DE3935725C2 - Kraftfahrzeug mit zwei getriebenen Achsen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit zwei getriebenen Achsen, von denen eine mittels einer in ihrem Antriebsstrang vorgesehenen Flüssigkeitsreibungskupplung mit vorgeordneter Schaltkupplung über diese Flüssigkeitsreibungskupplung oder unter deren Überbrückung antreibbar oder vom Antrieb abschalt­ bar ist.

Ein derartiges Kraftfahrzeug ist bereits bekannt (EP-A-01 49 302). Dabei besitzt dieses Kraftfahrzeug ein gegebenenfalls auch von Hand aus betätigbares automatisches Getriebe ohne einen besonderen Gelände- bzw. Kriechgang. Die Vorderachse wird ständig angetrieben. Die aus der Flüssigkeitsreibungskupplung und der vorgeordneten Schaltkupplung bestehende Kupplungsein­ heit im Antriebsstrang zur Hinterachse muß von Hand bedient werden, jedenfalls ist keine Automatik vorgesehen, um diese Kupplungseinheit je nach dem Fahrzustand zu steuern. Es heißt zwar, daß es wünschenswert ist, den direkten Antrieb der Hinterachse, also die Überbrückung der Flüssigkeitsreibungs­ kupplung beim Befahren von schlechten Straßen oder beim Fahren im Gelände vorzusehen, jedoch ist dies der Geschicklichkeit bzw. Aufmerksamkeit des Fahrers überlassen, so daß hier Fahr­ schwierigkeiten auftreten können. Wird nämlich die Hinterachse über die Flüssigkeitsreibungskupplung angetrieben und wird dabei im losen Sand oder tiefen Schnee gefahren, so kommt es zu großen Schlupfwerten an der ständig angetriebenen Vorderachse, die dann stark zum Eingraben der Räder neigt und kein optimales Traktionsverhalten aufweist. Außerdem ergibt sich eine wesent­ lich verminderte Seitenführungskraft an den durchdrehenden Rädern. Darüber hinaus wird die Flüssigkeitsreibungskupplung zufolge der bei solchen Fahrverhältnissen auftretenden großen Drehzahldifferenz ihrer Kupplungshälften hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Es ist selbstverständlich, daß diese Umstände besonders beachtet werden müssen, wenn es sich um ein Kraft­ fahrzeug handelt, dessen Getriebe von vornherein mit wenigstens einem Gelände- bzw. Kriechgang ausgestattet und das demnach für längere Geländefahrten bestimmt ist.

Aus der DE 37 23 597 A1 ist ein Kraftübertragungssystem für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb bekannt, das zwei Umschaltkupplungen aufweist, um Planetengetriebe und Fluidkupplung selektiv miteinander zu verbinden. Diese Umschaltkupplungen werden mit Hilfe eines Wählhebels in die jeweiligen Positionen bewegt.

Die DE 36 40 041 C1 offenbart ein Vierradantriebssystem für ein Kraftfahrzeug, bei dem über einen Wählhebel sowie eine Schubstange eine Kupplung in fünf verschiedene Positionen bewegbar ist.

In der DE 31 07 051 A1 ist ein Getriebe mit zwei Schiebemuffen und einem zusätzlichen Geländegang beschrieben, das durch eine besondere Anordnung und Gestaltung der Schaltmuffen gemeinsam mit dem Allradantrieb schaltbar ist, wobei der Schalthebel mit großer Schaltkraft in die Stellung für einen Niedriggang gebracht wird.

Schließlich ist aus der DE 33 69 684 C2 ein Stellantrieb einer Allradschaltung bekannt, der mit einer das Einrücken der niedrigsten Gänge des Wechselgetriebes hindernden Sperre verbunden ist, die sich beim Zuschalten des Achsantriebs selbständig löst. Hierbei ist ein Steuerventil mit einem Steuerschieber wirkungsmäßig verbunden, wobei die Betätigung über den Handhebel erfolgen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit konstruktiv einfachen Mitteln das gattungsgemäße Kraftfahrzeug so weiterzubilden, daß unabhängig von der Erfahrung bzw. Geschicklichkeit des Fahrers bei Geländefahrt auf jeden Fall die richtigen Antriebsverhältnisse für die über aus der Flüssigkeitsreibungskupplung und der Schaltkupplung bestehende Kupplungseinheit angetriebene Achse gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schaltkupplung mit Hilfe eines ersten dem oder den Geländegängen zugeordneten Gebers, einer Schalt- und Steuerstufe und eines Stellgliedes beim Einrücken des Geländeganges bzw. eines der Geländegänge unabhängig von der vorher eingenommenen Stellung der Schaltkupplung in die Überbrückungsstellung der Flüssigkeitsreibungskupplung geschaltet ist und in dieser Stellung bis zum Übergang auf einen Straßengang des Getriebes verbleibt.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 6.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird beim Einrücken des bzw. eines Getriebeganges die Flüssigkeitsreibungskupplung überbrückt, die betreffende Achse demnach starr bzw. direkt angetrieben und dadurch das Eingraben der Räder der von vornherein ständig angetriebenen Achse vermieden bzw. die Flüssigkeitsreibungskupplung vor zu hohen Beanspruchungen bewahrt. Dabei erfolgt beim Bremsen kein Abschalten der sonst über die Flüssigkeitsreibungskupplung angetriebenen Achse vom Antrieb, obwohl bei Straßenfahrt oberhalb einer bestimmten Grenzgeschwindigkeit die selbständige Trennung des Antriebsstranges notwendig ist, wenn die Bremsstabilität erhalten bleiben soll.

Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 als Ausführungsbeispiel die wesentlichen Antriebsteile eines Kraftfahrzeuges im Schema samt einer Schalt- und Steuerstufe in

Fig. 2 ein Schaltungsschema der Schalt- und Steuerstufe nach Fig. 1 und in

Fig. 3 eine Variante der Schalt- und Steuerstufe nach Fig. 2.

Vom Motor 1 wird über eine Fahrkupplung 2 und ein Getriebe 3, das wenigstens einen Gelände- bzw. Kriechgang umfaßt, die Vorderachse 4 des Kraftfahrzeuges ständig angetrieben. Zur Hinterachse 5 führt ein Antriebsstrang 6, in dem eine Flüssig­ keitsreibungskupplung, beispielsweise eine Visco-Kupplung 7 mit vorgeordneter Schaltkupplung 8, eingebaut ist. Der Antriebs­ strang 6 ist im Bereich der Schaltkupplung 8 unterbrochen. Die Fortsetzung des Antriebsstranges 6 bildet die Eingangs- bzw. Antriebswelle 9 der Flüssigkeitsreibungskupplung 7, wobei vom Gehäuse 10 dieser Kupplung der Abtrieb zur Hinterachse 5 abgeleitet ist. Auf dem Antriebsstrang 6 sind vor der Unter­ brechungsstelle Kupplungsklauen vorgesehen, wobei auch die Eingangs- bzw. Antriebswelle 9 der Flüssigkeitsreibungskupplung 7 und das Gehäuse 10 dieser Kupplung mit solchen Kupplungs­ klauen ausgestattet sind. Mit 11 ist eine mit den Klauen zu­ sammenwirkende Schiebemuffe bezeichnet.

In der dargestellten Stellung der Schiebemuffe 11 sind der Antriebsstrang 6 und die Welle 9 miteinander drehfest verbun­ den, so daß der Antrieb der Hinterachse 5 über die Flüssig­ keitsreibungskupplung 7 erfolgt. Wird die Schiebemuffe 11 mit den Klauen der Welle 9 außer Eingriff gebracht (in der Zeich­ nung aufwärts geschoben), so ergibt sich eine vollständige Trennung der Hinterachse 5 vom Antrieb. Eine Verstellung der Schiebemuffe 11 zum Gehäuse 10 der Flüssigkeitsreibungskupplung 7 hin hat eine unmittelbare Verbindung des Gehäuses 10 mit dem Antriebsstrang 7 und damit den direkten Antrieb der Hinterachse 5 zur Folge.

Wird mit Hilfe des Getriebeschalthebels 12 der bzw. ein Gelän­ degang des Getriebes 3 eingerückt, so wird dies von einem Geber 13 erfaßt und einer später beschriebenen Schalt- und Steuerstu­ fe 14 zugeführt, welche ein Stellglied 15 für die Schiebemuffe 8 hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch in der Weise be­ aufschlagt, daß die Schiebemuffe 11 in die Überbrückungsstel­ lung der Flüssigkeitsreibungskupplung 7 gelangt, wobei diese Stellung beibehalten wird, solange der bzw. ein Gelände- oder Kriechgang des Getriebes eingerückt ist. In diesem Betriebszu­ stand erfolgt beim Bremsen keine Unterbrechung des Antriebs­ stranges. Beim Einlegen eines Straßenganges des Getriebes 3 kehrt die Schiebemuffe 11 wie später beschrieben in die dar­ gestellte Stellung mit Antrieb der Hinterachse 5 über die Flüssigkeitsreibungskupplung 7 zurück.

Wird das Bremspedal 16 gedrückt, so bewirkt dies mit Hilfe des Gebers 17 und der Schalt- und Steuerstufe 14 bzw. des Stell­ gliedes 15 eine Verstellung der Schiebemuffe 11 in die Unter­ brechungsstellung des Antriebsstranges 6, sofern eine bestimm­ te Grenzgeschwindigkeit des Fahrzeuges überschritten wird, was ein dem Tachometer 18 zugeordneter weiterer Geber 19 feststellt und an die Steuer- und Schaltstufe 14 weitergibt.

Die Schalt- und Steuerstufe 14 zur Steuerung des Stellgliedes 15 gemäß Fig. 2 umfaßt ein Relais 20, welches über den als Schalter ausgebildeten Geber 17 einer Masseleitung 21 und über den als Schwellwertschalter ausgebildeten Geber 19 an einer Speiseleitung 22 liegt. Der Geber 19 ist ebenfalls an die Masseleitung 21 angeschlossen. Ein weiteres Relais 23 ist über den als Schalter ausgebildeten Geber 13 an die Masseleitung 21 angeschlossen und mit der Speiseleitung 22 verbunden. Der Steuerkontakt 24 des Relais 20 ist als Einschaltekontakt ausgebildet und eine Anschlußleitung eines Relais 23 eines Dreiwegeventils 25 in die Speiseleitung 22 verlegt. In dieser Anschlußleitung ist auch der als Umschaltekontakt ausgebildete Steuerkontakt 26 des Relais 23 angeordnet, welcher in seiner zweiten Schaltstellung ein einpolig an Masse liegendes Relais 24 eines weiteren Dreiwegeventils 27 an die Speiseleitung anschließt. Ein an die Masseleitung 21 angeschlossenes Relais 28 wird nur bei laufendem Motor an eine nicht gezeigte Speise­ leitung angeschlossen und sein Steuerkontakt ist dem Kontakt 24 parallel geschaltet. Die beiden Dreiwegeventile sind über pneumatische Leitungen 29 und 29′ und ein Filter 30 mit der Atmosphäre verbunden und über pneumatische Leitungen 31, 32, einen Vakuumbehälter 33 und ein Rückschlagventil 34 an das Saugrohr 35 des Motors 3 angeschlossen. Pneumatische Leitungen 36 des Ventils 25 bzw. 37 des Ventils 27 sind oberhalb bzw. unterhalb der Membran 38 des als Unterdruckschaltdose ausgebil­ deten Stellgliedes 15 angeschlossen, welches über ein Schaltge­ stänge 39 mit der Schiebemuffe 11 der Schaltkupplung 8 verbun­ den ist.

Die Funktionsweise dieser Schalt- und Steuerstufe 14 ist folgende:

Beim Einlegen des bzw. eines Getriebeganges wird der Schalter 13 geschlossen und das Relais 23 zieht an. Sein Steuerkontakt 26 schließt den Stromkreis für das Relais 24, wodurch das Dreiwegeventil 27 die Leitung 37 an den Vakuumbehälter 33 anschließt und der Raum unterhalb der Membran 38 der Unter­ druckschaltdose 15 mit Unterdruck beaufschlagt und die Schiebe­ muffe 11 der Schaltkupplung 8 über das Schaltgestänge 39 gegen die Wirkung einer Feder 40 in die Überbrückungsstellung der Flüssigkeitsreibungskupplung 7 verschoben wird. Beim Einlegen eines Straßenganges wird der Schalter 13 geöffnet, das Relais 23 und damit das Relais 24 fallen ab, wodurch das Dreiwegeven­ til 27 die Leitung 37 mit der Leitung 29 verbindet und dadurch der Raum unterhalb der Membran 38 der Unterdruckschaltdose 15, Atmosphärendruck erhält, so daß die Feder 40 die Schiebemuffe 11 in die in Fig. 1 dargestellte Lage verschiebt, in der die Hinterachse 5 über die Flüssigkeitsreibungskupplung 7 angetrie­ ben ist.

Wird das Bremspedal 16 betätigt, dann wird dadurch der Schalter 17 geschlossen. Bei Überschreiten einer bestimmten Grenzge­ schwindigkeit des Fahrzeuges wird auch der Schwellwertschalter 19 geschlossen, wodurch das Relais 20 anzieht und sein Kontakt 24 den Stromkreis des Relais 23 des Dreiwegeventils 25 schließt, so daß dieses in eine Stellung verschoben wird, in der die Leitung 36 mit der Leitung 31 des Vakuumbehälters 33 verbunden wird und dadurch der oberhalb der Membran 38 der Unterdruckschaltdose 15 liegende Raum mit Unterdruck beauf­ schlagt wird. Dadurch wird über das Schaltgestänge 39 gegen die Kraft einer Feder 40 die Schiebemuffe 11 in die Unterbrechungs­ stellung des Antriebsstranges 6 verschoben.

Endet die Betätigung des Bremspedales 16 oder sinkt die Ge­ schwindigkeit des Fahrzeuges unter die bestimmte Grenzgeschwin­ digkeit ab, dann öffnet der Schalter 17 bzw. der Schwellwert­ schalter 19, die beiden Relais 20, 23 fallen ab, das Dreiwege­ ventil 25 wird in eine Stellung verschoben, in der die Leitung 36 mit der Leitung 29′ verbunden ist und im Raum oberhalb der Membran 38 der Unterdruckschaltdose 15 herrscht Atmosphären­ druck. Dadurch wird durch die Feder 40 die Schiebemuffe 11 wieder in die dargestellte Stellung mit Antrieb der Hinterachse 5 über die Flüssigkeitsreibungskupplung 7 verschoben.

Um zu verhindern, daß die Schiebemuffe 11 bei stillstehendem Motor des Fahrzeuges in die Stellung gelangt, bei der die Hinterachse über die Flüssigkeitsreibungskupplung 7 angetrieben ist, wodurch z. B. ein Abschleppen des Fahrzeuges auf zwei Rädern unmöglich ist, wird das Relais 28 bei stillstehendem Motor spannungslos und fällt ab, sein Kontakt 29 wird geschlos­ sen, so daß der Kontakt 24 des Relais 20 überbrückt wird und das Relais 23 anzieht, wodurch wie bereits beschrieben, die Schiebemuffe 11 in der den Antriebsstrang 6 unterbrechende Stellung gehalten wird.

Gemäß Fig. 3 ist anstelle der Relais 20, 23 und 28 mit ihren Steuerkontakten 24 bzw. 26 bzw. 29, eine elektronische Steuer­ einheit 41 vorgesehen, welche eingangsseitig bei Schließen der Schalter bzw. Geber 13, 17, 19 mit Steuersignalen beaufschlagt ist, die über die beiden ausgangsseitigen Steuerleitungen zu den beiden Relais 23 bzw. 24 der Dreiwegeventile 25 bzw. 27 auf die bereits in Fig. 2 beschriebenen Art Verschiebungen der Schiebemuffe 11 bewirken. Mit 42 ist eine Bremsleuchte des Fahrzeuges bezeichnet. Alle übrigen Bauteile der Schaltung entsprechen den gleichartigen Bauteilen gemäß Fig. 2 und tragen auch das gleiche Bezugszeichen.

Claims (6)

1. Kraftfahrzeug mit zwei getriebenen Achsen, von denen eine mittels einer in ihrem Antriebsstrang vorgesehenen Flüssig­ keitsreibungskupplung mit vorgeordneter Schaltkupplung über diese Flüssigkeitsreibungskupplung oder unter deren Über­ brückung antreibbar oder vom Antrieb abschaltbar ist und mit einem wenigstens einen Gelände- bzw. Kriechgang aufweisenden Getriebe, dadurch gekennzeichnet,
   daß die Schaltkupplung (8) mit Hilfe eines ersten dem oder den Geländegängen zugeordneten Gebers (13), einer Schalt- und Steuerstufe (14) und eines Stellgliedes (15) beim Einrücken des Geländeganges bzw. eines der Geländegänge unabhängig von der vorher eingenommenen Stellung der Schaltkupplung (8) in die Überbrückungsstellung der Flüssigkeitsreibungskupplung (7) geschaltet ist und in dieser Stellung bis zum Übergang auf einen Straßengang des Getriebes (3) verbleibt.
2. 2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zweiten Geber (19) zur Erfassung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges und einen dritten Geber (17), welcher die Betätigung der Bremse erfaßt.
3. 3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalt- und Steuerstufe (14) ein Stellglied (15) und eine Verbindungsvorrichtung (39) zur Betätigung der Schaltkupplung (8) aufweist, wobei das Stellglied (15) eine Vakuumkammer und eine in der Vakuumkammer angeordnete Membran (38) umfaßt, welche mit der Verbindungsvorrichtung (39) verbunden ist.
4. 4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalt- und Steuerstufe eine erste und eine zweite Ventilvorrichtung (25, 27) umfaßt, welche mit der Vakuumkammer an entgegengesetzten Seiten verbunden ist, um die Membran (38) in entgegengesetzten Richtungen zu beaufschlagen.
5. 5. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ventilvorrichtung (27) auf den ersten Geber (13) und die zweite Ventilvorrichtung (25) auf den zweiten und den dritten Geber (17, 19) anspricht.
6. 6. Kraftfahrzeug nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Ventilvorrichtung (25, 27) jeweils als Dreiwegeventil ausgebildet sind.