DE3203707C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer vorderen und einer hinteren antreibbaren Achse gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruches 1.

In der DE-OS 29 76 477 ist ein Kraftfahrzeug beschrieben, bei dem mittels einer schnell schaltenden Lamellenkupplung die vordere Achse des Kraftfahrzeuges zugeschaltet wird, sobald die Betriebsbremse be­ tätigt wird. Hintergrund dieser Maßnahme ist es, unter bestimmten Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeuges das Fahrverhalten, insbeson­ dere die Bremsleistung des Kraftfahrzeuges, zu verbessern.

Durch die DE-OS 30 34 230 ist es ferner bekannt, die hintere Achse eines Kraftfahrzeuges mittels einer hydraulisch beaufschlagten La­ mellenkupplung bei bestimmten Betriebsbedingungen, inbesondere bei niedriger Drehzahl und hoher Last der Brennkraftmaschine, zuzuschal­ ten.

Beide Entgegenhaltungen beschreiben aber Antriebssysteme ohne Zwi­ schenachsdifferential, bei denen im Allradbetrieb Antriebsverspan­ nungen mit den bekannten Auswirkungen auf die Fahrstabilität und den Fahrkomfort auftreten können.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ausgehend von dem gattungsge­ mäßen Kraftfahrzeug mit einer vorderen und einer hinteren antreib­ baren Achse dessen Fahrverhalten bei bestimmten Betriebsbedingungen durch funktionellen Wechsel der Antriebsart zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Durch die erfindungsgemäß kombinierte Betätigung der Sperre des Zwi­ schenachsdifferentiales einerseits und der schnell schaltenden Kupp­ lung im Antriebsstrang der vorderen Achse kann reibungslos und funk­ tional günstig von Allradantrieb auf Heckantrieb oder umgekehrt um­ geschaltet werden, wobei Antriebsstöße oder Zugkraftunterbrechungen vermieden sind. So kann ohne merkbaren Verlust kurzzeitig der perma­ nente Allradantrieb abgeschaltet werden, wenn ein driftendes Heck­ teil des Kraftfahrzeuges beispielsweise beim Durchfahren einer be­ sonders engen Kurve (Kurvenradius Wenderadius des Kraftfahrzeuges) vorteilhaft ist. Zusätzlich kann durch sofortiges Wiederzuschalten der Vorderachse schnellstens das Allrad-Fahrverhalten wieder herge­ stellt werden, so daß beispielsweise beim Beschleunigen aus der Kur­ ve bereits wieder mit Allradantrieb gefahren wird.

Gemäß Anspruch 2 kann die Kupplung und die Sperre automatisch abhän­ gig von Lenkbewegungen des Kraftfahrzeuges geschaltet sein; d. h., daß bei einem Einschlagen der Lenkung bis zu einem Lenkanschlag ein Schalter betätigt wird, welcher die Kupplung und die Sperre schaltet und somit die Antriebsverbindung zur Vorderachse unterbricht. Selbst­ verständlich kann der Schalter derart ausgebildet sein, daß zu des­ sen Betätigung ein fühlbarer Widerstand am Lenkrad bei vollem Lenk­ einschlag zu überwinden ist. Dadurch ist ein unbeabsichtigtes Ab­ schalten des Allradantriebes durch den Fahrer ausgeschlossen.

Besonders einfach kann die Betätigung der Kupplung und der Sperre mittels eines beide Funktionen kombinierenden Schalters durchgeführt werden; der Schalter kann so angeordnet sein, daß er auch von einem Beifahrer bequem erreichbar ist. Bei einer Wettbewerbsfahrt kann so­ mit gegebenenfalls das Ab- und Zuschalten der vorderen Achse auch von einem Beifahrer vorgenommen werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzel­ heiten näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes, allradgetriebenes Kraftfahrzeug in schema­ tischer Darstellung, mit einer über eine hydraulisch betätigte Lamellenkupplung abschaltbaren vorderen Achse und

Fig. 2 die als Lamellenkupplung ausgebildete Sperre des Zwischenachsdiffe­ rentiales im Schnitt.

Die Antriebsvorrichtung setzt sich im wesentlichen aus einer Brennkraftmaschi­ ne 2 als Antriebsquelle, einem nachgeschalteten Geschwindigkeits-Wechselgetrie­ be 4, einem Zwischenachsdifferential 6 und aus zwei Achsdifferentialen 8, 10 zu­ sammen.

Das Zwischenachsdifferential 6, ein Kegelraddifferential bekannter Bauart, wird über eine hohle Antriebswelle 12 mit einem angeformten Ausgleichsgehäuse 14 an­ getrieben. In dem Ausgleichsgehäuse 14 sind auf einem Mitnehmerbolzen 16 zwei Kegelräder 18, 20 gelagert, welche mit zwei Antriebskegelrädern 22, 24 in Ein­ griff sind.

Das Antriebskegelrad 22 sitzt fest auf einer Antriebswelle 26, welche sich durch die hohle Antriebswelle 12 erstreckt und das Achsdifferential 8 und weiter über Antriebswellen 28, 30 die lenkbaren Vorderräder der vorderen Achse des Kraftfahrzeuges antreibt. Das Abtriebskegelrad 24 ist auf einer Abtriebs­ welle 32 befestigt, welche über eine Kardanwelle 34, das Achsdifferential 10 und über Antriebswellen 36, 38 die Hinterräder der hinteren Achse des Kraftfahrzeuges antreibt.

Am Ausgleichsgehäuse 14 und auf der Abtriebswelle 32 ist eine hydraulisch betätigte Lamellenkupplung 40 angeordnet, welche als Sperre für das Zwischen­ achsdifferential 6 dient.

Desgleichen ist benachbart dem Ausgleichsgehäuse 42 des vorderen Achsdiffe­ rentiales 8 an einer zweiteiligen Kegelrad-Abtriebswelle 44 eine hydraulisch betätigte Lamellenkupplung 46 angeordnet, mittels der die Antriebsverbindung zu den Vorderrädern des Kraftfahrzeuges unterbrechbar ist. Die Lamellenkupp­ lung 46 ist im wesentlichen gleich der Lamellenkupplung 40 aufgebaut und deshalb nicht näher beschrieben.

Die Lamellenkupplungen 40, 46 sind über Leitungen 48, 50 mit einem elektro­ hydraulischen Steuerventil 52 verbunden. Das Steuerventil 52 ist in zumindest zwei Schaltstellungen schaltbar, in denen es jeweils eine Lamellenkupplung mit einer Vorlaufleitung 54 einer hydraulischen Druckpumpe 56 und die andere Lamellenkupplung mit einer drucklosen Rücklaufleitung 58 verbindet, welche andererseits in ein Flüssigkeitsreservoir 60 mündet. Dadurch ist jeweils die eine Lamellenkupplung geöffnet und die andere geschlossen, so daß in der einen Schaltstellung ein permanenter Allradantrieb mit wirksamen Zwischen­ achsdifferential 6 und in der anderen Schaltstellung bei geschlossener La­ mellenkupplung 40 und geöffneter Lamellenkupplung 46 nur ein Hinterradan­ trieb vorliegt.

Das Steuerventil 52 wird über zwei Unterbrecherschalter 62, 64 angesteuert, welche mittels eines an der nicht näher dargestellten Zahnstangenlenkung 66 des Kraftfahrzeuges befestigten Hebels 68 betätigt werden. Der Hebel 68 ist so angeordnet, daß er jeweils einen der Unterbrecherschalter 62, 64 bei voll eingeschlagener Lenkung schließt und dabei das Steuerventil 52 bei geschlos­ senem Zündschalter 70 mit dem Pluspotential einer Batterie 72 verbindet. Dem­ entsprechend schaltet das Steuerventil 52 von der einen permanenten Allradan­ trieb entsprechenden Schaltstellung auf Hinterradantrieb um.

Es versteht sich, daß das Steuerventil 52 auch noch eine weitere Schaltstel­ lung aufweisen kann, mittels der nur die Lamellenkupplung 40 bzw. die Sperre des Zwischenachsdifferentiales 6 schaltbar ist, so daß bei geschlossener La­ mellenkupplung 46 auch ein starrer Durchtrieb zwischen der vorderen und der hinteren Achse verwirklichbar ist. Bei bereits auf starren Durchtrieb geschal­ teten Antriebsaggregat wäre logischerweise bei einem Umschalten auf Hinter­ radantrieb nur die Lamellenkupplung 46 zu betätigen.

Die Lamellenkupplung 40 (siehe Fig. 2) weist ein topfförmiges, geschlossenes Kupplungsgehäuse 74 auf, welches am Ausgleichsgehäuse 14 des Zwischenachsdif­ ferentiales 6 befestigt ist. Innerhalb des Kupplungsgehäuses 74 sind innere und äußere Kupplungslamellen 76, 78 vorgesehen, von denen die äußeren Kupp­ lungslamellen 76 unverdrehbar im Kupplungsgehäuse 74 und die inneren Kupp­ lungslamellen 78 unverdrehbar auf einer Nabe 80 gehalten sind. Die Nabe 80 ist mittels einer Keilverbindung unverdrehbar auf der Abtriebswelle 32 gehal­ ten.

An das Kupplungsgehäuse 74 ist eine stirnseitige Platte 82 mit einem inneren Ringteil 84 angeschraubt. Das Ringteil 84 und das Kupplungsgehäuse 74 bilden Führungsflächen für einen axial verschiebbaren Ringkolben 86, der somit eine volumenveränderliche Kammer 88 begrenzt. Der Ringkolben 86 wirkt unter Zwi­ schenschaltung einer Anpreßplatte 90 auf die Kupplungslamellen 76, 78.

Die Kammer 88 kann über Kanäle 92 im Ringteil 84, Ringkanäle 94, 96 sowie einem Längskanal 98 in der Abtriebswelle 32 und einem im nicht näher darge­ stellten Getriebegehäuse 100 ausgebildeten Kanal 102 an das elektrohydrauli­ sche Steuerventil 52 angeschlossen werden.

Abweichend von der Fig. 1 sind jedoch die Lamellenkupplungen 40, 46 manuell über einen zweistufigen Schalter 104 geschaltet. Das Steuerventil 52 kann drei Schaltstellungen einnehmen, wobei in der in der Fig. 2 gezeichneten Ru­ hestellung die Lamellenkupplung 40 gelöst und die Lamellenkupplung 46 unter Druck steht, so daß ein Allradantrieb des Kraftfahrzeuges mit wirksamen Zwi­ schenachsdifferential 6 eingeschaltet ist.

Beim Schalten des Schalters 104 in die Schaltstellung I wird auch die Lamel­ lenkupplung 40 durch Verbinden mit der Vorlaufleitung 54 der Druckpumpe 56 angezogen und damit ein starrer Durchtrieb zwischen der vorderen und der hin­ teren Achse des Kraftfahrzeuges bewirkt. Bei einem weiteren Betätigen des Schalters 104 in die Schaltstufe II verbindet das Steuerventil 52 die Lamel­ lenkupplung 46 mit dem drucklosen Rücklauf 58, wodurch das Kraftfahrzeug nur noch an der hinteren Achse angetrieben ist. Der Schalter 104 ist im Kraftfahrzeug beispielsweise am nicht dargestellten Armaturenbrett derart an­ geordnet, daß er sowohl vom Fahrer als auch vom Beifahrer betätigbar ist.

Von entscheidender Wichtigkeit für die Erfindung ist die Verwendung einer schnellschaltenden Kupplung, welche unabhängig vom Lastzustand und von Zahn­ eingriffsverhältnissen des Antriebsaggregates ein sofortiges Umschalten der Antriebsart ermöglicht, wenn bestimmte Betriebssituationen des Kraftfahrzeu­ ges, beispielsweise beim Durchfahren von sehr engen Kurven, dies erforderlich machen.

Claims (4)

1. Kraftfahrzeug mit einer vorderen und einer hinteren Achse, welche Achsen über ein vorderes und ein hinteres Achsdifferential an­ treibbar sind und der Antrieb der vorderen Achse über eine schnell schaltende Kupplung, insbesondere eine hydraulisch beauf­ schlagte Lamellenkupplung, abschaltbar bzw. zuschaltbar ist, da­ durch gekennzeichnet, daß

• a) die Achsdifferentiale (8, 10) über ein Zwischenachsdifferen­ tial (6) mit einer Sperre (40) antreibbar sind,
• b) die Sperre (40) ebenfalls durch eine schnell schaltende Kupp­ lung, insbesondere eine hydraulisch beaufschlagbare Lamellen­ kupplung, gebildet ist und
• c) die Kupplung (44) des vorderen Achsdifferentiales (8) nur gleichzeitig mit der als Sperre wirkenden Kupplung (40) oder beim Abschalten der vorderen Achse nach dem Betätigen der Sperre bzw. beim Zuschalten umgekehrt betätigbar ist.

2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (46) und die Sperre (40) automatisch von mit der Lenkung (66) des Kraftfahrzeuges zusammenwirkenden Schaltern (62, 64) derart betätigt wird, daß bei vollem Lenkeinschlag in Kurven die vordere Achse abgeschaltet ist.

3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung der Sperre (40) und der Kupplung (46) mittels eines die beiden Funktionen verbindenden Schalters (104) gesteuert ist.

4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (104) so im Kraftfahrzeug angeordnet ist, daß er vom Fahrer und von einer neben dem Fahrer sitzenden Person betätigbar ist.