DE3801351C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit zuschaltbarem Vierradantrieb, bei dem im Antriebsstrang zwischen einer ständig angetriebenen Achse und einer zusätzlich zuschaltba­ ren Achse ein gleichzeitig als Kupplung dienendes Planetenge­ triebe vorgesehen ist, welches zur Zuschaltung des Vierradan­ triebs zumindest ein drehbar gelagertes, sperrbares Getriebe­ element umfaßt.

Bei derartigen Kraftfahrzeugen ist der Vierradantrieb bei ge­ sperrtem, d.h. insbesondere bei relativ zum Getriebegehäuse festgehaltenem Getriebeelement unmittelbar zugeschaltet oder beispielsweise über eine in den Antriebsstrang geschaltete Viskosekupplung selbsttätig zuschaltbar. Wird dieses Getrie­ beelement dagegen freigegeben, so ist eine Übertragung eines Drehmoments von der ständig angetriebenen Achse auf die zu­ sätzliche Achse praktisch ausgeschlossen.

Eine derartige Entkopplung der beiden Kraftfahrzeugachsen ist beispielsweise dann von entscheidender Bedeutung, wenn im Antriebsstrang zwischen den beiden Achsen eine den Vier­ radantrieb selbsttätig zuschaltende Kupplung, insbesondere eine Viskose-Kupplung, vorgesehen ist.

Eine in den Antriebsstrang geschaltete Viskose-Kupplung über­ trägt in Abhängigkeit von der zwischen den beiden Achsen vor­ herrschenden Drehzahldifferenz Drehmomente unterschiedlicher Größe. Bei höheren Drehzahldifferenzen, wie sie beispielswei­ se bei nassen, vereisten, schneebedeckten oder sandigen Stra­ ßen auftreten, sperrt die Viskose-Kupplung praktisch voll­ ständig. Entsprechend der Ausgestaltung und Anordnung einer solchen Viskose-Kupplung ist demnach ein Übergang auf einen Vierradantrieb entsprechend einem Betriebszustand mit ge­ sperrtem Mittendifferential oder gesperrtem Mittendifferen­ tial und gesperrtem Achsdifferential möglich.

Eine solche von der Drehzahldifferenz der beiden Achsen ab­ hängige Zuschaltung des Vierradantriebs ist jedoch nicht im­ mer erwünscht. Blockieren beispielsweise infolge eines Brems­ vorgangs die Räder der ständig angetriebenen Achse, so wer­ den zwangsläufig auch die der zusätzlichen Achse zugeordne­ ten Räder überbremst. Auch muß ein eventuell vorhandenes An­ ti-Blockier-Bremssystem besonders an den speziellen, durch die Viskose-Kupplung bestimmten Vierradantrieb angepaßt wer­ den. Ferner ist die selbsttätig zugeschaltete Kupplung der beiden Achsen auch in solchen Fahrsituationen ungünstig, bei denen ein Schub auftritt. Ein Kraftfahrzeug mit einem über eine Viskose-Kupplung selbsttätig zuschaltbaren Vierradan­ trieb läßt sich auch nicht mit einer mittels einer Abschlepp­ brille angehobenen Achse abschleppen. Zu beachten ist auch, daß bei tieferen Temperaturen in der Viskose-Kupplung ein Haftschluß auftreten kann. Die Lenkung des Kraftfahrzeugs er­ fordert in diesem Fall einen wesentlich größeren Kraftauf­ wand. Ungünstig ist auch, daß bei Rollenprüfstandsmessungen für Kraftfahrzeuge mit selbsttätig zugeschaltetem Vierradan­ trieb ein relativ aufwendiger Zweiachs-Rollenprüfstand vorge­ sehen sein muß. Schließlich muß ein solches Fahrzeug bei­ spielsweise für ein dynamisches Auswuchten der Räder voll­ ständig vom Boden abgehoben werden.

Mit dem gleichzeitig als Kupplung dienenden Planetengetriebe kann in derart kritischen Situationen durch ein einfaches Freigeben des sperrbaren Getriebeelements und der damit ein­ hergehenden praktisch vollständigen Entkopplung der beiden Achsen Abhilfe geschaffen werden. Indem das Planetengetriebe gleichzeitig als in den Antriebsstrang zwischen den beiden Achsen eingesetzte Kupplung wirkt, können andererseits zu­ sätzliche, aufwendige Kupplungsanordnungen eingespart wer­ den.

Mit DE-OS 36 11 039 wird bereits vorgeschlagen, für ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art ein gleichzeitig als Kupplung dienendes Planetengetriebe vorzusehen, bei dem das feststellbare Getriebeelement des Planetengetriebes über ein Bremsband zu sperren ist. Ungünstig bei dieser Lösung ist unter anderem, daß zur Betätigung des Bremsbandes eine Hydraulikeinrichtung erforderlich ist und diese Hydraulik zum Anlegen des Bremsbandes an das jeweilige Getriebeelement permanent beaufschlagt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahr­ zeug der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem das feststellbare Getriebeelement des gleichzeitig als Kupp­ lung dienenden Planetengetriebes durch einfachste Mittel ohne Erfordernis einer Hydraulikeinrichtung und ohne sonstigen nennenswerten zusätzlichen Aufwand problemlos und mit äußerst kurzen Reaktionszeiten ansteuerbar und ohne weiteres an eine Vielzahl unterschiedlichster Betriebsbe­ dingungen anpaßbar ist und daß die Ansteuerung des Getriebeelements über deren Ansprechzeit nicht permanent erforderlich ist.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Getriebeelement, welches vorteilhafterweise durch das Hohlrad des Planetengetriebes gebildet ist, über einen im Planetengetriebe integrierten schaltbaren Freilauf sperr­ bar ist.

Ein solcher Freilauf ist ohne aufwendige Hydraulik zuver­ lässig und mit äußerst geringer Reaktionszeit ansteuer­ bar, wobei von besonderem Vorteil ist, daß der Freilauf nicht permanent angesteuert werden muß, sondern lediglich eine Richtungspositionierung der Freilaufrollen vorzunehmen ist. Die erfindungsgemäße Lösung führt nicht nur zu einer beträchtlichen Einsparung von Bauteilen, sie schafft auch eine problemloser in das Fahrzeug integrier­ bare Baueinheit. Schließlich ergibt sich eine Vielzahl von auf einfachste Weise realisierbaren unterschiedlichen Ansteuerungsmöglichkeiten, so daß unterschiedlichsten Betriebsbedingungen und Anforderungen durch eine entspre­ chende selbsttätige und/oder manuelle Ansteuerung des Freilaufs Rechnung getragen werden kann. Da ein Übergang in die verschiedenen Betriebszustände wie Rück­ wärtsfahrt, Freilauf, Vorwärtsfahrt auf einfachste Weise und insbesondere ohne zusätzlichen Aufwand realisierbar ist, kön­ nen die Produktkosten weiter gesenkt werden. Schließlich zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung nicht nur durch die hohe Zuverlässigkeit des Schaltbetriebs und die äußerst geringen Reaktionszeiten aus, sondern auch dadurch, daß mit dem Einsatz eines Freilaufs ein weniger verschleißanfälliges Bauelement verwendet wird, welches darüber hinaus keine per­ manente Ansteuerung während einer jeweils erreichten Be­ triebsart erfordert.

Mit der bevorzugten Wahl des Hohlrades als sperrbares Getrie­ beelement wird eine Einheit geschaffen, deren Platzbedarf dem eines Planetengetriebes mit getriebegehäusefestem Hohl­ rad nahekommt. Ein solcher Aufbau ist äußerst kompakt. Fer­ ner ist das Hohlrad als radial außenliegendes Teil des Plane­ tengetriebes für die Realisierung des erfindungsgemäßen Frei­ laufs besonders geeignet. Hierbei erfolgt der Antrieb des Planetengetriebes zweckmäßigerweise über den Planetenträger und der Abtrieb über das Sonnenrad.

Eine praktisch zweckmäßige Ausgestaltung des schaltbaren Freilaufs ergibt sich bei einem fest im Getriebegehäuse sit­ zenden Freilaufaußenstern und einem mit dem Getriebeelement drehfesten oder durch das Getriebeelement selbst gebildeten Freilaufinnenring. Hierbei ist das Getriebeelement, insbeson­ dere das Hohlrad, zur Zuschaltung des Vierradantriebs bzw. für einen Übergang in eine beispielsweise über eine Viskose- Kupplung erfolgende selbsttätige Zuschaltung des Vierradan­ triebs bezüglich des Getriebegehäuses feststellbar.

Bevorzugt ist wenigstens ein Stellglied zur Verschiebung von zwischen dem Freilaufaußenstern und dem Freilaufinnenring an­ geordneten Freilaufrollen relativ zum Freilaufaußenstern vor­ gesehen und der Freilauf über dieses Stellglied schaltbar.

Die Freilaufrollen sind zweckmäßigerweise an einem relativ zum Freilaufaußenstern verstellbaren Freilaufkäfig angeord­ net.

Um in der jeweiligen Endstellung des Freilaufkäfigs stets si­ cherzustellen, daß sämtliche Freilaufrollen korrekt gegen die betreffenden Anlauframpen des Freilaufaußensterns gehal­ ten werden, können die Freilaufrollen über Federelemente am Freilaufkäfig angefedert sein.

Der Freilaufaußenstern weist zumindest Anlauframpen für die Vorwärtsfahrt auf, so daß bei entsprechend geschaltetem Frei­ lauf zumindest für eine solche Vorwärtsfahrt eine Zuschal­ tung des Vierradantriebs möglich ist. Bevorzugt sind jedoch auch Anlauframpen für die Rückwärtsfahrt vorgesehen, so daß bei einer Fahrt in beiden Richtungen jeweils ein Allradan­ trieb möglich ist.

Stets genau definierte Ausgangsbedingungen in bezug auf den Schaltzustand des Freilaufs und damit die durch das Aus­ gleichsgetriebe gleichzeitig gebildete Kupplung werden auf vorteilhafte Weise dadurch erhalten, daß die Freilaufrollen bzw. der Freilaufkäfig mittels Federn in eine Ausgangsstel­ lung vorbelastet sind, in der die Freilaufrollen gegen am Freilaufaußenstern vorgesehene Anlauframpen, zweckmäßigerwei­ se Anlauframpen für die Vorwärtsfahrt, gehalten sind. Die hierzu verwendeten Federn können am Freilaufaußenstern fi­ xiert sein.

Sobald über den Kraftfahrzeugmotor die Antriebswelle des Pla­ netengetriebes entsprechend der vorbestimmten Fahrtrichtung beaufschlagt wird, wird dieses Moment unmittelbar auf die zu­ sätzlich zuschaltbare Achse bzw. eine dazwischengeschaltete Viskose-Kupplung übertragen. Beim Bremsen und im Schubbe­ trieb läuft der Freilauf dagegen frei, so daß der Antriebs­ strang zur zusätzlich zuschaltbaren Achse unterbrochen bzw. abgeschaltet ist.

Soll insbesondere auch für die andere Fahrtrichtung, insbe­ sondere die Rückwärtsfahrt, ein Vierradantrieb möglich sein, so sind die Freilaufrollen bzw. der Freilaufkäfig durch das Stellglied in die andere Endposition zu verschieben, in der die Freilaufrollen gegen die Anlauframpen für die Rückwärts­ fahrt des Freilaufaußensterns gehalten sind. Auch für eine solche Umstellung ist das Stellglied wiederum nur kurzfri­ stig zu betätigen. Soll dagegen beispielsweise nur für die Vorwärtsfahrt ein Vierradantrieb vorgesehen sein, so kann dieses Stellglied entfallen, da die vorbelasteten Freilauf­ rollen stets eine definierte Ausgangsstellung einnehmen, in der sie gegen die der einen Fahrtrichtung zugeordnete Anlauf­ rampen gehalten sind.

Für den Fall, daß die Freilaufrollen bzw. der Freilaufkäfig nicht in eine bestimmte definierte Position vorbelastet sind, werden die Rollen über das Stellglied in die gewünsch­ te Position gebracht. Dabei kann insbesondere auch vorgese­ hen sein, daß der Freilauf in eine Freilaufstellung schalt­ bar ist, bei der in jedem Falle eine Übertragung eines Mo­ ments von der ständig angetriebenen Achse zur zusätzlich zu­ schaltbaren Achse zumindest im wesentlichen ausgeschlossen ist. Das Stellglied kann auch von einem elektronischen Steu­ ergerät angesteuert sein, so daß beispielsweise in Abhängig­ keit von den jeweils angewählten Programmen des Steuergeräts unterschiedlichste Steuer- und/oder Regelungsmöglichkeiten für die Vierradantrieb-Zuschaltung realisierbar sind.

Insbesondere für den Fall, daß ein Ausgangsschaltzustand des schaltbaren Freilaufs etwa durch eine Vorbelastung der Frei­ laufrollen für eine Zuschaltung des Vierradantriebs in einer der beiden Richtungen definiert vorgegeben ist, ist es von ganz besonderem Vorteil, wenn das Stellglied einen Elektro­ magneten, einen zumindest drehfest mit dem Freilaufkäfig ver­ bundenen oder durch den längs der Getriebeachse verschiebba­ ren Freilaufkäfig selbst gebildeten Anker sowie eine mit dem Freilaufinnenring verbundene Mitnehmerscheibe umfaßt, gegen die der Anker anpreßbar ist. Eine Betätigung des Ankers zur Beaufschlagung der Mitnehmerscheibe erfolgt hierbei insbeson­ dere in Abhängigkeit von einem Fahrtrichtungswechsel. Soll über dieses Stellglied beispielsweise eine Umschaltung des Freilaufs für eine Rückwärtsfahrt erfolgen, so erhält der Elektromagnet beispielsweise mit dem Einlegen des Rückwärts­ gangs insbesondere gleichzeitig mit dem Rückfahrscheinwerfer den erforderlichen Erregerstrom, um den Anker bzw. den den Anker bildenden Freilaufkäfig gegen die Mitnehmerscheibe zu pressen. Bedingt durch den vorgegebenen Reibwert und Anpreß­ druck entsteht beim Rückwärtsanfahren ein Moment am Freilauf­ käfig. Dieser verschiebt daraufhin die Freilaufrollen bei­ spielsweise gegen den Druck der die Rollen in der anderen Richtung vorbelastenden Federn in die Anlauframpen für die Rückwärtsfahrt.

Der vorzugsweise in einem Gehäusedeckel des Getriebegehäuses angeordnete Elektromagnet kann als Ringmagnet ausgebildet sein.

Eine zweckmäßige, zuverlässige Ausgestaltung dieses Stell­ glieds sieht vor, die Mitnehmerscheibe zwischen dem Elektro­ magneten und dem Anker anzuordnen, so daß ein Kraftschluß zwischen Anker bzw. Freilaufkäfig und der Mitnehmerscheibe bei angezogenem Anker gegeben ist.

Um den Reibschluß zwischen Mitnehmerscheibe und Anker zu er­ höhen, kann ein vorzugsweise der Mitnehmerscheibe zugeordne­ ter Reibbelag vorgesehen sein.

Eine besonders kompakte Bauform wird erhalten, indem die Mit­ nehmerscheibe zur Aufnahme des Ringmagneten mit einer Ring­ nut versehen ist, wobei zwischen dem Boden dieser Ringnut und dem Ringmagneten vorzugsweise ein Luftspalt belassen ist.

Ferner kann zur besseren Integration des Reibbelags auch auf der dem Anker bzw. dem Freilaufkäfig zugewandten Seite der Mitnehmerscheibe eine weitere Ringnut zur Aufnahme dieses Reibbelags vorgesehen sein.

Gemäß einer anderen besonders vorteilhaften Ausführungsvari­ ante umfaßt das zur Verschiebung der Freilaufrollen bzw. des Freilaufkäfigs dienende Stellglied einen Servomotor.

Eine sehr hohe Variabilität in bezug auf die Schaltbarkeit des Freilaufs und damit der im Planetengetriebe integrierten Kupplung wird dadurch erhalten, daß der Freilaufkäfig über das Stellglied, vorzugsweise den Servomotor, in drei Positio­ nen bewegbar ist, wobei die Freilaufrollen in einer Position gegen die Anlauframpen für Vorwärtsfahrt und in einer ande­ ren Position gegen die Anlauframpen für Rückwärtsfahrt gehal­ ten sind und der Freilauf in einer Leerlaufposition freigege­ ben ist.

Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, über das Stell­ glied den Freilaufkäfig bzw. die Freilaufrollen bei Fahrzeug­ stillstand und ausgeschalteter Zündung zur Freigabe des Frei­ laufs in die Leerlaufposition zu bewegen. Ferner kann das Stellglied bei einer Betätigung des Zündschalters zur Verla­ gerung der Freilaufrollen in eine solche Position beauf­ schlagt werden, in der diese Freilaufrollen gegen die Anlauf­ rampen des Freilaufaußensterns für Vorwärtsfahrt gehalten sind. Sobald dann der Kraftfahrzeugmotor die Antriebswelle des Planetengetriebes in der der Vorwärtsfahrt entsprechen­ den Richtung beaufschlagt, erfolgt unmittelbar eine Übertra­ gung des Drehmoments auf die zusätzlich zuschaltbare Achse bzw. eine in den Antriebsstrang zwischen den beiden Achsen geschaltete Viskose-Kupplung zur selbsttätigen, insbesondere drehzahldifferenzabhängigen Zuschaltung.

Um eine wahlweise Freigabe des Freilaufs und damit eine Ent­ kopplung der zusätzlich zuschaltbaren Achse zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, das Stellglied, insbesondere Servomo­ tor, über einen gesonderten Schalter stromlos zu schalten.

Bei in der beschriebenen Weise zugeschaltetem Vierradantrieb ist demnach der Freilauf in der Lage zu sperren, wenn ein Mo­ ment von der ständig angetriebenen Achse bzw. dem Kraftfahr­ zeugmotor zum Planetengetriebe übertragen wird. Wird die zu­ sätzlich zuschaltbare Achse schneller, so dreht sich das sperrbare Getriebeelement, insbesondere Hohlrad, in die an­ dere Richtung und läuft frei. Dies entspricht einer Antriebs­ strangtrennung bei Bremsung.

Zur Einleitung einer Rückwärtsfahrt-Betriebsart kann der Ser­ vomotor in Abhängigkeit vom Einlegen des Rückwärtsgangs, ins­ besondere über den Rückfahrscheinwerfer-Schalter entspre­ chend angesteuert werden. Der Freilauf erfüllt hierbei die gleiche Funktion wie bei Vorwärtsfahrt. Für Prüfstandsmessun­ gen und ein Abschleppen des Fahrzeugs kann der Servomotor stromlos geschaltet werden, um den Freilaufkäfig in die Leer­ laufstellung zu bewegen.

Ein gesonderter Schalter zur Stromlosschaltung des Stell­ glieds bzw. Servomotors oder zur vollständig manuellen An­ steuerung des Servomotors kann beispielsweise im Schaltknauf des Fahrzeugs vorgesehen sein. Auch im Falle einer solchen manuellen Ansteuerung ist es möglich, den Vierradantrieb bei­ spielsweise geschwindigkeitsabhängig abzuschalten, da der Freilaufkäfig bei Zugkraftunterbrechung ohne weiteres umposi­ tioniert werden kann.

Bei rein manuell schaltbarem Freilauf ist es zweckmäßig, der zusätzlich zuschaltbaren Achse ein Differentialgetriebe zuzu­ ordnen, so daß nach einer manuellen Betätigung des betreffen­ den Schalters oder dergleichen unmittelbar die gewünschte Zu­ schaltung des Vierradantriebs gewährleistet ist.

Ist dagegen ein selbsttätig zuschaltbarer, entkoppelbarer Vierradantrieb erwünscht, so ist der zusätzlich zuschaltba­ ren Achse vorzugsweise ein in zwei getrennte Viskose-Kupp­ lungshälften aufgeteilter Viskose-Momentverteiler zuzuord­ nen. Diese gesplittete Viskose-Kupplung wird der zusätzlich zuschaltbaren Achse anstelle des Differentialgetriebes zuge­ ordnet.

Insbesondere bei einem in mehrere Betriebszustände schaltba­ ren Freilauf ist es von besonderem Vorteil, den Freilaufkä­ fig zumindest in Abhängigkeit von einem Bremskriterium in die Leerlaufposition zu bewegen, in der der Freilauf freige­ geben ist. Eine solche Anordnung ist demnach auf einfachste Weise auch mit einem Anti-Blockier-Bremssystem kompatibel, welches für einen einachsigen Antrieb ausgelegt ist. Eine aufwendige Anpassung des ABS-Systems an den gegebenen Vierra­ dantrieb kann daher entfallen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 das Fahrwerk und den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit selbsttätig zuschaltbarem Vierradantrieb, wobei im zwischen den beiden Achsen angeordneten Verteilergetriebe ein schaltbarer Freilauf integriert und der zu­ sätzlich zuschaltbaren Achse ein Viskose-Mo­ mentverteiler zugeordnet ist,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines das Verteiler­ getriebe bildenden Planetengetriebes einer ersten Ausführungsform, bei der der schaltba­ re Freilauf elektromagnetisch betätigbar ist,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der unteren Hälfte des in Fig. 2 gezeigten Planetenge­ triebes,

Fig. 4 in schematischer Darstellung einen Abschnitt des schaltbaren Freilaufs, wobei die Frei­ laufrollen infolge einer Federvorspannung in die Anlauframpen für Vorwärtsfahrt des Frei­ laufaußensterns gehalten sind,

Fig. 5 eine Fig. 4 vergleichbare Darstellung, wobei jedoch die Freilaufrollen nach einsetzender Rückwärtsfahrt gegen die Anlauframpen des Freilaufaußensterns für Rückwärtsfahrt gehal­ ten sind,

Fig. 6 eine Schnittdarstellung einer weiteren Aus­ führungsvariante des Planetengetriebes, bei der die mit dem Freilaufinnenring verbundene Mitnehmerscheibe mit jeweils einer Ringnut zur Aufnahme des Ringmagneten und eines Reib­ belags versehen ist,

Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung der unteren Hälfte des in Fig. 6 gezeigten Planetenge­ triebes,

Fig. 8 eine Fig. 1 vergleichbare Darstellung des Fahrwerks sowie des Antriebsstranges des Kraftfahrzeugs mit der zusätzlich zuschaltba­ ren Hinterachse zugeordnetem Viskose-Moment­ verteiler, wobei jedoch im als Verteilerge­ triebe zwischen Vorder- und Hinterachse die­ nenden Planetengetriebe ein über einen Servo­ motor schaltbarer Freilauf vorgesehen ist,

Fig. 9 eine Schnittdarstellung des der zusätzlich zuschaltbaren Hinterachse zugeordneten Visko­ se-Momentverteilers gemäß Fig. 1 und 8,

Fig. 10 eine Schnittdarstellung des in Fig. 8 gezeig­ ten Planetengetriebes mit über einen Servomo­ tor schaltbarem Freilauf,

Fig. 11 eine auseinandergezogene Darstellung des über einen Servomotor schaltbaren Freilaufs,

Fig. 12 eine schematische Darstellung eines Ab­ schnitts des mittels eines Servomotors schaltbaren Freilaufs, wobei der Freilaufkä­ fig in einer Endstellung gehalten ist, in der die Freilaufrollen gegen Anlauframpen des Freilaufaußensterns für Vorwärtsfahrt ge­ halten sind,

Fig. 13 eine Fig. 12 entsprechende Darstellung eines Abschnitts des schaltbaren Freilaufs, wobei der Freilaufkäfig in einer den Freilauf frei­ gebenden Leerlaufstellung gehalten ist,

Fig. 14 eine den Fig. 12 und 13 entsprechende Dar­ stellung eines Abschnitts des schaltbaren Freilaufs, wobei der Freilaufkäfig in eine andere Einstellung verbracht ist, in der die Freilaufrollen gegen Anlauframpen des Frei­ laufaußensterns für Rückwärtsfahrt gehalten sind, und

Fig. 15 das Fahrwerk und den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit zuschaltbarem Vierradan­ trieb, wobei im zwischen den beiden Achsen angeordneten, als Verteilergetriebe dienen­ den Planetengetriebe ein manuell schaltbarer Freilauf integriert und der zusätzlich zu­ schaltbaren Hinterachse ein Differentialge­ triebe zugeordnet ist.

In Fig. 1 ist das Fahrwerk sowie der Antriebsstrang zwischen den beiden Achsen eines Kraftfahrzeugs mit zuschaltbarem Vierradantrieb gezeigt.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 1 ist der Vorderachse 14 ein als Verteilergetriebe zwischen den beiden Achsen dienendes Planetengetriebe 30 zugeordnet, in dem ein elektromagnetisch schaltbarer Freilauf 32 integriert ist. Der Freilauf 32 ist so vorbelastet, d.h. normalerweise in einem solchen Betriebs­ zustand gehalten, daß die Freilaufrollen gegen Anlauframpen für Vorwärtsfahrt gehalten sind. Sobald der Motor 10 des Kraftfahrzeugs in entsprechender Richtung auf die Antriebs­ welle des Planetengetriebes 30 einwirkt, wird ein Moment un­ mittelbar auf einen der zusätzlich zuschaltbaren Hinterachse 20 zugeordneten Viskose-Momentverteiler 34 übertragen. Die Momentübertragung zwischen dem Planetengetriebe 30 und dem Viskose-Momentverteiler 34 erfolgt über eine Antriebs- bzw. Kardanwelle 26.

Hierbei wirkt der Motor 10 des Kraftfahrzeugs zunächst über ein Getriebe 12 auf ein der Vorderachse 14 zugeordnetes Dif­ ferentialgetriebe 28, mit dem das Planetengetriebe 30 verbun­ den ist.

Über den Motor 10 werden die beiden Achshälften der Vorder­ achse 14 somit zum Antrieb der beiden Vorderräder 16, 18 un­ mittelbar beaufschlagt. Demgegenüber ist die Zuschaltung der Hinterachse 20 für einen zusätzlichen Antrieb der Hinterrä­ der 22, 24 infolge des der Hinterachse 20 zugeordneten Visko­ se-Momentverteilers von der Drehzahldifferenz zwischen den beiden Achsen 14, 20 abhängig. Mit zunehmendem Unterschied der beiden Drehzahlen insbesondere bei auftretendem Schlupf sperrt der vorzugsweise zweigeteilte Viskose-Momentverteiler 34 immer mehr.

In Fig. 2 ist im Schnitt das in Fig. 1 gezeigte Planetenge­ triebe 30 mit integriertem, elektromagnetisch betätigbarem Freilauf 32 dargestellt. Die vergrößerte Darstellung gemäß Fig. 3 entspricht der unteren Hälfte des in Fig. 2 gezeigten Planetengetriebes 30.

Infolge des integrierten schaltbaren Freilaufs dient das ein Verteilergetriebe zwischen den beiden Achsen 14, 20 bildende Planetengetriebe 30 gleichzeitig als Kupplung zwischen der ständig angetriebenen Vorderachse 14 und der zusätzlich zu­ schaltbaren Hinterachse 20.

Das Planetengetriebe 30 umfaßt ein Sonnenrad 52, an einem Planetenträger 48 gelagerte Planetenräder 50 sowie ein außen­ liegendes, das sperrbare Getriebeelement bildendes Hohlrad 44. Die Planetenräder 50 kämmen einerseits mit dem Sonnenrad 52 und andererseits mit dem Hohlrad 44.

Das Vorderachsdifferentialgetriebe 28 (vgl. auch Fig. 1) umfaßt ein sich an eine Hohlwelle anschließendes Tellerrad 46, welches mit dem als Kegelrad ausgebildeten Planetenträ­ ger 48 kämmt.

Das Hohlrad 44 ist über den schaltbaren Freilauf 32 zur Über­ tragung eines Drehmoments vom den Antrieb bildenden Planeten­ träger 48 zur den Abtrieb bildenden Antriebs- bzw. Kardanwel­ le 26 sperrbar, d.h. bezüglich des Getriebegehäuses 62 fest­ legbar. Hierbei ist die Abtriebswelle des Planetengetriebes 30 durch einen mit dem Sonnenrad 52 verbundenen, zur An­ triebswelle 26 führenden Wellenstummel 54 gebildet.

Der schaltbare Freilauf 32 zur Sperrung bzw. Freigabe des Hohlrades 44 umfaßt einen fest im Getriebegehäuse 62 sitzen­ den Freilaufaußenstern 36 sowie einen mit dem zu sperrenden Hohlrad 44 drehfesten oder durch das Hohlrad 44 selbst gebil­ deten Freilaufinnenring 42. Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 2 und 3 ist das drehfest mit dem Freilaufinnenring 42 verbundene Hohlrad 44 im Freilaufinnenring 42 angeordnet.

Zwischen dem Freilaufaußenstern 36 und dem Freilaufinnenring 42 des elektromagnetisch betätigbaren Freilaufs 32 ist ein die Freilaufrollen 40 tragender Freilaufkäfig 38 angeordnet.

Dieser die Freilaufrollen 40 tragende Freilaufkäfig 38 ist relativ zum Freilaufaußenstern 36 verdrehbar.

Wie insbesondere den Fig. 4 und 5 zu entnehmen ist, ist der die Freilaufrollen 40 tragende Freilaufkäfig durch Federn 64 in eine Ausgangsstellung vorbelastet, in der die Freilaufrol­ len 40 gegen am Freilaufaußenstern 36 vorgesehene Anlaufram­ pen 66 für die Vorwärtsfahrt gehalten sind. Diese Federn 64 sind am einen Ende am Freilaufaußenstern 36 fixiert, während sie mit ihrem anderen Ende den Freilaufkäfig in die genannte End- bzw. Ausgangsstellung belasten.

Zu Beginn einer jeden Vorwärtsfahrt erhält das Hohlrad 44 bzw. der Freilaufinnenring 42 zunächst ein Drehmoment in der durch den Pfeil A (vgl. Fig. 4) angedeuteten Richtung, so daß die Freilaufrollen 40 unverrückbar gegen die Anlaufram­ pen 66 für Vorwärtsfahrt gepreßt werden und damit das Hohl­ rad 44 gesperrt ist. In diesem Falle kann unmittelbar mit der Anfahrt des Fahrzeugs in Vorwärtsrichtung ein Moment über das Planetengetriebe 30 auf die Antriebswelle 26 und den Viskose-Momentverteiler 34 der Hinterachse 20 übertragen werden.

Zur Verschiebung bzw. Umschaltung des Freilaufkäfigs in die andere, für eine Rückwärtsfahrt bestimmte Einstellung ist ein elektromagnetisch betätigbares Stellglied 100 vorgese­ hen.

Dieses Stellglied 100 umfaßt bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 bis 7 einen als Ringmagneten 58 ausgebildeten Elektromagneten, einen durch den Freilaufkäfig 38 selbst ge­ bildeten Anker sowie eine mit dem Freilaufinnenring 42 bzw. dem Hohlrad 44 verbundene Mitnehmerscheibe 56, gegen die der Anker 38 anpreßbar ist.

Der Ringmagnet 58 ist in einen Gehäusedeckel 60 des Getriebe­ gehäuses 62 eingesetzt und mit diesem verschraubt.

Wie insbesondere in Fig. 3 deutlich zu erkennen ist, ist die ebene Mitnehmerscheibe 56 zwischen dem Ringmagneten 58 und dem Anker bzw. dem Freilaufkäfig 38 angeordnet. Ein Kraft­ schluß zwischen diesem Anker 38 und der Mitnehmerscheibe 56 ist demnach bei angezogenem Anker gegeben. Dieser Anker bzw. Freilaufkäfig 38 ist hierzu in einer Richtung parallel zur Getriebeachse verschiebbar.

Beim Einschalten des Rückwärtsgangs wird der Ringmagnet 58 beaufschlagt, so daß in diesem Falle der Freilaufkäfig gegen die Mitnehmerscheibe gepreßt wird. Die Beaufschlagung des Ringmagneten erfolgt hierbei vorzugsweise in Abhängigkeit von der Zuschaltung eines Rückfahrscheinwerfers.

Zwischen der Mitnehmerscheibe 56 und dem Ringmagneten 58 ist ein kleiner Luftspalt belassen.

Mit eingelegtem Rückwärtsgang wird demnach ein Reibschluß zwischen Anker bzw. Freilaufkäfig und Mitnehmerscheibe herge­ stellt. Bedingt durch den vorgegebenen Reibwert und den auf­ tretenden Anpreßdruck erfährt der Freilaufkäfig beim Rück­ wärtsanfahren ein bestimmtes Drehmoment. Hierbei werden die Freilaufrollen gegen den Druck der Federn 64 (vgl. Fig. 4, 5) in die Anlauframpen 68 für die Rückwärtsfahrt (vgl. Fig. 5) bewegt. Dagegen läuft der Freilauf beim Bremsen und im Schubbetrieb frei, so daß in diesen Fällen der Antriebs­ strang zur zusätzlich antreibbaren Hinterachse 20 unterbro­ chen bzw. abgeschaltet ist.

In der Darstellung gemäß Fig. 4 ist die Stellung des Frei­ laufkäfigs 38 gezeigt, die dieser beim Anfahren in Vorwärts­ richtung, angedeutet durch die Drehrichtung A, einnimmt. Dem­ nach sind die Freilaufrollen 44 hierbei gegen die Anlaufram­ pen 66 für die Vorwärtsfahrt gehalten. Das Hohlrad 44 bzw. der Freilaufinnenring 42 ist bezüglich des Freilaufaußen­ sterns 36 und damit bezüglich des Getriebegehäuses 62 ge­ sperrt bzw. festgelegt.

In Fig. 5 nimmt der Freilaufkäfig 38 die andere Endstellung ein, in der die Freilaufrollen 40 gegen die Anlauframpen 68 für Rückwärtsfahrt des Freilaufaußensterns 36 gehalten sind. Nachdem bei Rückwärtsfahrt das Hohlrad 44 bzw. der Freilauf­ innenring 42 in Pfeilrichtung B beaufschlagt ist, werden die Freilaufrollen 40 wiederum zwischen Freilaufaußenstern 36 und Freilaufinnenring 42 eingeklemmt, so daß das Hohlrad 44 bezüglich des Freilaufaußensterns 36 und damit bezüglich des Getriebegehäuses 62 festgelegt bzw. gesperrt ist.

Das Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 6 und 7 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 5 durch die im folgenden näher beschriebene besondere Ausgestaltung des elektromagnetischen Stellglieds 100 und insbesondere der Mitnehmerscheibe 56. Die Darstellungen des Planetengetriebes 30 in den Fig. 6 und 7 sind im übrigen mit den Darstellungen dieses Getriebes gemäß den Fig. 2 bzw. 3 vergleichbar. Ent­ sprechende Teile sind daher mit gleichen Bezugszeichen verse­ hen.

Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 6 und 7 weist die Mit­ nehmerscheibe 56 zur Aufnahme des Ringmagneten 58 eine Ring­ nut auf. Zwischen dem Boden dieser Ringnut und dem Ringmagne­ ten 58 ist ein Luftspalt 70 belassen (vgl. Fig. 7).

Auf der dem Anker bzw. dem Freilaufkäfig 38 zugewandten Sei­ te der Mitnehmerscheibe 56 ist ein Reibbelag 72 (vgl. Fig. 7) vorgesehen. Dieser Reibbelag ist in einer weiteren, dem Freilaufkäfig 38 zugewandten Ringnut der Mitnehmerscheibe 56 aufgenommen. Die auf entgegengesetzten Seiten der Mitnehmer­ scheibe 56 vorgesehenen Ringnuten sind durch einen mittleren radialen Steg 74 voneinander getrennt.

Demnach umgibt die Mitnehmerscheibe 56 den im Gehäusedeckel 60 angeordneten Ringmagneten 58 U-förmig, wobei geringe Luft­ spalte belassen sind. Zum Anker bzw. zum Freilaufkäfig 38 hin ist die Mitnehmerscheibe 56 geöffnet. Der Anker ist wie­ derum durch den Freilaufkäfig 38 gebildet, so daß dieser in Getriebelängsrichtung relativ zur Mitnehmerscheibe 56 gering­ fügig verschiebbar sein muß.

Der beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 6 und 7 vorgese­ hene schaltbare Freilauf 32′ ermöglicht zusammen mit der ent­ sprechenden Anordnung des Ringmagneten 58 und des Reibbelags 72 einen äußerst kompakten Aufbau und gewährleistet eine zu­ verlässige Ansteuerung dieses Freilaufs. Im übrigen ist der beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 6 und 7 vorgesehene Freilauf 32′ mit dem bei der Ausführungsvariante nach den Fig. 1 bis 5 vorgesehenen Freilauf 32 vergleichbar.

Bei den Ausführungsvarianten gemäß den Fig. 1 bis 7 bilden demnach der Ringmagnet 58, die Mitnehmerscheibe 56 sowie der gleichzeitig als Anker dienende Freilaufkäfig 38 ein Stell­ glied 100 zur Verschiebung des zwischen dem Freilaufaußen­ stern 36 und dem Freilaufinnenring 42 angeordneten Freilauf­ käfigs 38, wobei der Freilauf 32 bzw. 32′ über dieses Stell­ glied 100 schaltbar ist.

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 8 bis 15 umfaßt ein zur Verschiebung der Freilaufrollen 40 bzw. des Freilauf­ käfigs 38 dienendes Stellglied 102 einen Servomotor 86 (vgl. beispielsweise Fig. 11 bis 14).

In Fig. 8 ist eine Fig. 1 vergleichbare Darstellung des Fahr­ werks und Antriebsstranges eines Kraftfahrzeugs mit über den der Hinterachse 20 zugeordneten Viskose-Momentverteiler 34 selbsttätig zuschaltbarem Vierradantrieb gezeigt, wobei je­ doch in diesem Falle im Planetengetriebe 30 ein über den Ser­ vomotor 86 schaltbarer Freilauf 32′′ vorgesehen ist.

Der Freilaufkäfig 38 des Freilaufs 32′′ ist über den Servomo­ tor 86 (vgl. Fig. 11 bis 14) des Stellglieds 102 in drei Po­ sitionen bewegbar bzw. verstellbar. In einer Position sind die Freilaufrollen 40 gegen die Anlauframpen 66 für Vorwärts­ fahrt gehalten (vgl. Fig. 12).

In einer anderen Position sind diese Freilaufrollen 40 an die Anlauframpen 68 für Rückwärtsfahrt gepreßt (vgl. Fig. 14). In einer mittleren Stellung des Freilaufkäfigs 38 neh­ men die Freilaufrollen 40 eine Leerlaufposition ein, in der der Freilauf 32′′ freigegeben ist (vgl. Fig. 13).

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 ist ein selbsttätig zu­ schaltbarer Vierradantrieb vorgesehen, wobei die selbsttäti­ ge Zuschaltung infolge des der zusätzlich zuschaltbaren Hin­ terachse 20 zugeordneten Viskose-Momentverteilers 34 ermög­ licht ist.

In Fig. 9 ist dieser der zusätzlich zuschaltbaren Hinterach­ se 20 zugeordnete Viskose-Momentverteiler 34 vergrößert dar­ gestellt. Wie dieser Darstellung entnommen werden kann, ist der Viskose-Momentverteiler 34 in zwei getrennte Viskose-Kup­ plungshälften 76, 76′ aufgeteilt. Demnach ist sowohl eine selbsttätige Längssperrung als auch eine selbsttätige Quer­ sperrung möglich, wobei der jeweilige Sperrungsgrad von den entsprechenden Drehzahldifferenzen zwischen Vorderachse 14 und Hinterachse 20 bzw. zwischen den beiden Achshälften der Hinterachse 20 abhängig ist. Der Viskose-Momentverteiler 34 ist über die Antriebswelle 26 mit dem der Vorderachse 14 zu­ geordneten und mit dem schaltbaren Freilauf zur Sperrung des Hohlrads versehenen Planetengetriebe 30 verbunden.

In Fig. 10 ist wiederum im Schnitt das Planetengetriebe 30 gezeigt, in dem der beim vorliegenden Ausführungsbeispiel über den Servomotor 86 schaltbare Freilauf 32′′ integriert ist.

Der schaltbare Freilauf 32′′ umfaßt wiederum einen fest im Ge­ triebegehäuse 62 eingesetzten Freilaufaußenstern 36, einen mit dem Hohlrad 44 drehfesten bzw. durch dieses Hohlrad ge­ bildeten Freilaufinnenring 42 sowie einen die Freilaufrollen 40 tragenden Freilaufkäfig 38 (vgl. auch Fig. 11).

Nachdem bei diesem Ausführungsbeispiel der Freilaufkäfig 38 über den Servomotor 86 verstellbar ist, entfällt der Ringmag­ net sowie die Mitnehmerscheibe. Der Freilaufring 38 muß dem­ nach auch nicht mehr in einer Richtung parallel zur Getrie­ beachse verschiebbar sein.

Wie in Fig. 11 zu erkennen ist, bildet der Freilaufinnenring 42 gleichzeitig das Hohlrad 44 des Planetengetriebes 30. Über dem Freilaufinnenring 42 sitzt der die Freilaufrollen 40 tragende Freilaufkäfig 38.

Hierbei weist der Freilaufkäfig 38 rechteckige Aussparungen 80 auf, in denen die Freilaufrollen 40 mittels Federelemen­ ten 82 gefedert angeordnet sind.

Der Freilaufaußenstern 36 des mittels des Servomotors 86 schaltbaren Freilaufs 32′′ umfaßt einen die Anlauframpen für Rückwärtsfahrt und Vorwärtsfahrt aufweisenden Ringabschnitt 84.

Der Freilaufaußenstern 36 ist fest in das Getriebegehäuse 62 eingesetzt.

Der Servomotor 86 des den Freilauf 32′′ schaltenden Stell­ glieds 102 beaufschlagt den Freilaufkäfig 38 über eine Kur­ belschwinge 88. Hierbei wirkt eine mit der Drehachse 98 des Servomotors 86 verbundene Kurbel 90 auf ein Hebelglied 92 ein, welches um eine fest am Freilaufaußenstern 36 angeordne­ te Schwenkachse 94 verschwenkbar ist und zur Verstellung des Freilaufkäfigs 38 am der Kurbel 90 entgegengesetzten Ende mit dem Freilaufkäfig 38 in Eingriff steht.

In den Fig. 12 bis 14 sind verschiedene Positionen des vom Servomotor 86 über die Kurbelschwinge 88 schaltbaren Frei­ laufkäfigs 38 gezeigt.

Über das den Servomotor 86 sowie die Kurbelschwinge 88 umfas­ sende Stellglied 102 kann der Freilaufkäfig 38 in drei ver­ schiedene Positionen verstellt werden.

In der in Fig. 12 gezeigten ersten Position sind die Frei­ laufrollen 40 gegen die Anlauframpen 66 für Vorwärtsfahrt am Freilaufaußenstern 36 gehalten. Das Hebelglied 92 der Kurbel­ schwinge 88 ist in diesem Falle über die mit der Drehachse 98 des Servomotors 86 verbundene Kurbel 90 in einer Aufnahme 96 im Uhrzeigersinn um die feste Schwenkachse 94 nach rechts verschwenkt. Beim Anfahren in Vorwärtsrichtung erfolgt dem­ nach unmittelbar eine Sperrung des Freilaufinnenrings 40 bzw. Hohlrads 44.

In Fig. 13 nimmt der Freilaufkäfig 38 eine Leerlaufposition ein, in der die Freilaufrollen 40 zwischen den Anlauframpen für Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt angeordnet sind und der Freilauf freigegeben ist. Das Hebelglied 92 ist in diesem Falle mit der Kurbel 90 ausgerichtet.

In Fig. 14 nimmt der Freilaufkäfig 38 eine solche Position ein, in der die Freilaufrollen 40 gegen die Anlauframpen 68 für Rückwärtsfahrt des Freilaufaußensterns 36 gehalten sind. Bei einer Anfahrt in Rückwärtsrichtung wird somit unmittel­ bar wiederum der Freilaufinnenring 42 bzw. das Hohlrad 44 des Planetengetriebes 30 gesperrt, d.h. bezüglich des Getrie­ begehäuses 62 festgelegt.

Im letzteren Falle ist das Hebelglied 92 in der Aufnahme 96 des Freilaufaußensterns 36 entgegen dem Uhrzeigersinn um die feste Schwenkachse 94 nach links verschwenkt.

Das den Servomotor 86 sowie die Kurbelschwinge 88 umfassende Stellglied 102 bewegt den Freilaufkäfig 38 bei Fahrzeugstill­ stand und ausgeschalteter Zündung zur Freigabe des Freilaufs 32′′ in die Leerlaufposition (vgl. Fig. 13).

Bei einer Betätigung des Zündschalters erfolgt eine Verlage­ rung des Freilaufkäfigs 38 in eine Position, in der die Frei­ laufrollen 40 gegen die Anlauframpen 66 für Vorwärtsfahrt des Freilaufaußensterns 36 gehalten sind (vgl. Fig. 12).

Für eine Rückwärtsfahrt legt man den Rückwärtsgang ein, wo­ bei über den Rückfahrscheinwerfer-Schalter der Servomotor 86 angesteuert wird, um den Freilaufkäfig 38 in die Stellung für die Rückwärtsfahrt zu bewegen (vgl. Fig. 14).

Zur Freigabe des Freilaufs 32′′ kann ein gesonderter Schalter vorgesehen sein, über den der Servomotor 86 stromlos schalt­ bar ist.

Es ist auch denkbar, das den Servomotor 86 sowie die Kurbel­ schwinge 88 umfassende Stellglied 102 rein manuell anzusteu­ ern. Ein entsprechender Schalter kann beispielsweise im Schaltknauf des Fahrzeugs untergebracht sein.

In diesem Falle ist der zusätzlich zuschaltbaren Hinterachse 20 vorzugsweise anstelle des Viskose-Momentverteilers ein Differentialgetriebe 78 zugeordnet (vgl. Fig. 15). Sobald der Freilauf 32′′ für die Vorwärtsfahrt bzw. Rückwärtsfahrt umgeschaltet ist, ist sichergestellt, daß beim Anfahren in der betreffenden Fahrtrichtung der Vierradantrieb über das der Hinterachse 20 zugeordnete Differentialgetriebe 78 unmit­ telbar zugeschaltet ist. Im übrigen entspricht die Fig. 15 der Darstellung gemäß Fig. 8, wobei entsprechenden Teilen gleiche Bezugszeichen zugeordnet sind.

Vorzugsweise ist auch vorgesehen, den Freilaufkäfig 38 zumin­ dest in Abhängigkeit von einem Bremskriterium in die Leer­ laufposition zu bewegen, in der der Freilauf freigegeben ist.

Ist der Freilaufkäfig 38 beispielsweise in die Position ge­ mäß Fig. 12 geschaltet, in der die Freilaufrollen gegen die Anlauframpen 66 für Vorwärtsfahrt des Freilaufaußensterns 36 gehalten sind, so ist der Freilauf 32′′ in der Lage, zu sper­ ren, wenn ein Moment von der Vorderachse 14 zum Planetenge­ triebe 30 übertragen wird. In diesem Falle wird ein Moment auf die zusätzlich zuschaltbare Hinterachse 20 weitergege­ ben. Wird die zusätzlich zuschaltbare Hinterachse 20 schnel­ ler, so dreht sich das Hohlrad 44 in die entgegengesetzte Richtung, in der es frei umlaufen kann. Es ergibt sich dem­ nach bei einer Bremsung eine Antriebsstrangtrennung. Für eine Rückwärtsfahrt wird beim Einlegen des Rückwärtsgangs über den Rückfahrscheinwerfer-Schalter der Servomotor 86 ent­ sprechend beaufschlagt (vgl. Fig. 14). Die Funktion des Frei­ laufs ist jetzt die gleiche wie bei Vorwärtsfahrt.

Für Prüfstandsmessungen und ein Abschleppen ist es möglich, den Servomotor 86 stromlos zu schalten, damit der Freilaufkä­ fig 38 die in Fig. 13 gezeigte Leerlaufstellung einnimmt.

Auch im Falle einer manuellen Ansteuerung des Servomotors 86 über einen Schalter beispielsweise im Schaltknauf des Fahr­ zeugs ist es ohne weiteres möglich, wieder geschwindigkeits­ abhängig abzuschalten, da der Freilaufkäfig 38 bei einer Zug­ kraftunterbrechung umpositioniert werden kann.

Claims (33)

1. Kraftfahrzeug mit zuschaltbarem Vierradantrieb, bei dem im Antriebsstrang zwischen einer ständig angetriebenen Achse (14) und einer zusätzlich zuschaltbaren Achse (20) ein gleichzeitig als Kupplung dienendes Planetengetriebe (30) vorgesehen ist, welches zur Zuschaltung des Vierrad­ antriebs zumindest ein drehbar gelagertes, sperrbares Ge­ triebeelement (44) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebeelement (44) über einen im Planetengetriebe (30) integrierten schaltbaren Freilauf (32, 32′, 32′′) sperrbar ist.

2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sperrbare Ge­ triebeelement durch das Hohlrad (44) des Planetengetrie­ bes (30) gebildet ist.

3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der schaltbare Freilauf (32, 32′, 32′′) einen fest im Getriebegehäuse (62) sitzenden Freilaufaußenstern (36) und einen mit dem Getriebeelement (44) drehfesten oder durch das Getriebe­ element (44) selbst gebildeten Freilaufinnenring (42) um­ faßt.

4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, bei dem das Getriebeele­ ment (44) drehfest mit dem Freilaufinnenring (42) verbun­ den ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebeelement (44) im Freilaufinnenring (42) ange­ ordnet ist.

5. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenig­ stens ein Stellglied (100, 102) zur Verschiebung von zwi­ schen dem Freilaufaußenstern (36) und dem Freilaufinnen­ ring (42) angeordneten Freilaufrollen (40) relativ zum Freilaufaußenstern (36) vorgesehen und der Freilauf (32, 32′, 32′′) über dieses Stellglied (100, 102) schaltbar ist.

6. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Freilaufrollen (40) an einem relativ zum Freilaufaußen­ stern (36) verstellbaren Freilaufkäfig (38) angeordnet sind.

7. Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Freilaufrollen (40) über Federelemente (82) am Freilaufkäfig (38) angefe­ dert sind.

8. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Freilaufrollen (40) bzw. der Freilaufkäfig (38) mittels Federn (64) in eine Ausgangsstellung vorbelastet sind, in der die Freilaufrollen gegen am Freilaufaußenstern (36) vorgesehene Anlauframpen (66) gehalten sind.

9. Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Freilaufrollen (40) in der Ausgangsstellung gegen die Anlauframpen (66) für die Vorwärtsfahrt gehalten sind.

10. Kraftfahrzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (64) am Freilaufaußenstern (36) fixiert sind.

11. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (100) zur Verschiebung der Freilaufrollen (40) bzw. des Freilaufkäfigs (38) ein elektromagnetisch betätigbares Stellglied ist.

12. Kraftfahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (100) einen Elektromagneten (58), einen zumindest dreh­ fest mit dem Freilaufkäfig (38) verbundenen oder durch den längs der Getriebeachse verschiebbaren Freilaufkäfig selbst gebildeten Anker sowie eine mit dem Freilaufinnen­ ring (42, 44) verbundene Mitnehmerscheibe (56) umfaßt, gegen die der Anker (38) anpreßbar ist.

13. Kraftfahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet als Ringmagnet (58) ausgebildet ist.

14. Kraftfahrzeug nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (58) in einem Gehäusedeckel (60) des Getriebegehäuses (62) angeordnet ist.

15. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 12 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß die Mit­ nehmerscheibe (56) zwischen dem Elektromagneten (58) und dem Anker (38) angeordnet und ein Kraftschluß zwischen Anker bzw. Freilaufkäfig (38) und der Mitnehmerscheibe (56) bei angezogenem Anker gegeben ist.

16. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (100, 102) zur Verschiebung der Freilaufrol­ len (40) bzw. des Freilaufkäfigs (38) in eine Endlage an­ steuerbar ist, in der die Freilaufrollen gegen am Frei­ laufaußenstern (36) vorgesehene Anlauframpen (68) für die Rückwärtsfahrt gehalten sind.

17. Kraftfahrzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (100, 102) mit jedem Einschalten des Rückwärtsgangs, ins­ besondere in Abhängigkeit von der Zuschaltung eines Rück­ fahrscheinwerfers, ansteuerbar ist.

18. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumin­ dest die Mitnehmerscheibe (56) mit einem dem Anker (38) zugewandten Reibbelag (72) versehen ist.

19. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mit­ nehmerscheibe (56) zur Aufnahme des Ringmagneten (58) eine Ringnut aufweist, wobei zwischen dem Boden dieser Ringnut und dem Ringmagneten vorzugsweise ein Luftspalt (70) belassen ist.

20. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Anker bzw. dem Freilaufkäfig (38) zugewandten Seite der Mitnehmerscheibe (56) eine weitere Ringnut zur Auf­ nahme des Reibbelags (72) vorgesehen ist.

21. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (102) zur Verschiebung der Freilaufrollen (40) bzw. des Freilaufkäfigs (38) einen Servomotor (86) umfaßt.

22. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Freilaufkäfig (38) über das Stellglied (102) in drei Po­ sitionen bewegbar ist, wobei die Freilaufrollen (40) in einer Position gegen die Anlauframpen (66) für Vorwärts­ fahrt und in einer anderen Position gegen die Anlaufram­ pen (68) für Rückwärtsfahrt gehalten sind und der Frei­ lauf (32′′) in einer Leerlaufposition freigegeben ist.

23. Kraftfahrzeug nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Servomotor (86) den Freilaufkäfig (38) über eine Kurbelschwinge (88) beaufschlagt.

24. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (102) den Freilaufkäfig (38) bei Fahrzeug­ stillstand und ausgeschalteter Zündung zur Freigabe des Freilaufs (32′′) in die Leerlaufposition bewegt.

25. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (102) den Freilaufkäfig (38) bei einer Betäti­ gung des Zündschalters in die eine Position bewegt, in der die Freilaufrollen (40) gegen die Anlauframpen (66) für Vorwärtsfahrt des Freilaufaußensterns (36) gehalten sind.

26. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ser­ vomotor (86) zur Freigabe des Freilaufs (32′′) über einen gesonderten Schalter stromlos schaltbar ist.

27. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (102) manuell ansteuerbar ist.

28. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit manuell schaltbarem Freilauf (32′′), dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzlich zu­ schaltbaren Achse (20) ein Differentialgetriebe (78) zu­ geordnet ist.

29. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 27, mit selbsttätig zuschaltbarem Vierradantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzlich zu­ schaltbaren Achse (20) ein in zwei getrennte Viskose- Kupplungshälften (76, 76′) aufgeteilter Viskose-Moment­ verteiler (34) zugeordnet ist.

30. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ständig angetriebene Achse die Vorderachse (14) und die zusätzlich zuschaltbare Achse die Hinterachse (20) ist.

31. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der An­ trieb des Planetengetriebes (30) über den Planetenträger (48) und der Abtrieb über das Sonnenrad (52) erfolgt.

32. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Pla­ netengetriebe (30) ein zwischen der ständig angetriebe­ nen Achse (14) und der zusätzlich zuschaltbaren Achse (20) angeordnetes Verteilergetriebe ist.

33. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (100, 102) den Freilaufkäfig (38) zumindest in Abhängigkeit von einem Bremskriterium in die Leerlauf­ position bewegt, in der der Freilauf (32, 32′, 32′′) frei­ gegeben ist.