DE3200275C2 - Vierradantrieb für Fahrzeuge - Google Patents

Abstract

Ein Vierradantrieb für Fahrzeuge mit einer Antriebseinheit mit querliegender Ausgangswelle und einem Schaltgetriebe mit ebenfalls querliegenden Eingangs- und Ausgangswellen umfaßt ein Getriebe (5) mit einer in Querrichtung des Fahrzeugs verlaufenden Verteilerwelle (29) zur Aufteilung der von der Ausgangswelle des Schaltgetriebes abgegebenen Ausgangsleistung in zwei Komponenten. Eine der Komponenten wird durch ein Endreduziergetriebe (43) und ein Radantriebs-Differentialgetriebe auf, beispielsweise, die Vorderräder des Kraftfahrzeuges übertragen. Der erfindungsgemäße Vierradantrieb umfaßt ferner ein Umlenkgetriebe (56) mit einem angetriebenen Kegelrad (59), dessen Drehachse in Längsrichtung des Fahrzeugs orientiert ist. Über dieses Umlenkgetriebe (56) wird die andere Komponente der Antriebsleistung beispielsweise auf die Hinterräder des Kraftfahrzeugs übertragen, sofern eine ebenfalls an dem erfindungsgemäßen Vierradantrieb vorgesehene Zweirad/Vierrad-Umschaltkupplung (83) eingreift. Der erfindungsgemäße Vierradantrieb kann ferner eine Geschwindigkeitsumschaltung (66) (Geländegang) umfassen.

Description

(a) einer in Querrichtung des Fahrzeugs verlaufenden Verteilerwelle,

(b) einem um die Drehachse der Verteilerwelle drehbaren Eingangszahnrad,

(c) zwei mit ihren Drehachsen in einer Linie in Querrichtung des Fahrzeugs ausgerichtete Radantriebswellen zum Antrieb entweder der Vorderräder oder der Hinterräder des Fahrzeugs,

(d) einem auf den Radantriebswellen montierten Radantriebs-Differentialgetriebe, auf das eine der Komponenten der Antriebsleistung übertragen wird,

(e) einem Umlenkgetriebe zur Übertragung der andern Komponente der Antriebsleistung auf die anderen Räder des Fahrzeugs, welches Umlenkgetriebe ein angetriebenes Zahnrad umfaßt, das mit seiner Drehachse in Längsrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet ist und

(f) einer Kupplungseinrichtung mit einem zugeordneten Zwischen-Reduziergetriebe zum Umschalten zwischen Langsamfahrt und Schnellfahrt,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Verteilergetriebe (5) ein mit dem Ausgangszahnrad (21) des Schaltgetriebes und dem Eingangszahnrad (31) des Verteilergetriebes kämmendes Übertragungszahnrad (26) zur Übertragung der Antriebsleistung von dem Ausgangszahnrad (21) des Schaltgetriebes auf die Verteilerwelle (29), eine auf der Verteilerwelle (29) angebrachte Kupplungseinrichtung (83) zur Aufteilung der der Verteilerwelle zugeführten Antriebsleistung in die beiden Komponenten und ein zwischen der Kupplungseinrichtung (83) und dem Radantriebs-Differentialgetriebe (50) angeordnetes Endreduzierungsgetriebe (43) zur Übertragung der einen Komponente der Antriebsleistung auf das Differentialgetriebe (50) und zur Verringerung der Drehzahl in einem vorgegebenen Verhältnis umfaßt,

daß die Kupplungseinrichtung (66) zum Umschalten zwischen Langsamfahrt und Schnellfahrt ein koaxial auf der Verteilerwelle (29) drehbares Langsamfuhrt-Zahnrad (74) und eine Kupplung (68, 75, 76, 77) zur selektiven Verbindung der Verteilerwelle (29) mit dem Eingangszahnrad (31) des Verteilergetriebes oder dem Langsamfahrt-Zahnrad (74) umfaßt
und daß das Zwischen-Reduziergetriebe (69) eine zu der Drehachse der Verteilerwelie (29) im wesentlichen parallele Drehachse aufweist und einerseits mit dem Eingangs-Zahnrad (31) des Verteilergetriebes und andererseits mit dem Langsamfahrt-Zahnrad (74) kämmt.

2. Vierradantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Endreduziergetriebe (43)

ίο durch ein koaxial auf der Verteilerwelle (29) drehbares Ringzahnrad (44), ein mit dem Ringzahnrad (44) kämmendes erstes Reduktionszahnrad (45), das gemeinsam mit einem zweiten Reduktionszahnrad (47) von geringerem Durchmesser auf einer festen, im wesentlichen parallel zu der Verteilerwelle (29) verlaufenden Achse drehbar ist, und ein mit dem zweiten Reduktionszahnrad (47) kämmendes Ringzahnrad (48) gebildet ist, das mit dem Radantriebs-Differentialgetriebe (50) in Triebverbindung steht.

3. Vierradantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangszahnrad (31) und die Verteilerwelle (29) relativ zueinander um in einer Linie ausgerichtete Drehachsen drehbar sind, daß das Eingangszahnrad (31) eine die Verteilerwelle

(29) koaxial umgebende Scheibe (68) mit einer Riffelung auf ihrem äußeren Umfang aufweist, daß das Langsamfahrt-Zahnrad (74) eine ebenfalls mit Außenriffelung versehene, koaxial in Abstand zu der Scheibe (68) auf der Verteilerwelle (29) ausgerichtete Scheibe (75) aufweist und daß zwischen den Scheiben (68, 75) ein koaxial mit der Verteilerwelle (29) drehbarerer Hülsenträger (76) angebracht ist, der auf seinem äußeren Umfang mit einer Riffelung versehen ist und eine mit Innenriffelung versehene Kupplungshülse (77) trägt, die drehfest, aber axial auf dem Kupplungsträger (76) verschiebbar und zur Verbindung der Verteilerwelle (29) mit dem Langsamfahrt-Zahnrad (74) oder dem Eingangszahnrad (31) selektiv mit der Scheibe (75) oder der Scheibe

(68) in Eingriff bringbar ist.

4. Vierradantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Zweirad/ Vierrad-Umschaltkupplung zum Herstellen oder Lösen einer Antriebsverbindung zwischen der Verteilerwelle (29) und dem Umlenkgetriebe (56).

5. Vierradantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein freilaufendes Zwischenzahnrad (22), das einerseits mit dem Ausgangszahnrad (21) des Schaltgetriebes (4) und ande-

rerseits mit dem Übertragungszahnrad (26) kämmt.

Die Erfindung betrifft einen Vierradantrieb für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Beispiel für einen bekannten Vierradantrieb für Fahrzeuge mit querliegenden Motor ist in der vorläufigen Veröffentlichung des japanischen Gebrauchsmusters 55-8 31 199 beschrieben. Nach diesem Gebrauchsmuster umfaßt der Fahrzeugantrieb ein Vordcrrad-Differeniialgetriebe mit einem Eingangszahnrad, das mit einem Ausgangszahnrad des Schaltgetriebes und mit einem Antriebszahnr;id für ein Hinterrad-Diffcrential-

M getriebe kämmt. Durch das Vorderrad-Differentialgetriebe werden somit einerseits die Vordcrriider des Fahrzeugs angetrieben und andererseits Antriebsleistung auf das Hinterrad-Differentialgetriebe iibertra-

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gen. Aus konstruktiven Gründen kann bei diesem herkömmlichen Vierradantrieb ein Geländegang, d. h., eine Vorrichtung zur Umschaltung des Übersetzungsverhältnisses zwischen Langsamfahrt und Sci.nellfahrt allenfalls in dem Getriebezug des regulären Schaltgetriebes vorgesehen sein. Wenn daher das zusammen mit dem herkömmlichen Vierradantrieb verwendete Schaltgetriebe keinen derartigen Geländegang aufweist, kann das Fahrzeug überhaupt nicht mit einem Geländegang ausgerüstet werden.

Aus der GB-PS 12 28 752 ist ein Vierradantrieb für Fahrzeuge mit querliegendem Motor bekannt, bei dem die Aufteilung der Antriebsleistung zwischen den Vorder- und Hinterrädern über ein koaxial zu den Vorderradachsen angeordnete Planetengetriebe erfolgt, dessen Sonnenrad über eine Hohlwelle, die eine der Radachsen aufnimmt, mit einem Kegelrad eines Umlenkgetritbes zum Antrieb der Hinterräder verbunden ist. Bei diesem bekannten Vierradantrieb ist kein Celändegang vorgesehen.

Aus der US-PS 41 94 586 ist ein Vierradantrieb bekannt, bei dem eine Kupplungseinrichtung mit zugeordnetem Zwischen-Reduziergetriebe zum Umschalten zwischen Langsamfahrt und Schnellfahrt (Geländegang) außerhalb des eigentlichen Schaltgetriebes auf der Eingangsseite des Verteilergetriebes zur Aufteilung der Antriebsleistung zwischen den Vorder- und Hinterachsen des Fahrzeugs angeordnet ist. Diese Druckschrift bezieht sich jedoch auf einen Vierradantrieb in Längsbauweise, also für Fahrzeuge mit in Längsrichtung angeordnetem Motor.

Ein Vierradantrieb mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen wird in der älteren Patentanmeldung P 31 16 242 vorgeschlagen. Nach diesem Stand der Technik sind zum Umschalten der Geschwindigkeitsstufe zwischen dem Normalgang und dem Gelängegang eine Kupplung und ein Planetengetriebe vorgesehen, die ebenso wie ein weiteres Planetengetriebe, das als Verteilergetriebe zur Aufteilung der Antriebsleistung zwischen Vorder- und Hinterrädern dient, koaxial zu dem Vorderrad-Differentialgetriebe angeordnet sind. Das Endreduziergetriebe ist zwischen dem Schaltgetriebe und dem Verzweigungsgetriebe angeordnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vierradantrieb der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der eine geringere Einbaulänge in Querrichtung des Fahrzeugs aufweist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 angegeben.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläuteri.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau und die Anordnung einer Antriebs- und Getriebeeinheit eines Antriebssystems gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

F i g. 2 ist ein Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Leistungsverteiler-Getriebes.

Ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Allradantriebs, das in den F i g. 1 und 2 gezeigt ist, umfaßt eine Antriebseinheit, die beispielsweise durch eine Axialkolben-Brennkraftmaschine 1 gebildet ist. Die Brennkraftmaschine 1 oder eine beliebige andere Ausführungsform der Antriebseinheit weist eine Ausgangswelle auf. Im dargestellten Beispiel handeli es sich bei der Ausgangswelle um eine Kurbelwelle la der Brennkraftmaschine 1. Durch die Erfindung wird ein Fahrzeugantrieb mit querliegender Antriebsmaschine vorgeschlagen. Somit ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Brennkraftmaschine 1 in der Weise auf einem Fahrgestell eines Radfahrzeugs angebracht, daß die Kurbelwelle la quer zur Längsrichtung der nicht gezeigten Fahrzeugkarosserie verläuft. Weiterhin wird

ίο als Beispiel angenommen, daß es sich bei dem gezeigten Fahrzeugantrieb um eine Frontmotor-Ausführung handelt, d. h., daß die Brennkraftmaschine 1 in einem Motorgehäuse im vorderen Bereich der nicht gezeigten Fahrzeugkarosserie angebracht ist. Der erfindungsgemäße Allradantrieb umfaßt ferner eine Vorderachs-Kraitübertragungseinheit 2, die im wesentlichen durch eine hydrodynamische Kupplung 3, ein automatisches Schaltgetriebe 4 und ein Leistungsverteiler-Getriebe 5 gebildet ist Die Kupplung 3 und das Schaltgetriebe 4 sind in Fig. 1 gezeigt, während das Leistunsverteiler-Getriebe 5 in F i g. 2 dargestellt ist. Die Kupplung 3 und das Schaltgetriebe 4 sind in einem Getriebegehäuse 6 untergebracht. Die hydrodynamische Kupplung 3 ist im dargestellten Beispiel durch einen dreiteiligen Drehmomentwandler gebildet, der ein treibendes Pumpenrad 3a, einen angetriebenen Turbinenläufer 3b und ein Leitrad in Form eines Stators 3c umfaßt. Das Pumpenrad 3a ist über ein plattenförmiges Bauteil 7 mit der Kurbelwelle la der Brennkraftmaschine 1 verbunden und ist zusammen mit der Kurbelwelle la um eine in einer Linie mit der Achse der Kurbelwelle la ausgerichtete Achse drehbar. Das Schaltgetriebe 4 weist eine hohle Eingangswelle 4a auf, die mit dem Turbinenläufer 36 des Drehmomentwandlers 3 verbunden ist und zusammen mit dem Turbinenläufer 3b um eine ebenfalls in einer Linie mit der Drehachse der Kurbelwelle la ausgerichtete Achse drehbar ist. Der Stator 3c des Drehmomentwandlers 3 ist zwischen dem Pumpenrad 3a und dem Turbinenläufer 3b angeordnet und steht über eine Einwegkupplung 8 mit dem Getriebegehäuse 6 in Verbindung. Das Schaltgetriebe 4 ist im dargestellten Beispiel ein automatisches Getriebe mit drei Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang und weist somit eine hohle Ausgangswelle 46 und einen Getriebezug auf, der zwei in Reihe hintereinander auf der Ausgangswelle 46 angeordnete Planetengetriebe umfaßt. Die hohle Ausgangswelle 4b nimmt einen mittleren Längsabschnitt der Eingangswelle 4a auf.

Die beiden auf der Ausgangswelle 4b angebrachten Planetengetriebe umfassen einen ersten Planetensatz 9 und einen zweiten Planetensatz 10. Der erste Planetensatz 9 umfaßt ein koaxial auf der Ausgangswelle 4b drehbares, mit Außengewinde versehenem Sonnenrad 9a, ein das Sonnenrad 9a koaxial umgebendes, mit Innenverzahnung versehenes Hohlrad 9b und wenigstens zwei Planetenräder 9c, die mit dem Sonnenrad 9a und dem Hohlrad 9b kämmen und um die gemeinsame Achse des Sonnenrades 9a und des Hohlrades 9b umlaufen. In ähnlicher Weise umfaßt der zweite Planetensatz 10 ein koaxial auf der Ausgangswelle 4b drehbares, mit Außengewinde versehenes Sonnenrad 10a, ein das Sonnenrad 10a koaxial umgebendes, mit Innengewinde versehenes Hohlrad 106 und wenigstens zwei Planetenräder 10c, die mit dem Sonnenrad 10a und dem Hohirad

b5 106 kämmen und um die gemeinsame Drehachse des Sonnenrades 10a und des Hohlrades 106 umlaufen. Die Planetenräder 9c des ersten Planetensatzes 9 sind durch einen ersten Planetenträger 11 miteinander verbunden,

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während die Planetensätze lOcdes zweiten Planetensatzes 10 durch einen zweiten Planetenträger 12 miteinander verbunden sind. Die Planetenräder der ersten und zweiten Planetensätze 9, 10 sind in bekannter Weise einerseits um ihre jeweilige Mittelachse drehbar und sind andererseits, indem sie auf dem Sonnenrad oder dem Hohlrad des betreffenden Planetensatzes abrollen, auf Kreisbahnen um die gemeinsame Achse der Sonnen- und Hohlräder herum beweglich.

Das Schaltgetriebe 4 umfaßt ferner zwei in Längsrichtung der Ausgangswelle 4b hintereinander angeordnete Kupplungen. Die Kupplungen umfassen eine Kupplung 13 für Vorwärtsfahrt, die bei Auswahl einer der drei Vorwärtsgänge eingreift, und eine Schnellfahrt- und Rückwärts-Kupplung 14 für die Auswahl des dritten Vorwärtsganges oder des Rückwärtsganges. Die Vorwärtsfahrt-Kupplung 13 umfaßt koaxial mit der Eingangswelle 4a drehbare Kupplungsplatten als Eingangsglieder und koaxial mit dem Hohlrad 9b des ersten Planetensatzes 9 drehbare Kupplungsplatten als Ausgangsglieder. Die Eingangsglieder der Schnellfahrt- und Rückwärts-Kupplung 14 sind durch koaxial mit der Eingangswelle 4a drehbare Kupplungsplatten gebildet, und die Ausgangsglieder der Kupplung 14 sind Kupplungsplatten, die über eine Kupplungstrommel 15 und einen Verbindungszylinder 16 mit den ersten und zweiten Sonnenrädern 9a, 10a der ersten und zweiten Planetensätze 9,10 verbunden und koaxial mit diesen Sonnenrädern drehbar sind. Die Kupplungstrommel 15 ist koaxial von einem Bremsband 17 für den zweiten Gang umgeben, mit dessen Hilfe die Kupplungstrommel 15 und damit die Sonnenräder 9a, 10a zur Auswahl des zweiten Vorwärtsganges abgebremst werden können.

Das Schaltgetriebe 4 umfaßt ferner eine Langsam- und Rückwärtsfahrt-Bremse 18, deren feststehende Tei-Ie durch fest mit dem Getriebegehäuse verbundene Bremsplatten und deren drehbare Teile durch koaxiale und gemeinsam mit dem zweiten Planetenträger 12 drehbare Bremsscheiben gebildet sind. Die Bremse 18 dient zur Auswahl des ersten Vorwärtsganges oder des Rückwärtsganges. Die Bremse 18 wirkt zusammen mit einer Einwegkupplung 19, die einen als feststehendes Teil mit dem Getriebegehäuse 6 verbundenen Außenring und als drehbares Teil einen koaxial und gemeinsam mit dem zweiten Planetenträger 12 und den Bremsscheiben der Bremse 18 drehbaren Innenring umfaßt. Die Einwegkupplung 19 weist weiterhin eine Reihe nicht gezeigter federbelasteter Kupplungselemente auf, die ringförmig zwischen dem Innenring und dem Außenring der Einwegkupplung 19 verteilt sind. Die Kupplungselemente sind derart angeordnet, daß sie eine Drehung des Innenringes der Einwegkupplung 19 um die Drehachse der Eingangswelle 4a nur in Vorwärtsrichtung, d. h., in der Drehrichtung der Eingangswelle 4a zulassen. Der Planetenträger 11 des ersten Planetensatzes 9 und das Hohlrad 106 des zweiten Planetensatzes 10 sind miteinander verbunden und koaxial mit der Ausgangswelle 4b drehbar.

Das in F i g. 1 gezeigte Schaltgetriebe 4 umfaßt ferner eine Ölpumpe 20, die über eine Pumpen-Antriebswelle 4c mit der Kurbelwelle la der Brennkraftmaschine 1 in Antriebsverbindung steht. Die Pumpen-Antriebswelle 4c verläuft koaxial zu der Kurbelwelle la durch die hohle Eingangswelle 4a. Das durch die Pumpe 20 geförderte Druckfluid gelangt zum einen als Steuerfluid zu Betätigungseinrichtungen für die einzelnen hydraulisch betriebenen Reibeinrichtungen des Schaltgetriebes 4 und zum anderen als Arbeitsfluid zu dem Drehmomentwandler 3.

Der in Fig. 1 gezeigte Aufbau des Drehmomentwandlers 3 und des Schaltgetriebes 4 gestattet eine Reihe von Abwandlungen und ist nur als Beispiel zu verstehen.

Die Ausgangswelle 4b des Schaltgetriebes 4 trägt ein fest angebrachtes Ausgangszahnrad 21, das koaxial mit der Ausgangswelle 4b drehbar ist und im gezeigten Beispiel zwischen dem Drehmomentwandler 3 und dem durch die ersten und zweiten Planetensätze 9, 10 gebildeten Getriebezug angeordnet ist. Das Ausgangszahnrad 21 kämmt mit einem freilaufenden Zwischenzahnrad 22, das durch eine öffnung 23 in dem Getriebegehäuse 6 ragt und das Schaltgetriebe 4 mit dem in F i g. 2 gezeigten Leistungsverteiler-Getriebe 5 verbindet. Das Zwischenzahnrad 22 ist drehbar auf einer Weile befestigt, die mit einander axial gegenüberliegenden Ansätzen in geeigneten Lagern an dem Getriebegehäuse 6 abgestützt ist.

Wie deutlicher in F i g. 2 gezeigt ist, umfaßt das Leistungsverteiler-Getriebe 5 ein hohles Achsgehäuse 24, das an dem Getriebegehäuse 6 (Fig. 1) befestigt oder einstückig mit diesem ausgebildet ist, und eine linke und eine rechte Vorderrad-Antriebswelle 25,25', die in einer Linie parallel zu der Kurbelwelle la der Brennkraftmaschine 1 (F i g. 1), d. h., in Querrichtung der Fahrzeugkarosserie ausgerichtet sind. Das Getriebe 5 umfaßt ferner ein Übertragungszahnrad 26, das mit dem zuvor erwähnten Zwischenrad 22 kämmt, das, wie in F i g. 1 gezeigt ist, durch die öffnung 23 des Getriebegehäuses 6 ragt. Das Übertragungszahnrad 26 des Getriebes 5 ist auf einem Zahnradträger 27 befestigt und koaxial mit diesem drehbar. Wie in Fig.2 gezeigt ist, verläuft die linke Vorderrad-Antriebswelle 23 drehbar durch den Zahnradträger 27. Der Zahnradträger 27 ist mit einander axial gegenüberliegenden Ansätzen in Lagern 28, 28' auf dem Achsgehäuse 24 abgestützt.

Zu dem Leistur.gsverteiler-Getriebe 5 gehört ferner eine parallel zu den Antriebswellen 25, 25' verlaufende Verteilerwelle 29 und eine Geschwindigkeits-Umschaltung 66. Die Geschwindigkeits-Umschaltung 66 umfaßt ein mit dem Übertragungszahnrad 26 kämmendes Eingangszahnrad 31. Das Eingangszahnrad 31 weist einen axialen Lagerzapfen auf, der in einem Lager 67 in dem Achsgehäuse 24 abgestützt ist und eine in Richtung auf die Verteilerwelle 29 geöffnete axiale Sackbohrung aufweist. Die Verteilerwelle 29 ist ihrerseits mit einem Führungs-Endzapfen drehbar in der axialen Sackbohrung des Eingangszahnrades 31 gelagert, so daß die Verteilerwelle 29 und das Eingangszahnrad 31 in bezug aufeinander um ihre in einer Linie ausgerichteten Mittelachsen drehbar sind. Das Eingangszahnrad 31 weist ferner eine mit Außenriffelung versehene Scheibe 68 auf, die den Führungs-Endzapfen der Verteilerwelle 29 koaxial umgibt.

Bei dieser Anordnung der Verteilerwelle 29 und des Eingangszahnrades 31 umfaßt die Geschwindigkeitsumschaltung 66 ein Reduziergetriebe 69 mit einer parallel zu der Verteilerwelle 29 verlaufenden Reduziergetriebewelle 70, die mit beiden Enden an dem Achsgehäuse 24 abgestützt ist. Auf der Reduziergetriebewelle 70 ist drehbar eine einstückige Zahnradkombination 71 mit in axialem Abstand zueinander angeordneten erslen und zweiten Reduktionszahnrädern 72, 73 angebracht. Wie in F i g. 2 gezeigt ist, ist der Durchmesser der Reduktionszahnräder 72, 73 größer als der Durchmesser des Eingangszahnrades 31. Das erste Reduktionszahnrad 72 kämmt mit dem Eingangszahnrad 31, und das zweite

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Reduktionszahnrad 73 kämmt mit einem Langsamfahrt-Zahnrud 74, das drehbar auf einem axialen Abschnitt der Vcrteilerwelle 29 angebracht ist. Das Langsamfahrt-Zahnrad 74 weist eine mit Außenriffelung versehene Scheibe 75 auf, die axial in Richtung auf die ebenfalls außen geriffelte Scheibe 68 des Eingangszahnrades 31 vorspringt. Zwischen den geriffelten Scheiben 68,75 der Zahnräder 31 bzw. 74 ist ein ringförmiger, ebenfalls mit Außenriffelung versehener Hülsenträger 76 drehfest auf einem an den Führungs-Endzapfen angrenzenden Abschnitt der Verteilerwelle 29 befestigt. Die Außenriffelung des Hülsenträgers 76 fluchtet mit den Außenriffelungen der Scheiben 68 und 75 der Zahnräder 31, 74. Eine auf ihrer inneren Umfangswand geriffelte Kupplungshülse 77 ist auf den außen geriffelten Hülsenträger 76 aufgekeilt und auf diesem axial in beide Richtungen verschiebbar, so daß sie entweder mit der Außenriffelung der Scheibe 68 des Eingangszahnrades 31 oder mit der Außenriffelung der Scheibe 75 des Langsamfahrt-Zahnrades 74 in Eingriff gebracht werden kann. In einer äußeren Umfangswand weist die Kupplungshülse 77 eine umlaufende Nut auf, in die eine in Fi g. 2 strichpunktiert dargestellte Schaltgabel 78 eingreift. Die Schaltgabel 78 ist über ein mechanisches Verbindungsglied 79 mit einem nicht gezeigten, von Hand oder auf andere Weise zu betätigenden Geschwindigkeitsumschalter verbunden.

Gemäß F i g. 2 umfaßt das Leistungsverteilergetriebe 5 ferner eine mit Außenriffelung versehene Hohlwelle 40, die koaxial auf einem inneren axialen Endabschnitt der Verteilerwelle 29 befestigt ist. Die Hohlwelle 40 ist mit beiden Enden in Lagern 41,4Γ in dem Achsgehäuse 24 abgestützt. Die Hohlwelle 40 ist Teil einer Vorderrad-Kraftübertragung, die ferner ein vorderes Endreduziergetriebe 43 umfaßt. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt das Endreduziergetriebe 43 ein Ringzahnrad 44 mit Außenverzahnung, das mit einer Riffelung auf seiner inneren Umfangswand auf die mit Außenriffelung versehene Hohlwelle 40 aufgekeilt ist. Das Ringzahnrad 44 kämmt mit einem ersten Reduktionszuhrt.ad 45, das einen größeren Durchmesser als das Ringzahnrad 44 aufweist und das koaxial auf einer parallel zu der Verteilerwelle 29 verlaufenden hohlen Redu/.iergetriebewelle 46 drehbar ist. Ein zweites Reduklionszahnrad 47 von geringerem Durchmesser als das erste Reduktionszahnrad 45 ist einstückig mit dem ersten Reduktionszahnrad 45 hergestellt oder fest mit diesem verbunden und somit koaxial mit dem ersten Reduktionszahnrad 45 auf der Reduziergetriebewelle 46 drehbar. Wie in F i g. 2 gezeigt ist, ist die Reduziergetriebewelle 46 an beiden Enden mit Hilfe geeigneter Befestigungsmittel fest mit dem Achsgehäuse 24 verbunden. Das zweite Reduktionszahnrad 47 kämmt mit einem zwischen dem Lager 41 und dem Ringzahnrad 44 drehbar auf der Hohlwelle 40 angebrachten freilaufenden Zahnrad 48. Das freilaufende Zahnrad 48 kämmt seinerseits mit einem außenverzahnten Ringzahnrad 49, das um die Drehachse der linken Vorderrad-Antriebswelle 25 drehbar ist.

Die in der oben beschriebenen Weise durch die Hohlwelle 40, das Ringzahnrad 44, die ersten und zweiten Reduktionszahnräder 45, 47, das freilaufende Zahnrad 48 und das Ringzahnrad 49 gebildete Vorderrad-Kraftübertragung überträgt die Antriebsleistung über ein auf den Vorderrad-Antriebswellen 25, 25' angebrachtes Vorderrad-Differentialgetriebe 50 auf die Antriebswellen 25, 25'. Das Vorderrad-Differentialgetriebe 50 umfaßt einen hohlen Getriebekorb 51 mit einander axial gegenüberliegenden und jeweils mit einer Bohrung versehenen Ansätzen, die in Lagern 52,52' an dem Achsgehäuse 24 abgestützt sind. Der linke Ansatz des Differentialkorbes 51 weist auf seiner äußeren Umfangswand eine Außenriffelung auf. Das Ringzahnrad 49 ist auf die Außenriffelung des Ansav.es des Differentialkorbes 51 aufgekeilt. Somit ist der Differentialkorb 51 gemeinsam mit dem Ringzahnrad 49 auf einem in bezug auf das Fahrgestell inneren Endabschnitt der linken VorderradAntriebswelle 25 drehbar. Der Differentialkorb 51 umschließt zwei Paare von Kegelrädern 53, die jeweils auf einer von zwei senkrecht zueinander und zu der Drehachse des Differentialkorbes 51 in dem Differentialkorb 51 befestigten Querwellen 54 montiert sind. In F i g. 2 sind lediglich zwei der insgesamt vier Kegelräder und nur eine der beiden Querwellen 54 zu erkennen. Die einzelnen Kegelräder 53 sind einerseits gemeinsam mit dem Differentialkorb 51 und mit Querwellen 54 um die Drehachse der Vorderrad-Antriebswellen 25, 25' drehbar und andererseits unabhängig voneinander um die Mittelachsen ihrer jeweiligen Querwellen 54, d. h., um senkrecht zu der Drehachse des Differentialkorbes 51 verlaufende Achsen drehbar. Die vier Kegelräder 53 kämmen mit zwei ebenfalls von dem Differentialkorb 51 umschlossenen Seiten-Kegelrädern 55,55', die auf inneren Endabschnitten der Vorderrad-Antriebswellen 25 bzw. 25' befestigt und um deren Mittelachsen drehbar sind. Die in einer Linie in Querrichtung der Fahrzeugkarosserie ausgerichteten Antriebswellen 25,25' verlaufen von den Querwellen 54 aus durch axiale Bohrungen in den Seiten-Kegelrädern 55 bzw. 55' und durch die Bohrungen in den linken bzw. rechten Ansätzen des Differentialkorbes 51 nach außen. Die Vorderrad-Antriebswellen 25, 25' treiben in nicht gezeigter Weise über geeignete Kupplungseinrichtungen, wie beispielsweise Konstantgeschwindigkeits-Verbindungen das linke bzw. rechte Vorderrad des Kraftfahrzeugs an.

Das Leistungsverteilergetriebe 5 umfaßt ferner ein Umlenkgetriebe 56, das zu einer Hinterrad-Kraftübertragung gehört. Das Umlenkgetriebe 56 umfaßt ein koaxial zu der Verteilerwelle 29 ausgerichtetes Antriebs-Kegelrad 57 mit einem koaxial zu dem inneren Endabschnitt der Verteilerwelle 29 verlaufenden Schaft. Dieser Schaft des Kegelrades 57 ist in einem Lager 58 gelagert und drehbar in einem axialen Endabschnitt der auf der Verteilerwelle 29 befestigten Hohlwelle 40 abgestützt. Das Antriebs-Kegelrad 57 kämmt mit einem angetriebenen Kegelrad 59, dessen Drehachse mit der Drehachse des Antriebs-Kegelrades 57 einen rechten

so Winkel bildet, also in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie verläuft. Wie in F i g. 2 gezeigt ist, ist das angetriebene Kegelrad 59 mit einem Schaft in zwei auf dem Achsgehäuse 24 befestigten Lagern 60,60' gelagert. Das durch das Antriebs-Kegelrad 57 und das angetriebene Kegelrad 59 gebildete Umlenkgetriebe übersetzt die Drehung des Antriebs-Kegelrades 57 um eine quer zur Fahrzeugkarosserie liegende Achse in eine Drehung um eine in Längsrichtung des Fahrzeugs verlaufende Achse. Der Schaft des angetriebenen Kegelrades 59 ragt durch

eine in dem Achsgehäuse 24 gebildete öffnung 61 nach rückwärts aus dem Achsgehäuse 24 heraus. Obwohl dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, umfaßt die Hinterrad-Kraftübertragung außer dem zuvor beschriebenen Umlenkgetriebe 56 eine über eine geeignete Kupplung mit dem Schaft des angetriebenen Kegelrades 59 verbundene, in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie verlaufende Kardanwelle, ein hinteres Endreduziergetriebe mit einem Hinterrad-Differentialgetriebe und zwei von

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ίο

dem Differentialgetriebe ausgehende Hinterrad-Antriebswellen, die über geeignete Kupplungseinrichtungen das rechte bzw. das linke Hinterrad des Kraftfahrzeugs antreiben.

Das Leistungsverteilergetriebe 5 umfaßt ferner eine Zweirad/Vierrad-Umschaltkupplung 83, mit deren Hilfe das obenerwähnte Antriebs-Kegelrad 57 und damit die Hinterrad-Kraftübertragung des Antriebssystems von der Verteilerwelle 29 getrennt werden kann. Die Hohlwelle 40, die ein Ende der Verteilerwelle 29 und ein Ende des Schaftes des Antriebs-Kegelrades 57 des Umlenkgetriebes 56 übergreift, ist an einem Ende mit einer Außenriffelung versehen. Auch der Schaft des Kegelrades 57 ist auf seiner äußeren Umfangswand mit einer Riffelung versehen, die mit der Riffelung der Hohlwelle 40 fluchtet. Eine Kupplungshülse 84 ist auf ihrer inneren Umfangswand mit einer Riffelung versehen und derart auf den geriffelten Abschnitt der Hohlwelle 40 aufgekeilt, daß sie in Axialrichtung über den geriffelten Schaftabschnitt des Kegelrades 57 schiebbar und mit dessen Riffelung in Eingriff bringbar ist. Die Kupplungshülse 84 weist in ihrer äußeren Umfangswand eine umlaufende Nut auf, in die eine nicht gezeigte Schaltgabel eingreift. Die Schaltgabel ist ihrerseits über nicht gezeigte mechanische Verbindungseinrichtungen mit einer von Hand oder auf andere Weise zu betätigenden Zweirad/Vierrad-Umschalteinrichtung verbunden.

Im folgenen werden anhand der F i g. 1 und 2 die Wirkungsweise des oben beschriebenen Allradantriebes erläutert.

Wenn die Brennkraftmaschine 1 in Betrieb ist, wird die an der Kurbelwelle la der Brennkraftmaschine 1 zur Verfügung stehende Antriebsleistung durch den Drehmomentwandler 3 unter Vervielfachung des Drehmoments auf die Eingangswelle 4a des Schaltgetriebes 4 übertragen. Die Eingangswelle 4a rotiert daher in einer vorgegebenen Richtung um ihre Längsachse. Wenn unter diesen Bedingungen das Schaltgetriebe 4 in seiner Neutralstellung gehalten wird, sind sämtliche Reibeinrichtungen des automatischen Schaltgetriebes 4, wie die Kupplungen 13, 14, das Bremsband 17 und die Bremse 18 außer Betrieb, so daß die Eingangswelle 4a rotiert, ohne Antriebsleistung an die Ausgangsweile 4b des Schaltgetriebes 4 abzugeben. Die Ausgangswelle 4b befindet sich daher in Ruhe. Folglich wird keine Antriebsleistung von dem Schaltgetriebe 4 auf das Leistungsverteiler-Getriebe 5 übertragen.

Wenn jedoch zwei beliebige der Reibeinrichtungen des Schaltgetriebes 4 betätigt werden, wird durch das Schaltgetriebe 4 entweder eines der drei Vorwärtsoder das Rückwärts-Übersetzungsverhältnis hergestellt. Unter dieser Bedingung wird die durch den Drehmomentwandler 3 von der Kurbelwelle la auf die Eingangswelle 4a übertragene Antriebsleistung durch das Zusammenwirken einiger Komponenten der beiden Planetensätze 9, 10 auf die Ausgangswelle 4b übertragen. Die Ausgangswelle 4b rotiert daher mit einer Drehzahl, die zu der Drehzahl der Eingangswelle 4a in dem ausgewählten Übersetzungsverhältnis steht Die Drehung der Ausgangswelle 4b wird über das Ausgangszahnrad 21 und weiter über das freilaufende Zwischenzahnrad 22 und das Übertragungszahnrad 26 auf das Eingangszahnrad 31 des Leistungsverteiler-Getriebes 5 übertragen.

Wenn die Schaltgabel 78 in einer Stellung gehalten wird, in der die Kupplungshülse 77 sowohl mit dem Hülsenträger 76 als auch mit der geriffelten Scheibe 75 des Langsamfahrt-Zahnrades 74 in Eingriff steht, ist das Eingangszahnrad 31 von der Kupplungshülse 77 abgekoppelt. Infolgedessen wird die von dem Schaltgetriebe 4 (Fig. 1) über das freilaufende Zwischenzahnrad 22 (Fig. 1) und das Übertragungszahnrad 26 auf das Eingangszahnrad 31 übertragene Antriebsleistung über die ersten und zweiten Reduktionszahnräder 72, 73 der Zahnradkombination 71, das Langsamfahrt-Zahnrad 74, die Kupplungshülse 77 und den Hülsenträger 76 auf die Verteilerwelle 29 übertragen. Durch die ersten und zweiten Reduktionszahnräder 72, 73 der Zahnradkombination 71 findet dabei eine Übersetzung ins Langsame statt. Unter dieser Bedingung werden die Vorder- und Hinterräder des Fahrzeugs mit verminderter Drehzahl und entsprechend erhöhtem Drehmoment angetrieben.

Wenn dagegen mit Hilfe der Schaltgabel 78 die Kupplungshülse 77 derart verschoben wird, daß sie mit der Scheibe 68 des Eingangszahnrades 31 in Eingriff tritt, ist der Hülsenträger 76 über die Kupplungshülse 77 direkt mit dem Eingangszahnrad 31 verbunden, so daß die Antriebsleistung unter Umgehung des Reduziergetriebes 69 über die Scheibe 68 des Zahnrades 31, die Kupplungshülse 77 und den Hülsenträger 76 von dem Eingangszahnrad 31 auf die Verteilerwelle 29 übertragen wird. Unter dieser Bedingung rotiert die Verteilerwelle 29 gemeinsam mit dem Eingangszahnrad 31, so daß der Antrieb der Vorder- und Hinterräder des Fahrzeugs mit höherer Drehzahl und kleinerem Drehmoment erfolgt.

Die auf diese Weise auf das Eingangszahnrad 31 des Leistungsverteiler-Getriebes 5 übertragene Antriebsleistung wird über die Verteilerwelle 29 auf die auf dieser Welle angebrachte Hohlwelle 40 übertragen. Wenn nun die Kupplungshülse 84 auf dem Endabschnitt der Hohlwelle 40 in einer axialen Position gehalten wird, in der sie mit der Außenriffelung des Schaftes des Antriebs-Kegelrades 57 des Umlenkgetriebes 56 in Eingriff steht, wird die auf die Hohlwelle 40 übertragene Antriebsleistung in zwei Komponenten aufgeteilt, von denen eine über die Hohlwelle 40 auf das Ringzahnrad 44 des Endreduziergetriebes 43 und die andere von der Hohlwelle 40 auf das Antriebs-Kegelrad 57 des Umlenkgetriebes 56 übertragen wird. Die auf das Ringzahnrad 44 übertragene Antriebsleistung wird über das erste Reduktionszahnrad 45, die hohle Reduziergetriebewelle 46, das zweite Reduktionszahnrad 47, das freilaufende Zahnrad 48 und das Ringzahnrad 49 auf den Differentialkorb 51 des Vorderrad-Differentialgetriebes

50 übertragen. Bei der Übertragung der Antriebsleistung von dem Ringzahnrad 44 auf den Differentialkorb

51 wird die Drehzahl mit Hilfe des durch die ersten und zweiten Reduktionszahnräder 45,47 gebildeten Vorderrad-Endreduziergetriebes 43 verringert. Der in dieser Weise angetriebene Differentialkorb 51 des Differentialgetriebes 50 rotiert um die in einer Linie ausgerichteten Drehachsen der Vorderrad-Antriebswellen 25, 25' und treibt seinerseits die Kegelräder 53 an, so daß diese ebenfalls um die Drehachsen der Antriebswellen 25,25' rotieren. Durch die Kegelräder 53 des Differentialgetriebes 50 wird die Antriebsleistung erneut in zwei Komponenten aufgeteilt, von denen eine auf das linke Seiten-Kegelrad 55 und die andere auf das rechte Seiten-Kegelrad 55' übertragen wird. Von den Seiten-Kegelrädern 55, 55' aus wird die Antriebsleistung weiter durch die linke bzw. rechte Antriebswelle 25 bzw. 25' und die zuvor erwähnten Kupplungseinrichtungen auf die linken und rechten Vorderräder des Kraftfahrzeugs übertragen, die sich daraufhin um ihre jeweiligen Achsen drehen.

Unter diesen Bedingungen wird die von der Verteiler-

32 OO

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welle 29 auf die auf dieser Verteilerwelle montierte Hohlwelle 40 übertragene Antriebsleistung nicht nur in der oben beschriebenen Weise auf das Vorderrad-Endreduziergetriebe 43, sondern auch über die Kupplungshülse 84 auf das Antriebs-Kegelrad 57 des Umlenkge- triebes 56 und weiter auf das angetriebene Kegelrad 59 dieses Umlenkgetriebes übertragen. Die Drehung des angetriebenen Kegelrades 59 überträgt sich über Kupplungen und über die Kardanwelle auf das hintere Endreduziergetriebe. Durch das Hinterrad-Differentialgetriebe wird der auf die Hinterräder wirkende Anteil der Antriebsleistung auf die beiden Hinterrad-Antriebswellen aufgeteilt. Diese Antriebswellen treiben daraufhin die linken und rechten Hinterräder des Kraftfahrzeugs an, die sich daraufhin ebenfalls um ihre jeweiligen Achsen drehen.

Wenn andererseits die Kupplungshülse 84 der Zweirad/Vierrad-Umschaltkupplung 84 in einer Stellung gehalten wird, in der sie nicht mit dem Antriebs-Kegelrad 57 des Umlenkgetriebes 56 in Eingriff steht, wird die von der Verteilerwelle 29 auf die auf dieser Verteilerwelle montierte Hohlwelle 40 übertragene Antriebsleistung lediglich auf das Vorderrad-Endreduziergetriebe 43 und nicht über die Kupplungshülse 84 auf das Antriebs-Kegelrad 57 des Unilenkgetriebes 56 übertragen. In diesem Fall wird daher keine Antriebsleistung von dem angetriebenen Kegelrad 59 über die Kardanwelle und die zuvor erwähnten Kupplungen auf das Hinterrad-Endreduziergetriebe übertragen. Die Hinterräder des Fahrzeugs werden daher nicht über die linken und rechten Hinterrad-Antriebswellen angetrieben.

Während bei der obigen Beschreibung angenommen wurde, daß das durch den erfindungsgemäßen Vierradantrieb angetriebene Kraftfahrzeug einen Frontmotor aufweist, kann der erfindungsgemäße Vierradantrieb in geeigneten Ausführungsformen auch für Fahrzeuge mit querlicgendem Mittel- oder Heckmotor verwendet werden. In diesem Fall kann das Übertragungszahnrad 26 des Leistungsverteiler-Getriebes 5 oberhalb der vorderen oder hinteren linken oder rechten Radachsen angebracht sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

32 OO 275 Patentansprüche:

1. Vierradantrieb für Fahrzeuge mit wenigstens zwei Vorderrädern und zwei Hinterrädern,
einer Antriebseinheit mit querliegender Ausgangswelle,

einem Schaltgetriebe mit ebenfalls querliegenden Eingangs- und Ausgangswellen und Zahnradsätzen zur selektiven Herstellung eines von mehreren Übersetzungsverhältnissen zwischen der Ausgangswelle des Schaltgetriebes und der mit der Ausgangswelle der Antriebseinheit verbundenen Eingangswelle des Schaltgetriebes und mit einem gemeinsam mit der Ausgangswelle des Schaltgetriebes drehbaren Ausgangszahnrad,

einem Verteilergetriebe zur Aufteilung der von dem Ausgangszahnrad des Schaltgetriebes übertragenen Antriebsleistung in zwei Komponenten mit