DE3545540A1 - Antriebsvorrichtung fuer ein vierradgetriebenes kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein vierradgetriebenes Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Um besonderen Antriebsverhältnissen vierradgetriebener Kraftfahrzeuge Rechnung zu tragen, und deren Kurvenverhalten zu beeinflussen, ist es bekannt, unterschiedliche Antriebsmomente an die Vorder- bzw. Hinterräder zu übertragen. Bei einem Kraftfahrzeug mit Zwischenachsdifferential kann dies beispielsweise mittels eines Planetenradgetriebes bewerkstelligt werden (z. B. DE-OS 33 18 251). Nun bedingen aber oft Kurvenverhalten, insbesondere in Grenzsituationen, und Antriebsverhältnisse unterschiedliche Antriebsmomente an Vorder- und Hinterrädern, so daß bei der vorbeschriebenen Lösung ein Kompromiß zu schließen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgemäße Antriebsvorrichtung derart weiterzubilden, daß bei robuster, hohe Antriebsmomente zulassender Konstruktion unterschiedliche Antriebsmomente übertragbar sind.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß sind zwei Zwischenachsdifferentiale vorgesehen, die alternierend durch Schaltmittel in den Kraftfluß einschaltbar sind. Die Zwischenachsdifferentiale sind konstruktiv so ausgelegt, daß sie jeweils zu den Vorder- bzw. Hinterrädern unterschiedliche Antriebsmomente abgeben. Beispielsweise kann die Antriebsverteilung beim einen Zwischenachsdifferential 50 : 50 und bei dem anderen Zwischenachsdifferential 70 : 30 betragen. Die Einschaltung des jeweiligen Zwischenachsdifferentiales in den Kraftfluß kann von der Beladung des Kraftfahrzeuges, vom Lenkwinkel der gelenkten Räder des Kraftfahrzeuges, vom Schlupfzustand einzelner Räder oder dgl. abhängen.

Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Merkmale der Erfindung sind den Ansprüchen 2 bis 7 entnehmbar. So kann gemäß Anspruch 2 das eine Zwischenachsdifferential ein Planetenradgetriebe und das andere ein Kegelradgetriebe sein. Mit dieser Kombination kann das eine beliebige Variation der Antriebsmomente zu den Vorder- bzw. Hinterrädern des Kraftfahrzeuges verwirklicht werden. Gemäß Anspruch 3 kann für jedes Zwischenachsdifferential ein separates Schaltmittel vorgesehens sein. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß neben der Einschaltung des einen oder anderen Zwischenachsdifferentiales in den Kraftfluß auch noch eine totale Kraftflußunterbrechung durch Abschalten beider Zwischenachsdifferentiale sowie ein starrer Durchtrieb durch Einschalten beider Zwischenachsdifferentiale schaltbar ist. Ersteres kann beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug mit einer Bremse mit Antiblockierschutz vorteilhaft sein, um damit die Regelfunktion der Antiblockierschutzeinrichtung nicht zu beeinträchtigen. Andererseits kann ein starrer Durchtrieb Traktionsvorteile in unwegsamen Gelände oder beim Beschleunigen auf Untergrund mit geringen Haftwerten erbringen.

Die Schaltmittel können zweckmäßiger Weise hydraulische Lamellenkupplungen sein, die sich schnell und problemlos schalten lassen. Dabei ist zu berücksichtigen, daß hydraulische Einrichtungen mit einer entsprechenden Druckmittelquelle in den meisten Kraftfahrzeugen bereits vorhanden ist (z. B. Servolenkung).

Eine baulich günstige Antriebsvorrichtung ist mit den Ansprüchen 5 bis 7 näher bezeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher beschrieben. Die schematische Zeichnung zeigt eine Antriebsvorrichtung für vierradgetriebene Kraftfahrzeuge mit einem Planetenradgetriebe und einem Kegelradgetriebe als Zwischenachsdifferentiale.

Die allgemein mit 10 bezeichnete Antriebsvorrichtung ist innerhalb eines Antriebsaggregates eines Kraftfahrzeuges angeordnet und wird mittels einer nur abschnittsweise dargestellten, hohlen Abtriebswelle 12 angetrieben. An die Abtriebswelle 12 ist ein Planetenradträger 14 eines als erstes Zwischenachsdifferential wirkenden Planetenradgetriebes 16 angeformt. Der Planetenradträger 14 trägt drei Achszapfen 18, auf welchen die Planetenräder 20 drehbar gelagert sind. Die Achszapfen 18 sind mit dem Ausgleichsgehäuse 22 eines Kegelradgetriebes 24 fest verbunden. Das Kegelradgetriebe 24 bildet das zweite Zwischenachsdifferential.

Die die Vorderräder des Kraftfahrzeuges in bekannter Weise über ein Achsdifferential antreibende Abtriebswelle 26 erstreckt sich innerhalb der Abtriebswelle 12 und trägt drehfest das Sonnenrad 28 des Planetengetriebes 16 und das eine Achskegelrad 30 des Kegelradgetriebes 24. Das andere Achskegelrad 32 ist mit einem Wellenstumpf 34 verbunden, auf dem verdrehbar eine die Hinterräder des Kraftfahrzeuges antreibende Abtriebswelle 36 gelagert ist. Die beiden Achskegelräder 30, 32 sind jeweils mit Kegelrädern 38 in Eingriff, wobei die Kegelräder 38 auf einem im Ausgleichsgehäuse 22 festgelegten Bolzen 40 gelagert sind.

Das Planetengetriebe 16 sowie das Kegelradgetriebe 24 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 42 aufgenommen, in dem auch zwei hydraulisch betätigte Lamellenkupplungen 44, 46 angeordnet sind. Mit dem Gehäuse 42 ist auch das Außenrad 48 des Planetenradgetriebes 16 fest verbunden. Die Abtriebswellen 12, 36 sind in dem Gehäuse 42 über entsprechende Wälzlager drehbar gelagert. Desgleichen ist die Abtriebswelle 26 innerhalb der hohlen Abtriebswelle 12 wälzgelagert.

Die Kupplungsglocke 50 der Lamellenkupplung 44 ist fest mit dem Wellenstummel 34 verbunden und nimmt unverdrehbar, jedoch axial verschiebbar Außenlamellen 52 auf, welche mit Innenlamellen 54 der Abtriebswelle 36 korrespondieren. Die Kupplungsglocke 50 ist mittels eines gegenüber der Abtriebswelle 36 abgedichteten Deckels 56 verschlossen, wobei das Hydraulikmedium über einen Kanal 58 in der Abtriebswelle 36 in die Kupplung eingeleitet werden kann und dabei eine axial verschiebliche Druckplatte 60 gegen die Lamellen 52, 54 angepreßt.

Die Lamellenkupplung 46 ist im wesentlichen gleich ausgebildet und deshalb nicht weiter beschrieben. Deren Kupplungsglocke 62 trägt jedoch eine Außenverzahnung, die mit einer Innenverzahnung 64 im Gehäuse 42 korrespondiert. Die Kupplungsglocke 62 ist somit unverdrehbar im Gehäuse 42 gehalten. Die Innenlamellen sind wiederum mit der Abtriebswelle 36 verbunden, wobei über einen weiteren Kanal 66 in der Abtriebswelle 36 die Lamellenkupplung 46 mit Hydraulikmedium versorgt wird. Das Hydraulikmedium wird über getrennte Leitungen 68, 70 den Lamellenkupplungen 44, 46 zugeführt.

Das Planetengetriebe 16 ist konstruktiv so ausgebildet, daß es eine Antriebsmomentenverteilung von 70 : 30 auf die Abtriebswellen 26, 36 überträgt. Das Kegelradgetriebe 24 überträgt ein Antriebsmoment von 50 : 50.

Wenn durch entsprechendes Zuführen von unter Druck stehendem Hydraulikmedium die Lamellenkupplung 44 geschlossen ist, ist das zweite Zwischenachsdifferential bzw. das Kegelradgetriebe 24 in Funktion, wobei im Kraftfluß über die Abtriebswelle 12, den Planetenträger 14, die Achszapfen 18 und das Ausgleichsgehäuse 22 das Antriebsmoment weiter über die Kegelräder 38 auf die Achskegelräder 30, 32 verteilt wird.

Wird die hydraulische Lamellenkupplung 44 gelöst und die hydraulische Lamellenkupplung 46 geschlossen, so liegt eine Antriebsmomentenverteilung von 70 : 30 vor, wobei der Kraftfluß über die Abtriebswelle 12, den Planetenträger 14 und die Planetenräder 20 auf das Außenrad 48 bzw. das Sonnenrad 28 übertragen wird. Der Kraftfluß vom Außenrad 48 verläuft über das Gehäuse 42 und die hydraulische Lamellenkupplung 46 auf die Abtriebswelle 36.

Werden durch entsprechendes Zuführen von Hydraulikmedium beide Lamellenkupplungen 44, 46 geschlossen, so herrscht aufgrund der unterschiedlichen, inneren Übersetzungsverhältnisse bei den beiden Zwischenachsdifferentialen bzw. dem Planetenradgetriebe 16 und dem Kegelradgetriebe 24 ein starrer Durchtrieb. Andererseits ist der Kraftfluß zwischen dem Antriebsaggregat des Kraftfahrzeuges bzw. der Abtriebswelle 12 und den Abtriebswellen 26, 36 unterbrochen, wenn beide Lamellenkupplungen 44, 46 geöffnet sind.

Abweichend vom Ausführungsbeispiel kann eine der hydraulisch betätigten Lamellenkupplungen 44, 46 durch die Kraft einer Feder, z. B. einer Tellerfeder, geschlossen und durch den der Feder entgegenwirkenden hydraulischen Druck geöffnet werden. Dies hat den Vorteil, daß bei Ausfall der Hydraulik oder im Stillstand des Kraftfahrzeuges stets ein Kraftschluß zwischen den Rädern des Kraftfahrzeuges und dem Antriebsaggregat erhalten bleibt. Bevorzugt sollte die Lamellenkupplung 44 (Momentenverteilung 50 : 50) entsprechend ausgebildet werden.

Claims (8)

1. Antriebsvorrichtung für ein vierradgetriebenes Kraftfahrzeug, mit einer vorderen und einer hinteren angetriebenen Achse und mit einem Zwischenachsdifferential, welches eine definierte Antriebsmomentenverteilung auf die Vorder- und Hinterachse sicherstellt, gekennzeichnet durch ein weiteres Zwischenachsdifferential (24), mit einer zum ersten Zwischenachsdifferential (16) unterschiedlichen Leistungsverteilung und durch Schaltmittel (44, 46) zum Einschalten des einen und/oder des anderen Zwischenachsdifferentials in den Kraftfluß.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Zwischenachsdifferential ein einfaches Planetengetriebe (16) und das andere Zwischenachsdifferential ein Kegelradgetriebe (24)ist.

3. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch je Zwischenachsdifferential ein separates Schaltmittel.

4. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel hydraulisch betätigte Kupplungen, insbesondere Lamellenkupplungen (44, 46) sind.

5. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zwischenachsdifferentiale (16, 24) in einem gemeinsamen Gehäuse (42) aufgenommen sind.

6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel bzw. die hydraulisch betätigbaren Kupplungen (44, 46) ebenfalls in dem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.

7. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) der Planetenradträger (14) des Planetengetriebes (16) und das Ausgleichsgehäuse (22) des Kegelradgetriebes (24) mit der Abtriebswelle (12) des Antriebsaggregates des Kraftfahrzeuges verbunden sind,
• b) die differentialseitige Abtriebswelle (26) zur einen Achse mit dem Sonnenrad (28) des Planetengetriebes (16) und mit einem Achskegelrad (30) des Kegelradgetriebes (24) korrespondiert,
• c) die zweite Achse über die Schaltmittel (44, 46) mit dem zweiten Achskegelrad (32) des Kegelradgetriebes (24) und/ oder mit dem Außenrad (48) des Planetengetriebes (16) verbindbar ist.

8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lamellenkupplung mittels einer Feder im Schließrichtung vorgespannt und durch den entgegengesetzt wirkenden, hydraulischen Druck lüftbar ist.