DE3428865C1 - Kraftfahrzeug mit einer blockiergeschützten Bremsanlage und Allradantrieb - Google Patents

Description

• An einem jeden Rad 14, 16 ist eine Scheibenbremse 26, 28 vorgesehen, welche Scheibenbremsen durch Druckmittelleitungen 30 mit einen nicht näher darge- stellten Bremssystem 32 des Kraftfahrzeuges verbunden sind. Das Bremssystem 32 wird in bekannter Weise durch Betätigen eines Bremspedales 34 aktiviert. Zudem ist an einem jeden Rad bzw. einem mit dem Rad rotierenden Wellenabschnitt je ein Sensor 36 angeordnet, welcher die Drehgeschwindigkeit des jeweiligen Rades sowie deren Ableitungen erfaßt und über elektrische Leitungen 38 einer Steuerelektronik 40 eines in das Bremssystem 32 integrierten Bremsblockierschutzsystemes (z. B. ABS) übermittelt. Durch die Steuerelektronik 40 sowie entsprechende Servo- und Ventileinrichtungen wird dann der Bremsdruck in den Bremsorganen derart moduliert, daß im wesentlichen ein Blockieren der Räder selbst bei nur geringen Fahrbahn-Haftwerten vermieden ist. Das Bremsblockierschutzsystem bildet für sich nicht den Gegenstand der Erfindung und ist deshalb an dieser Stelle auch nicht näher erläutert.
• Das selbsttätige Sperrdifferential 6 weist zwei Schnecken 42, 44 auf, welche mit jeweils drei umfangsmäßig über die Schnecken 42 bzw. 44 verteilten Schnekkenräderpaaren 46, 48 in Eingriff sind. Die Schneckenräderpaare 46,48 sind unter Verwendung von Bolzen 50 im Ausgleichsgehäuse 52 des Sperrdifferentiales 6 drehbar gelagert. Die Schnecken 42, 44 und die Schneckenräder 46, 48 bilden je ein Schneckengetriebe, welches in der Antriebs-Kraftflußrichtung selbsthemmend wirkt.
• Das Ausgleichgehäuse 52 ist mit einem Wellenstummel 54 mit einer Kerbverzahnung versehen, auf welchen die Hohlwelle 18 des Wechselgetriebes 4 mit einer komplementären Innenverzahnung aufgeschoben ist. Ferner ist das Ausgleichgehäuse 52 über koaxiale Lagerabschnitte 56, 58 im Wechselgetriebe 4 drehbar gelagert.
• Durch den Wellenstummel 54 hindurch erstreckt sich die Abtriebswelle 20, auf welcher innerhalb des Ausgleichsgehäuses 52 die Schnecke 42 aufgekeilt ist. Die bezüglich ihres Teilkreisdurchmessers größere Schnekke 44 sitzt auf der Abtriebswelle 22 für den Antrieb des hinteren Achsdifferentiales 10.
• Zu beiden Stirnseiten der Schneckenräder 46 bzw. 48 sind jeweils Stirnzahnräder 60, 62 angeordnet, welche mit den Schneckenrädern 46, 48 drehfest verbunden sind und miteinander in Eingriff sind. Zwischen den Stirnseiten des Ausgleichsgehäuses 52 und den dazu benachbarten Stirnseiten der Schnecken 42, 44 sind Reibscheiben 64 eingelegt, über die neben den Zahneingriffen der Sperrwert des Differentiales 6 in gewissem Umfang beeinflußbar ist.
• Wird das Kraftfahrzeug über das Zwischenachs-Sperrdifferential 6 bei an allen Rädern 14, 16 gleichen Boden-Haftwerten angetrieben, so erfolgt innerhalb des Ausgleichsgehäuses 52 kein oder nur ein geringfügiger Ausgleich zwischen den Abtriebswellen 20, 22. Aufgrund des größeren Teilkreisdurchmessers der Schnekke 44 wird auf die hintere Abtriebswelle 22 ein höheres Antriebsmoment im Verhältnis 60 : 40 ausgeübt.
• Bei einer größeren Drehzahldifferenz zwischen den Abtriebswellen 20, 22, bedingt durch unterschiedlichen Schlupf, tritt der Selbsthemmungseffekt zwischen den Schnecken 42, 44 und den Schneckenrädern 46, 48 ein, der eine selbsttätige Sperrung des Sperrdifferentiales 6 ergibt. Der Sperrfaktor, d. h. der Faktor mit dem das übertragbare, minimale Moment multipliziert wird, ist durch Wahl der Schneckenverzahnung und der Reibscheiben bis 1:10variabel.
• Sofern aufgrund einer stärkeren Abbremsung der Vorderräder 14, bewirkt durch das Bremssystem des Kraftfahrzeuges, ein abruptes Abbremsen der entsprechenden Abtriebswelle 20 erfolgt, wird ein entsprechender Ausgleich durch Verzögerung des Ausgleichsgehäuses 52 und der damit trieblich verbundenen Antriebswelle erzielt, wobei hier aufgrund des umgekehrten Kraftflusses keine Selbsthemmung auftritt.
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Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Kraftfahrzeug mit einer Antriebsquelle, einem Geschwindigkeits-Wechselgetriebe und einem Zwischenachs-Sperrdifferential mit selbsttätig sperrendem Ausgleich, welches Sperrdifferential über Abtriebswellen und ein vorderes und ein hinteres Achsdifferential die Vorderräder und Hinterräder des Kraftfahrzeuges permanent antreibt, sowie mit an jedem Rad angeordneter Bremse, welche Bremsen mittels eines Antiblockier-Regelsystems (ABS) geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrdifferential (6) einen Schneckengetriebe-Ausgleich mit an den Abtriebswellen (20,22) angeordneten Schnecken (42, 44) und im Ausgleichsgehäuse (ã2)drehbar gelagerten Schneckenrädern (46, 48) aufweist, wobei die Schneckenräder über Stirnräder (60, 62) trieblich untereinander verbunden sind.
2. 2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (44) an der Antriebswelle (22) für die Räder (16) einer Achse des Kraftfahrzeuges mit einem derart großeren Teilkreisdurchmesser als die andere Schnecke (42) ausgeführt ist, daß sich bei gleichen Haftwerten an den Rädern eine ungleiche Momentenverteilung vorzugsweise von 30 70 bis 40 :60, ergibt Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer blockiergeschützten Bremsanlage und einem Allradantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

   In neuerer Zeit kommen vermehrt Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, in Verkehr, die mit einem permanenten Allradantrieb ausgestattet sind.

   Unter permanenter Allradantrieb ist zu verstehen, daß die Vorder- und die Hinterräder des Kraftfahrzeuges unabhängig von den Fahrbahnbedingungen und der Geschwindigkeit ständig angetrieben sind. Um Verspannungen im Antriebssystem aufgrund unterschiedlicher Abrollwege der vorderen und hinteren Räder zu vermeiden, ist ein Zwischenachsdifferential unabdingbar.

   Soll weiterhin vermieden werden, daß aufgrund der Ausgleichsfunktion des Zwischenachsdifferentiales, insbesondere bei ungleichen Bodenhaftwerten, zwischen der vorderen und der hinteren Achse, die Räder einer Achse durchrutschen, so ist ein Sperrdifferential als Zwischenachsdifferential angezeigt.

   Wird zum einen durch den Allradantrieb eine hohe Fahrsicherheit bei hohen Fahrleistungen und beim Beschleunigen erzielt, so kann zum anderen bei negativen Beschleunigungen aufgrund der Betätigung des Bremssystemes des Kraftfahrzeuges die Fahrsicherheit durch den Einsatz eines Antiblockiersystemes (ABS) erhöht werden. Es ist offensichtlich, daß durch die Kombination von Allradantrieb und ABS ein besonders vorteilhaftes Fahrverhalten eines Kraftfahrzeuges hinsichtlich der Traktion der Räder zur Fahrbahn gegeben ist.

   Aufgabe der Erfindung ist es nunmehr, das gattungsgemäße Kraftfahrzeug derart auszubilden, daß ein funktionell besonders gutes Zusammenwirken von Allradantrieb und ABS bei allen Betriebssituationen sichergestellt ist.

   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

   Wie sich überraschend herausgestellt hat, sind mit dem angeführten Zwischenachs-Sperrdifferential, welches hinsichtlich seiner Bauart als Achsdifferential Stand der Technik ist, genau die Voraussetzungen voll erfüllbar, die im Zusammenwirken mit einem Brems-Anti-Blokkierschutzsystem erforderlich sind. Neben der auch anderen Sperrdifferentialen eigenen Funktion, nämlich kleine Drehzahldifferenzen zwischen dem vorderen und dem hinteren Differential zu ermöglichen (z. B. beim Durchfahren von Kurven sowie bei geringeren Antriebsschlupfen), aber große Differenzdrehzahlen z. B.

   beim Beschleunigen (Durchdrehen einer Achse) zu verhindern, läßt es relativ große Differenzdrehzahlen zwischen vorne und hinten auch dann zu, wenn z. B. bei einer Vollbremsung die Räder der Vorderachse blockieren oder zumindest nahezu blockieren. Eine derartige Auslegung des ABS ist durchaus erwünscht Zudem kann die Antiblockierregelung dadurch auf sehr niedrige Haftwerte ausgelegt werden, ohne daß durch den dann schädlichen Einfluß des Zwischenachs-Sperrdifferentiales ungewollt die Hinterachse überbremst oder die Bremswirkung des Kraftfahrzeuges unnötig herabgesetzt würde.

   Während andere Sperrdifferentiale aufgrund ihrer unabhängig von der Kraftflußrichtung ausgeübten Sperrwirkung die Funktion des Bremsblockierschutzes insbesondere bei sehr niedrigen Fahrbahn-Haftwerten beeinträchtigen können, konnten mit dem erfindungsgemäßen Zwischenachs-Sperrdifferential bei einschlägigen Versuchen keine nachteiligen Auswlrkungen festgestellt werden.

   Durch die Merkmale des Patentanspruches 2 kann mit dem Zwischenachs-Sperrdifferential mit einfachen Mitteln auch eine Antriebs-Momentenverteilung erzielt werden, welche vorzugsweise auf die Hinterräder des Kraftfahrzeuges ein höheres Antriebsmoment als auf die Vorderräder ergibt, wobei diese Momentenverteilung keine nachteiligen Auswirkungen auf das funktionelle Zusammenspiel zwischen Allradantrieb und ABS zeigt Die Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten anhand einer schematischen Zeichnung näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt in F i g. 1 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mit Allradantrieb und einem blockiergeschützten Bremssystem und in F i g. 2 das erfindungsgemäße Sperrdifferential in perspektivischer, teilweise aufgebrochener Darstellung.

   Das Kraftfahrzeug weist als- Antriebsquelle eine Brennkraftmaschine 2 auf, welche im wesentlichen über ein nachgeschaltetes Geschwindigkeits-Wechselgetriebe 4, ein Zwischenachs-Sperrdifferential 6, die Achsdifferentiale 8, 10 sowie über entsprechende Antriebs-Gelenkwellen 12 die Vorderräder 14 bzw. die Hinterräder 16 antreibt.

   Das Sperrdifferential 6 wird über eine hohle Antriebswelle 18 des Wechselgetriebes 4 angetrieben. Der Kraftfluß verläuft ferner über eine durch die Antriebswelle 18 rückgeführte Abtriebswelle 20 zum vorderen Achsdifferential 8 sowie über eine nach hinten gerichtete Abtriebswelle 22 und eine Kardanwelle 24 zum hinteren Achsdifferential 10. Zumindest das hintere Achsdifferential 10 kann ebenfalls ein bekanntes, handelsübliches Sperrdifferential sein.