14 und ein Tellerrad 16 ständig das Differential 18 der Vorderachse des Kraftfahrzeuges antreibt. Vom Differential 18 - einem herkömmlichen Kegelrad-Differentialwird das Antriebsmoment von Gelenkwellen 20, 22 auf die Vorderräder 24, 26 übertragen.
An das andere Ende der Getriebe-Ausgangswelle 12 ist eine Kardanwelle 28 angeschlossen, welche ein weiteres Zahnritzel 30 an der Hinterachse des Kraftfahrzeuges antreibt. Das Zahnritzel 30 ist in einem Antriebsgehäuse 32 drehbar gelagert und kämmt mit einem Tellerrad 34, welches an einem Ausgleichsgehäuse 36 befestigt ist. Das Ausgleichsgehäuse 36, welches ebenfalls im Antriebsgehäuse 32 drehbar aufgenommen ist, dient als Außenlamellenträger einer innerhalb des Ausgleichsgehäuses 36 angeordneten Lamellen-Schlupfkupplung 38, welche sich aus mehreren Außenlamellen 40 und Innenlamellen 42, 44 zusammensetzt.
Die Innenlamellen 42, 44 sind mit zwei Innenlamellenträgern 46, 48 verbunden, welche in Form von Wellenstummeln im Ausgleichsgehäuse 36 unabhängig voneinander drehbar gelagert sind.
Je ein Innenlamellenträger 46, 48 ist mit einer Gelenkwelle 50, 52 verbunden, welche die Hinterräder 54, 56 antreiben. Innerhalb des Antriebsgehäuses 32 und des Ausgleichsgehäuses 36 befindet sich eine Flüssigkeit bzw. ein Öl mit einer bestimmten Viskosität, welches bei einer Relativgeschwindigkeit der Lamellen 40, 42, 44 zueinander durch Scherwirkung eine Drehmomentübertragung bewirkt.
Im normalen, schlupffreien Betrieb des Kraftfahrzeuges werden von der Brennkraftmaschine über das Wechselgetriebe 10 und das Differential 18 ständig die Vorderräder 24, 26 angetrieben.
Zugleich wird über die Kardanwelle 28, das Zahnritzel 30 und das Tellerrad 34 das Ausgleichsgehäuse 36 ständig angetrieben.
Da die Hinterräder 54, 56 gleiche Geschwindigkeit wie die Vorderräder 24, 26 haben und die Zahnritzel 14, 30 mit den korrespondierenden Tellerrädern 16, 34 gleiche Übersetzungsverhältnisse aufweisen, drehen sich die Lamellen 40, 42, 44 mit gleicher Geschwindigkeit, so daß kein Antriebsmoment auf die Hinterräder 54, 56 übertragen wird.
Beim Durchfahren einer Kurve ändert sich die Geschwindigkeit der Hinterräder aufgrund deren unterschiedlicher Kurvenradien.
Der geringfügige Geschwindigkeitsunterschied zwischen den Lamellen 40, 42, 44 bewirkt jedoch noch keiee nennenswerte Drehmomentübertragung zwischen den Lamellen, so daß die Differentialwirkung gewährleistet ist.
Tritt beispielsweise aufgrund winterlicher Straßenverhältnisse (z.B. Schneematsch) ein Schlupf an den Vorderrädern auf, so drehen sich die über den Außenlamellenträger bzw. über das Ausgleichsgehäuse 36 angetriebenen Außenlamellen 40 schneller als die Innenlamellen 42, 44, so daß nun aufgrund der Scherwirkung des Öles zwischen den Lamellen 40, 42, 44 automatisch ein Antriebsmoment auf die Hinterräder 54, 56 übertragen wird.
Trotz des nun vorliegenden Vierradantriebes bleibt aufgrund der nicht absolut starren Verbindung zwischen den Lamellen 40, 42, 44 die gewünschte Differentialwirkung an den Hinterrädern 54, 56 erhalten.
Anstelle der im Ausführungsbeispiel beschriebenen Schlupfkupplung 38 kann ggf. auch eine hydraulisch gesteuerte Lamellenkupplung mit starrem Kupplungseingriff, wie beispielsweise in der DE-OS 28 05 692 beschrieben - Anwendung finden. Diese müßte selbstverständlich in ihrer Anordnung ähnlich der beschriebenen Schlupfkupplung 38 modifiziert werden; d.h., es müßten zwei Innenlamellenträger mit entsprechenden Innenlamellen für den Antrieb der beiden Hinterräder vorgesehen werden.
Hinsichtlich des Ausführungsbeispieles ist noch zu erwähnen, daß durch die Verwendung der Schlupfkupplung 38 zusätzlich das bei Kraftfahrzeugen gefährliche Überbremsen der Hinterräder mit dem daraus resultierenden instabilen Fahrzustand vermieden wird. Wenn bei einem starken Abbremsen des Kraftfahrzeuges die Hinterräder zum Stillstehen tendieren, während die Vorderräder aufgrund des größeren Achsgewichtes sich noch drehen, so erfolgt über die Lamellen 40, 42, 44 eine Drehmomentübertragung, die einem Stillstand der Hinterräder bei noch drehenden Vorderrädern entgegenwirkt. Mit der Schlupfkupplung 38 erfolgt somit über das Antriebssystem des Kraftfahrzeuges eine lastabhängige Bremskraftverteilung.

Claims

Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb Patentansprüche: 1. Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb, bei dem die Räder einer Achse von einer Antriebsquelle über ein Wechselgetriebe und ein Differential ständig angetrieben sind und die Räder der zweiten Achse bei einer Differenzgeschwindigkeit zur ersten Achse über eine Lamellenkupplung automatisch zugeschaltet sind, wobei der Außenlamellenträger der Kupplung ständig angetrieben ist und der Innenlamellenträger mit der nicht ständig angetriebenen Achse verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lamellenkupplung (38) als Differential zwischen die Räder (54, 56) der zweiten Achse geschaltet ist, indem der Außenlamellenträger das Ausgleichsgehäuse (36) des Differentiales ist und zwei voneinander unabhängig drehbare Innenlamellenträger (46, 48) mit den Rädern (54, 56) verbunden sind.
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Kupplung (38) eine mit Flüssigkeit zusammenwirkende Lamellen-Schlupfkupplung ist, welche bei einer Geschwindigkeitsdifferenz der Lamellen (40, 42, 44) durch Scherwirkung Drehmoment überträgt.