DE3435785C2

DE3435785C2 - Antriebsblock für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE3435785C2
Application number: DE3435785A
Authority: DE
Inventors: Thomas S. Northville Mich. Moore
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1983-10-05
Filing date: 1984-09-28
Publication date: 1985-12-12
Also published as: GB2148416B; JPS6094821A; GB8424778D0; US4648492A; GB2148416A; DE3435785A1

Abstract

Ein Antriebsblock für ein wahlweise zwischen einem Zweirad- und einem Vierradantrieb umschaltbares Kraftfahrzeug umfaßt ein Verteilergetriebe, das für den Vierradantrieb über eine Zahnkupplung mit einer Kupplungshülse, die mit dem auf der Antriebswelle für die Hinterräder drehbar gelagerten Antriebsrad des Verteilergetriebes drehfest und für einen Zahneingriff mit der Keilverzahnung einer Kupplungsnabe der Antriebswelle für die Hinterräder axial verschiebbar verbunden ist, sowie eine zugeordnete Synchronisierkupplung in der Ausbildung einer Magnetkupplung oder einer Hydraulikkupplung mit einer Antriebswelle für die mit Achsverriegelungen ausgerüsteten Vorderräder kuppelbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antriebsblock für ein wahlweise zwischen einem Zweirad- und einem Vierradantrieb umschaltbares Kraftfahrzeug der durch den Patentanspruch 1 angegebenen Gattung.

Gemäß einem neueren Vorschlag auf einen Antriebsblock dieser Art ist die Antriebswelle für die Vorderräder mit einem zum Antrieb von zwei Achswellen ausge- bildeten Ausgleichsgetriebe verbunden. Die eine Achswelle ist dabei mit dem Ausgleichsgetriebe und somil auch mit dessen von dem Verteilergetriebe herangeführter Antriebswelle antriebsmäßig ständig verbunden.

Die zweite Achswelle ist andererseit über einen axial verschiebbaren Synchronisierring mit dem Tellerrad dieses Ausgleichsgetriebes antriebsmäßig wahlweise kuppelbar, so daß diese zweite Achswelle nur im Vierradantrieb des Kraftfahrzeuges mit dem Ausgleichsgetriebe der Vorderräder antriebsmäßig verbunden ist Um mit diesem bekannten Antriebsblock das Kraftfahrzeug von einem Zweiradantrieb auf einen Vierradantrieb umschalten zu können, muß dafür nach der Betätigung eines Schalthebels am Verteilergetriebe zuerst dessen zu dem Ausgleichsgetriebe führende Abtriebswelle unter Mitwirkung der synchronisierten Zahnkupplung auf die gleiche Drehzahl wie dessen zu einem entsprechenden Ausgleichsgetriebe der Hinterachse des Fahrzeuges führende Abtriebswelle gebracht werden. Wenn die Drehzahlgleichheit erhalten ist, dann wird durch eine am Verteilergetriebe angeordnete Servovorrichtung ein Zugkabel für den Synchronisierring betätigt, um dann die zweite Achswelle mit dem Ausgleichsgetriebe der Vorderräder antriebsmäßig zu verbinden. Wenn diese Umschaltung bei kaltem Wetter oder sonstigen widrigen Bedingungen durchgeführt wird, bei welchen die Viskosität des Getriebeöls eine Rolle spielt, dann kann sie nur bei Fahrgeschwindigkeiten bis max. etwa 90 km/h und meistens sogar nur im Stillstand des Fahrzeuges durchgeführt werden, weil sonst eine zu große Kraft für die Betätigung des Schalthebels des Verteilergetriebes benötigt wird. Andererseits kann mit diesem bekannten Antriebsblock eine Umschaltung von einem Vierradantrieb auf einen Zweiradantrieb nur vorgenommen werden, wenn dafür das Fahrzeug angehalten und zumindest für einen Leerlauf des Getriebes geschaltet wird, weil nur dann der Synchronisierring von dem Ausgleichsgetriebe der Vorderräder ausgekuppelt werden kann. Weil im Zweiradantrieb des Fahrzeuges die eine Achswelle mit dem Ausgleichsgetriebe der Vorderräder antriebsmäßig verbunden bleibt, resultiert daraus im übrigen eine entsprechend verringerte Leistungsbilanz und ein vergrößerter Verbrauch an Kraftstoff.

Bei anderen Antriebssystemen ist es erforderlich, daß vor der Umschaltmöglichkeit von einem Zweirad- auf einen Vierradantrieb der Fahrer des Fahrzeuges sich nach außen begeben muß, um erst für die beiden Vorderachswellen vorgesehene Achsverriegelungen zu lösen, bevor er dann das Verteilergetriebe auf den Vierradantrieb umschalten kann. Für dieses vorhergehende Lösen solcher Achsverriegelungen sind vereinzelt auch schon Einrichtungen vorgesehen worden, die eine Fernbetätigung erlauben, sodaß dabei der Fahrer nicht erst das Fahrzeug verlassen muß, bevor er auch dabei allerdings nur im Stillstand des Fahrzeuges einen bisher gewählten Zweiradantrieb auf einen Vierradantrieb umschalten will. Schließlich sind auch noch Antriebssysteme bekannt, bei denen ein ständiger Vierradantrieb verwirklicht ist, was aber wegen eines zu hohen Kraftstoffverbrauchs wirtschaftlich nicht vertretbar ist

Die durch die Patentansprüche gekennieichnete Erfindung löst die Aufgabe, einen dabei naheliegend für den Vierradantrieb alternativ mittels der synchronisierten Zahnkupplung auch mit der Antriebswelle für die Hinterräder bei einem ständig vorgesehenen Zweiradantrieb für die Vorderräder kuppelbaren Antriebsblock der angegebenen Gattung bereitzustellen, der eine von der Fahrgeschwindigkeit unabhängige Umschaltmöglichkeit von einem Zweirad- auf einen Vierradantrieb ergibt und eine verbesserte Leistungsbilanz aufweist. Auch soll der Antriebsblock für seine bevorzugte Ausbildung eine vereinfachte Umschaltmöglichkeit von einem Vierrad- auf einen Zweiradantrieb des Fahrzeuges besitzen und dabei im Zweiradantrieb nur minimale Getriebeverluste aufweisen.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile liegen im wesentlichen darin, daß durch das Vorsehen der als Magnet- oder als Hydraulikkupplung ausgebildeten Synchronisierkupplung jetzt das Umschalten von einem Zweirad- auf einen Vierradantrieb des Fahrzeuges bei jeder beliebigen Fahrgeschwindigkeit vorgenommen werden kann, ohne daß dafür ein erhöhter Kraftaufwand bei der Betätigung eines Schalthebels des Verteilergetriebes benötigt wird und ohne daß es dabei zu störenden Getriebegeräuschen beim Einrücken der Kupplungshülse der Zahnkupplung kommt Die Synchronisierkupplung stellt dabei nämlich in Verbindung mit der besonderen Ausbildung der Zahnkupplung sicher, das deren Kupplungshülse erst dann in den Zahneingriff mit der Keilverzahung der Kupplungsnabe der Antriebswelle für die Hinterräder axial weiter vorgeschoben werden kann, wenn die Antriebsdrehzahl des Verteilergetriebes an diejenige der im Zweiradantrieb durch das Zentralgetriebe des Antriebsblockes ständig angetriebenen Antriebswelle zumindest im wesentlichen angeglichen ist Die Einschaltung der Synchronisierkupplung ist dabei mit der Betätigung des Schalthebels gekoppelt Andererseits wird in Verbindung inbesondere mit der bevorzugt vorgesehenen Ausbildung für die Achsverriegelungen der Vorderräder der Vorteil erhalten, daß im Zweiradantrieb des Fahrzeuges keine unnötigen Getriebeverluste auftreten, weil dann die auf den beiden Achswellen des Ausgleichsgetriebes der Vorderachse drehbar gelagerten Radnaben der Vorderräder aus einer Antriebsverbindung mit ihrer Achswelle gelöst sind. Die andererseits für die Antriebsverbindung dieser Achsverriegelungen im Vierradantrieb des Fahrzeuges vorgesehenen Kupplungen sind dabei gleichzeitig so gebaut, daß sie ebenfalls das Umschalten von einem Zweirad- auf einen Vierradantrieb des Fahrzeuges bei jeder beliebigen Fahrgeschwindigkeit erlauben und es für die umgekehrte Umschaltung von einem Vierrad- auf einen Zweiradantrieb nur erforderlich ist, das Fahrzeug nach einer Betätigung des Schalthebels des Zentralgetriebes im Stillstand über eine kurze Wegstrecke nach rückwärts zu verfahren, um damit dann durch die Radnaben der Vorderräder die Kupplungen unter Mitwirkung ihrer Ausrückfeder wieder zu lösen.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Antriebsblockes wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf das Fahrgestell eines Kraftfahrzeuges zur Erläuterung der Antriebsverhältnisse,

F i g. 2A einen Längsschnitt durch das Verteilergetriebe des Antriebsblockes auf der die Synchronisierkupplung in der Ausbildung einer Magnetkupplung aufnehmenden Antriebsseite,

F i g. 2B einen Längsschnitt durch das Verteilergetriebe auf dessen Abtriebsseite,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch eine Achsverriegelung, wobei deren Bauteile für die Anfangsposition beim Umschalten von einem Zweirad- auf einen Vierradantrieb des Fahrzeuges dargestellt sind,

l· i g. 4 einen Längsschnitt durch die Achsverriegelung gemäß F i g. 3, wobei deren Bauteile für die im Vierradantrieb des Fahrzeuges vorliegende Position dargestellt sind,

F i g. 5A einen Längsschnitt durch einen Teil des Ver-

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teilergetriebes in einer Ausführungsform mit einer Hy- fest verbundenes Abtriebsrad 84, auf deren Zähne 78,82

draulikkupplung als Synchronisierkupplung, wobei de- eine Antriebskette 80 aufgelegt ist Das Kettenrad 76 ist

ren Bauteile in der im Zweiradantrieb des Fahrzeuges an seiner Nabe mit einer Keilverzahnung 88 versehen,

gelösten Position dargestellt sind, und mit der über eine Keilverzahnung 91 die Kupplungsnul-

F i g. 5B und 5C Schnittdarstellungen der in F i g. 5A 5 se 90 einer Zahnkupplung und über eine entsprechende

gezeigten Einzelheit zur Erläuterung der Bewegungsab- Keilverzahnung die Kupplungsplatte 92 einer als Ma-

läufe der einzelnen Bauteile beim Umschalten von ei- gnetkupplung 94 ausgebildeten Synchronisierkupplung

nem Zweirad- auf einen Vierradantrieb des Fahrzeuges. drehfest und axial verschiebbar verbunden sind Die

Nach der Darstellung gemäß F i g. 1 ist für die An- Keilverzahnung 91 der Kupplungshülse kann durch Betriebsverhältnisse bei einem Kraftfahrzeug, das wahl- io tätigung eines Schalthebels HO unter Vermittlung der weise zwischen einem Zweirad- und einen Vierradan- Kupplungsplatte 92 mit der Keilverzahnung 104 einer trieb umschaltbar ist davon auszugehen, daß für den Kupplungsnabe % eingerückt werden, die mit der Welle Vierradantrieb die Vorderräder 10 zusätzlich zu den 18 drehfest verbunden ist Wenn die Kupplungshulse Hinterrädern 12 eine Antriebsverbindung mit dem 108 eingerückt ist dann ist das Fahrzeug auf den Vierdurch die Brennkraftmaschine des Fahrzeuges angetrie- is radantrieb umgeschaltet Über die Keilverzahnung 104 benen Zentralgetriebe 14 erhalten. Das Zentralgetriebe der Kupplungsnabc 86 ist ein Gehäuse 98 der Magnet-14 kann dabei entweder als ein selbständiges oder von kupplung 94 drehfest verbunden, in dem eine Magnethand in mehrere Gänge zu schaltendes Wechselgetriebe spule 100 mittels eines an dem Gehäuseteil 42 befestigausgebildet sein, dessen Abtriebswelle mit einem Ver- ten Spulenkörpers 102 ortsfest angeordnet ist Bei ein teilergetriebe 16 verbunden ist Das Verteilergetriebe 20 geschalteter Magnetkupplung 94 wird durch die Ma-16 ist abtriebsseitig über eine erste Antriebswelle 18 mit gnetspule 100 ein auf die Kupplungsplatte 92 ausgericheinem Augleichsgetriebe 22 der Hinterachse mit Achs- tetes Magnetfeld erzeugt das dann ausreicht die im wellen 24,26 antriebsmäßig ständig verbunden. Im Vier- Zweiradantrieb des Fahrzeuges stillstehende und bei radantrieb ist das Verteilergetriebe 16 abtriebsseitig au- der Betätigung des Schalthebels 110 für eine Umschalßerdem über eine zweite Antriebswelle 20 mit einem 25 tung auf den Vierradantrieb zur Anlage an das Kupp-Ausgleichsgeiriebe 36 der Vorderachse mit Achswellen lungsgehäuse 96 gebrachte Kupplungsplatte 92 auf eine 32, 34 antriebsmäßig verbunden, wobei dann die Vor- mit der Welle 18 übereinstimmende Antriebsdrehzahl derräder 10 durch eine jeweils zugeordnete Achsverrie- des Verteilergetriebes zu erhöhen. Erst nach Erreichen gelung 28, die im Zweiradantrieb des Fahrzeuges gelöst dieser Drehzahlgleichheit wird dann die Kupplungshulist durch die zugeordnete Achswelle angetrieben wer- 30 se 90 durch einen an der Kupplungsplatte 92 abgestützten, te Einrückfeder 106 mit ihrer Keilverzahnung 91 mit der

Das Verteilergetriebe 16 umfaßt gemäß der F i g. 2A Keilverzahnung 104 der Kupplungsnabe % eingerückt, ein Gehäuse, das aus drei Gehäuseteilen 38, 40 und 42 sodaß dann über das Verteilergetriebe neben der mit zusammengebaut ist In dem Gehäuseteil 38 ist die Ab- der Welle 44 ständig vorhandenen Antriebsverbindung triebswelle 44 des Zentralgetriebes 14 durch ein Wälzla- 35 der Welle 18 auch eine Antriebsverbindung der WeMe ger 48 gelagert Die Abtriebswelle 44 ist als Hohlwelle 86 gekoppelt ist mit der die zu dem Ausgleichsgetriebe ausgebildet und zur Zentrierung der zu dem Ausgleichs- 36 der Vorderachse führende Welle 20 über ein Kardangetriebe 22 der Hinterachse geführten Antriebswelle 18 gelenk 120 verbunden ist An der Kupplungshulse 90 ist mittels eines Nadellagers 50 angeordnet Die Antriebs- im übrigen noch ein Anschlagring 108 befestigt gegen welle 18 ist über ein zweites Wälzlager 49 auch am 40 den die Kupplungsplatte 92 durch die Einruckfeder 106 Gehäuseteil 42 drehbar gelagert Durch die Antriebs- vorgespannt ist Die Anordnung ist dabei so getroffen, welle 18 wird eine innerhalb des Gehäuseteils 40 ange- daß bei einer Betätigung des Schalthebels 110 zum Verordnete Druckpumpe 46 angetrieben, die zur Schmie- schieben der Kupplungsplatte 92 in Richtung auf das rung des Verteilergetriebes 16 an eine axiale Bohrung Kupplungsgehäuse 98 die Feder 106 zusammenge-48 der Antriebswelle 18 angeschlossen ist von der aus 45 drückt wird und sie daher die Kupplungshülse 90 zueinzelne Schmierleitungen abgezweigt sind. nächst in eine Position verschieben kann, in welcher die

Die Welle 44 ist über eine Keilverzahnung 52 mit dem Stirnfläche 112 ihrer Keilverzahnung 91 an der Stirnfla-Sonnenrad 54 eines Planetenrädergetriebes drehfest ehe 114 der Keilverzahnung 104 unter einem Beruhverbunden, mit dem Planetenräder 56 im Zahneingriff rungsdruck anliegt der nach Herstellung der vorergehaltensind. 50 wähnten Drehzahlgleichheit von Kupplungsplatte 92

Die Planetenräder 56, die auf Wellen 68 eines Plane- und Kupplungsgehäuse 98 ausreicht die Kupplungshültenradträgers 7ö drehbar geiagert sind, sind mit einem se 80 dann geräuscharm in die Keilverzahnung 104 der an dem Gehäuseteil 40 befestigten Hohlrad 58 im Zahn- Kupplungsnabe 96 einzurücken. Die Kupplungshulse 90 eingriff gehalten. An dem Planetenradträger 70 ist eine kann andererseits bei einer Umschaltung von einem Keilverzahnung 72 ausgebildet mit der die Keilverzah- 55 Vierradantrieb auf einen Zweiradantrieb ohne weiteres nung 74 einer Schalthülse 62 einrückbar ist Die Schalt- wieder aus der Keilverzahnung 104 dann gegen die hülse 62 ist über eine Keilverzahnung 64 mit einer Keil- Kraft der Einrückfeder 106 ausgerückt werden. Bei ausverzahnung 75 der Antriebswelle 18 drehfest und axial gerücktet Kupplungshülse 90 ist dann wieder die Anverschiebbar verbunden und derart angeordnet daß ih- triebsverbindung zwischen der Welle 44 und der im re Keilverzahnung 64 in Abhängigkeit von einer ent- 60 übrigen durch ein Nadellager HO und ein Wälzlager 116 sprechenden Betätigung einer für die Schalthülse 62 in dem Gehäuseteil 42 drehbar gelagerten Welle 86 und vorgesehenen Schaltgabel 66 auch mit einer Keilver- damit der zu dem Ausgleichsgetriebe 36 der Vorderachzahnung 60 der Welle 44 in einen Zahneingriff gebracht se führenden Welle 20 gelöst während die Antnebsverwerden kann, um damit dann für die Welle 18 ein unter- bindung mit der Welle 18 solange weiter besteht wie die schiedliches Übersetzungsverhältnis zu erhalten. 65 Keilverzahnung 74 der Schalthülse 62 mit einer der bei-

Das als Kettentrieb ausgebildete Verteilergetriebe den Keilverzahnungen 60, 72 im Zahneingriff gehalten

umfaßt ein auf der Welle 18 drehbar gelagertes An- ist

triebsrad 76 und ein mit einer Welle 86 (F ig. 2B) dreh- Die für die beiden Vorderräder 10 vorgesehenen

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Achsverriegelungen 28 ergeben nur im Vierradantrieb bracht. Der Nockenring 150 erfährt dann durch die relaeine Antriebsverbindung mit der jeweils zugeordneten tiv bewegliche sekundäre Steuerkurve 156 eine weitere Achswelle 32,34, die dabei durch die über ein Schrägrol- Verschiebung in die in F i g. 4 dargestellte Position, solenlager 126 auf dem Radzapfen 124 und über ein Wälz- bald die Keilverzahnung der Kupplungshülse 136 auf lager 130 auf der Achswelle 32,34 gelagerten Radnaben 5 Lücke zu der Keilverzahnung 134 des Antriebs-Rades 122 der Vorderräder 10 vermittelt wird. Jede Achsver- 128 axial ausgerichtet ist und erst dann die Kupplungsriegelung 28 umfaßt gemäß der Darstellung in F i g. 3 hülse 136 durch die Einrückfeder 144 in die in F i g. 4 ein konzentrisch zu der Radnabe 122 angeordnetes An- dargestellte Position gedrückt werden kann, in der sie triebsrad 128, das über eine Keilverzahnung mit der an dem Anschlagring 146 anliegt. Die Axialverschiezugeordneten Achswelle 32 drehfest verbunden ist. An 10 bung des Nockenringes 150 wird dabei unter Vermindern Antriebsrad 128 sind zwei Keilverzahnungen 132 lung des Käfigs 142 gegen die Kraft der Ausrückfeder und 134 axial beabstandet ausgebildet, mit denen die 148 vorgenommen, wobei in der in F i g. 4 dargestellten Keilverzahnung 152 eines Nockenringes 150 und die Endposition der Kupplungshülse 136 der Nockenring Keilverzahnung 170 einer Kupplungshülse 136 in Zahn- 150 nur noch mit der relativ beweglich gehaltenen seeingriff bringbar sind. Im Zweiradantrieb des Fahrzeu- 15 kundären Steuerkurve 156 in Berührung gehalten ist. ges wird die Kupplungshülse 136 in dem axialen Zwi- Die vorbeschriebene Achsverriegelung 28 kann andeschenraum zwischen den Keilverzahnungen 132,134 des rerseits für eine Umschaltung des Vierradantriebes auf Antriebsrades 128 gehalten, wobei sie über eine äußere einen Zweiradantrieb des Fahrzeuges dadurch wieder Keilverzahnung eine drehfeste Verbindung mit einer leicht gelöst werden, daß nach einer im Stillstand des Keilverzahnung 138 der Radnabe 122 aufweist 20 Fahrzeuges vorgenommenen Betätigung des Schalthe-

Die Kupplungshülse 136 ist dabei durch eine Einrück- bels UO zum Ausrücken der Kupplungshülse 108 von feder 144 vorgespannt, die an einem durch den Nocken- der Keilverzahnung 104 der Kupplungsnabe 196 der ring 150 axial verschiebbaren Käfig 142 abgestützt wird, Welle 18 das Fahrzeug dann für eine kurze Wegstrecke der mit Führungsarmen 140 für die Kupplungshülse 136 rückwärts gefahren wird. Bei dieser Rückwärtsfahrt des versehen ist. Die Enden der Führungsarme 140 des Kä- 25 Fahrzeuges werden dann die Achswellen 32, 34 nur figs 142 sind zur Bildung eines Anschlages für einen noch von der jeweils zugeordneten Radnabe 122 durch Anschlagring 146 abgewinkelt, der für die Kupplungs- den Bodenkontakt der Vorderräder 10 angetrieben, wohülse 136 vorgesehen und über eine Keilverzahnung mit bei ein auf die Achswellen ausgeübtes Drehmoment von der Keilverzahnung 134 des Antriebsrades 128 drehfest beispielsweise nicht mehr als etwa 17Nm dann ausverbunden ist An den abgewinkelten Enden der Füh- 30 reicht, die Kupplungshülse 136 und den Nockenring 150 rungsarme 140 greift im übrigen eine durch die Radnabe unter Mitwirkung der Ausrückfeder 148 und der beiden 122 abgestützte Ausrückfeder 148 an, sodaß dadurch Steuerkurven 154,156 in die bezüglich der Keilverzahder Käfig 142 ständig gegen den Nockenring 150 vorge- nungen 134 und 132 des Antriebsrades 128 ausgerückte spannt wird. Position zu überführen. Wenn danach wieder die Vor-

Der Nockenring 150 wirkt mit einer primären Steuer- 35 wärtsfahrt des Fahrzeuges aufgenommen wird, dann kurve 154 und einer in der gleichen Radialebene relativ sind folglich die beiden Vorderräder 10 von dem Ausbeweglich angeordneten sekundären Steuerkurve 156 gleichgetriebe 36 der Vorderachse antriebsmäßig vollzusammen. Die beiden Steuerkurven 154,156 sind über- ständig gelöst, und weil dann auch die Kupplungshülse einstimmend aus sechs über den Umfang gleich verteil- 90 von der Keilverzahnung 104 der Kupplungsnabe 96 ten Steuerarmen gebildet, an denen jeweils eine achs- 40 der Welle 18 ausgerückt ist, treten folglich im Zweiradparallel ausgerichtete erste Teilfläche und eine tangenti- antrieb des Fahrzeuges keine unnötigen Getriebeverlual ausgerichtete zweite Teilfläche der bezüglich des steauf.

Nockenringes 150 zeitlich aufeinanderfolgend wirken- In den F i g. 5A bis 5C ist eine zu der Magnetkuppden Steuerkurven ausgebildet sind. Die sekundäre Steu- lung 94 alternative Ausbildung der Synchronisierkupperkurve 156 schließt sich dabei an das innere tangentiale 45 lung als eine Hydraulikkupplung 181 dargestellt. Die Ende der primären Steuerkurve 154 an, wobei ihre be- ebenfalls innerhalb des Gehäuseteils 42 angeordnete züglich der axial ausgerichteten Teilflächen größeren, Hydraulikkupplung 181 umfaßt ein Pumpenrad 180, das tangential ausgerichteten Teilflächen zu denjenigen der mit seiner Nabe ähnlich der Kupplungsnabe 96 mit einer primären Steuerkurve in der entgegengesetzten Tan- Keilverzahnung 182 der Antriebswelle 18 für die Hingentialrichtung verlaufen. Während die primäre Steuer- 50 terräder drehfest verbunden ist An der Nabe des Pumkurve 154 direkt durch die zugeordnete Achswelle 32 penrades 180 ist eine entsprechende Keilverzahnung bzw. den damit drehfest verbundenen Radzapfen 124 178 ausgebildet, mit der die Keiiverzahnung 174 einer angetrieben wird, wird die zu ihr relativ beweglich ge- entsprechenden Kupplungshülse 176 eingerückt werden haltene sekundäre Steuerkurve 156 durch die Gegen- kann. Die Kupplungshülse 176 ist mit der Keilverzahmutter 158 des Radzapfens 124 unter Vermittlung von 55 nung 88 des Antriebsrades 78 des Verteilergetriebes 16 Reibschuhen 164 angetrieben, die an die Gegenmutter drehfest und axial verschiebbar verbunden. Ähnlich der durch in sich geschlossene Schraubenfedern 166 ange- Kupplungsplatte 92 ist andererseits mit dieser Kuppdrückt werden und in Radialbohrungen einer Hülse 162 lungshülse 176 ein Turbinenrad 184 der Hydraulikkuppaufgenom men sind, die durch die Kraft der Ausrückfe- lung 181 drehfest und ebenfalls axial verschiebbar verder 148 über ein axiales Schublager 160 an der Gegen- 60 bunden, an dem ein Anschlagring 188 befestigt ist, gegen mutter 158 abgestützt wird. Wenn im Antrieb der Achs- welchen die Kupplungshülse 176 an einem Flansch 186 welle 32 und des Radzapfens 124 die Steuerkurve 154 durch die Kraft einer Einrückfeder 190 vorgespannt eine Drehung erfährt, dann wird dadurch der Nocken- wird.

ring 150 zunächst mit seiner Keilverzahnung 152 in die Das Pumpenrad 180 und das Turbinenrad 184 sind mit

Keilverzahnung 132 des Antriebsrades 128 eingerückt, 65 Schaufeln 192, 194 bestückt, die in Radialebenen der

wodurch er eine synchrone Drehung erfährt Dabei wird Welle 18 angeordnet und so ausgebildet sind, daß durch

dann gleichzeitig die Kuppiungshülse 136 in die F i g. 3 die Radschaufeln eine Toruskammer 208 gebildet wird,

dargestellte Position durch die Einrückfeder 144 ge- die bei ausgerücktet Kupplungshülse 176 entsprechend

der Darstellung in Fig.5A zu einem Sumpf 209 hin geöffnet und bei eingerückter Kupplungshülse 176 entsprechend der Darstellung in F i g. 5C unter Vermittlung einer Fluiddichtung 196 geschlossen ist. Die Fluiddichtung 1% ist an dem äußeren Umfang des Pumpen- rades 180 befestigt, sodaß sie bei einer Axialverschiebung des Turbinenrades 184 durch dessen äußeren Umfang zusammengedrückt werden kann. Die Toruskammer 208 der Hydraulikkupplung 181 ist an einen in der Welle 18 ausgebildeten radialen Förderkanal 200 der dafür zweckmäßig als Radialkolbenpumpe ausgebildeten Druckpumpe 48 angeschlossen, deren Ansaugleitung 212 (F i g. 2A) in den Sumpf des Getriebegehäuses eintaucht und zweckmäßig mit einem ölfilter 210 (F i g. 2B) versehen ist In der Förderleitung 200 ist ein gegen die Toruskammer 208 der Hydraulikkupplung 181 öffnendes Rückschlagventil 198 angeordnet Die Förderleitung 200 verzweigt sich stromabwärts von diesem Rückschlagventil 198 in mehrere Kanäle 202, 204 und 206, von denen nur einer an die Toruskammer 208 angeschlossen bleibt, wenn der Schalthebel 110 zur axialen Verschiebung des Turbinenrades 184 relativ zu den Pumpenrad 180 bei der Umschaltung von einem Zweiradantrieb auf einen Vierradantrieb des Fahrzeuges betätigt wird.

Bei dieser axialen Verschiebung des Turbinenrades 184 wird zunächst entsprechend der Darstellung in F i g. 5B der Anschlagring 188 von den Flansch 186 der Kupplungshülse 176 gelöst, wobei die Einrückfeder 190 zusammengedrückt wird. Die Toruskammer 208 ist dann durch die Fluiddichtung 196 gegen den Sumpf geschlossen, sodaß jetzt das über die Förderleitung 200 herangeführte Druckfluid die Toruskammer 208 füllen kann. Dabei wird wegen der durch die Welle 18 bewirkten Drehung des Pumpenrades 180 das Turbinenrad 184 und mit ihm auch die Kupplungshülse 176 sowie das Antriebsrad 76 des Verteilergetriebes 16 von einem anfänglichen Stillstand auf eine mit der Welle 18 übereinstimmende Drehzahl beschleunigt Bis zum Erreichen dieser übereinstimmenden Drehzahl wird die Stirnfläehe 200 der Keilverzahnung 174 der Kupplungshülse 176 durch die Einrückfeder 190 im Berührungskontakt mit der Stirnfläche 222 der Keilverzahnung 178 des Pumpenrades 180 gehalten. Erst wenn die Drehzahlgleichheit erreicht ist, kann dann die Einrückfeder 190 die Kupplungshülse 176 entsprechend der Darstellung in F i g. 5C für den Zahneingriff mit der Keilverzshnung 178 weiter vordrücken, wobei dann ihr Flansch 186 wieder mit dem Anschlagring 188 in Berührung kommt In dieser Berührungsstellung hat dann die Förderleitung 200 der Druckpumpe 198 über einen anderen Zweigkana! 206 wieder eine Verbindung mit dem Sumpf 209 des Getriebegehäuse!. Soll umgekehrt von einem Vierradantrieb auf einen Zweiradantrieb umgeschaltet werden, dann muß dafür lediglich mittels des Schalthebels 110 das Turbinenrad 184 der Hydraulikkupplung 181 aus der in F i g. 5C dargestellten Position in die in F i g. 5A dargestellte Position überführt werden, in welcher dann also die Toruskammer 208 wieder gegen den Sumpf geöffnet ist

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Antriebsblock für ein wahlweise zwischen einem Zweirad- und einem Vierradantrieb umschaltbares Kraftfahrzeug, mit einem Zentralgetriebe und einem insbesondere als Kettengetriebe ausgebildeten Verteilergetriebe, das für den Vierradantrieb über eine synchronisierte Zahnkupplung mit einer Antriebswelle für die Vorderräder kuppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnkupplung eine mit dem auf der mit dem Zentralgetriebe (14) verbundenen Antriebswelle (18) für die Hinterräder (12) drehbar gelagerten Antriebsrad (76) des Verteilergetriebes (16) drehfest und axial verschiebbar verbundene Kupplungshülse (90; 176) umfaßt, die mit der Keilverzahnung (104; 178J einer Kupplungsnabe (96) der Antriebswelle (18) für die Hinterräder (12) durch eine schaltbare Synchronisierkupplung (94; 181) ein- und ausrückbar ist

2. Antriebsblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisierkupplung eine Magnetkupplung (94) ist, die eine mit dem Antriebsrad (76) des Verteilergetriebes (16) drehfest und axial verschiebbar verbundene, durch eine Einrückfeder (106) vorgespannte Kupplungsplatte (92) und ein mit der Kupplungsnabe (96) der Antriebswelle (18) für die Hinterräder (12) drehfest verbundenes Kupplungsgehäuse (98) umfaßt, in dem eine ortsfeste Magnetspule (100) zur Erzeugung eines zur Angleichung der Antriebsdrehzahl des Verteilergetriebes (16) an die Antriebsdrehzahl der Antriebswelle (18) für die Hinterräder (12) aasreichenden Magnetfeldes bezüglich der Kupplungsplatte (92) bei der Einschaltung der Magnetkupplung (94) angeordnet ist

3. Antriebsblock nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kupplungshülse (90) ein Anschlag (108) für die gegen die Kraft der Einrückfeder (106) in ihre schaltbar ausgerückte Anordnung vorgespannte Kupplungsplatte (92) der Magnetkupplung (94) vorgesehen ist

4. Antriebsblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisierkupplung eine Hydraulikkupplung (181) ist, die ein mit der Antriebswelle (18) für die Hinterräder (12) drehfest verbundenes, mit der Keilverzahnung (178) von deren Kupplungsnabe versehenes Pumpenrad (180) und ein mit der Kupplungshülse (176) drehfest und axial verschiebbar verbundenes, durch eine Einrückfeder (190) vorgespanntes Turbinenrad (184) umfaßt, an deren bei der Einschaltung der Hydraulikkupplung (181) geschlossene Toruskammer (208) die dann für die Verbindung mit einem Sumpf durch eine Fluiddichtung (196) gesperrte Förderleitung (200,202) einer zur Angleichung der Antriebsdrehzahl des Verteilergetriebes (16) an die Antriebsdrehzahl der Antriebswelle (18) für die Hinterräder (12) ausgelegten Druckpumpe (46) angeschlossen ist.

5. Antriebsblock nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrückfeder (190) an der Kupplungshülse (176) für deren Vorspannung gegen einen Anschlag (188) des Turbinenrades (184) in dessen schaltbar ein- und ausgerückter Anordnung abgestützt ist.

6. Antriebsblock nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckpumpe als eine durch die Antriebswelle (18) für die Hinterräder (12) ange

triebene Radialkolbenpumpe (46) ausgebildet ist

7. Antriebsblock nach einem der Ansprüche 4 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Förderleitung (200,202) der Druckpumpe (46) ein gegen die Torus-

kammer (208) der Hydraulikkupplung (181) öffnendes Rückschlagventil (198) angeordnet ist

8. Antriebsblock nach einem der Ansprüche 1 bis

7, wobei für die beiden Vorderräder lösbare Achsverriegelungen an zwei Achswellen vorgesehen sind,

ίο die im Vierradantrieb des Fahrzeuges durch ein von einer Abtriebswelle des Verteilergetriebes angetriebenes Ausgleichsgetriebe angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß jede Achsverriegelung (F i g. 3,4) ein mit der zugeordneten Achswelle (32,

34) drehfest verbundenes Antriebsrad (128) umfaßt, auf dem der durch einen Nockenring (150) gebildete Antriebsteil einer aui der Achswelle (32, 34) angeordneten Kupplung für die konzentrisch drehbar gelagerte Radnabe (122) des zugeordneten Vorderra- des angeordnet ist wobei die Kupplung einen durch den Nockenring (150) axial verschiebbaren Käfig (142) und eine durch diesen Käfig axial verschiebbare Kupplungshülse (136) umfaßt mittels welcher eine Keilverzahnung (138) der Radnabe (122) mit einer Keilverzahnung (134) des Antriebsrades (128) ein- und ausrückbar ist und wobei der Nockenring (150) durch eine von der Achswelle (32,34) angetriebene primäre Steuerkurve (194) für eine drehfeste und axial verschiebbare Verbindung mit dem Antriebs rad (128) steuerbar ist

9. Antriebsblock nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß der Nockenring (150) im Zweiradantrieb des Kraftfahrzeuges aus seiner Drehverbindung mit dem Antriebsrad (128) gelöst ist

10. Antriebsblock nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet daß die Kupplungshülse (136) über eine Einrückfeder (144) gegen den durch eine Ausrückfeder (148) über den Nockenring (150) mit der primären Steuerkurve (154) in Berührung gehal tenen Käfig (142) vorgespannt ist

11. Antriebsblock nach einem der Ansprüche 8 bis

10, dadurch gekennzeichnet daß der Käfig (142) mit einem an Führungsarmen (140) ausgebildeten Anschlag für die mit der Keiiverzahnung (134) des An- triebsrades (128) eingerückte Anordnung der Kupplungshülse (136) versehen ist

12. Antriebsblock nach einem der Ansprüche 8 bis

11, dadurch gekennzeichnet daß durch die Achswelle (32,34) eine zu der primären Steuerkurve (154) in der gleichen Radialebene relativ beweglich angeordnete sekundäre Steuerkurve (156) antreibbar ist, durch welche die eingerückte Anordnung der Kupplungshülse (136) gesteuert wird.