DE3935725C2 - Kraftfahrzeug mit zwei getriebenen Achsen - Google Patents
Kraftfahrzeug mit zwei getriebenen AchsenInfo
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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)
- 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. 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. 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. 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. 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. Kraftfahrzeug nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Ventilvorrichtung (25, 27) jeweils als Dreiwegeventil ausgebildet sind.
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Representative=s name: VON FUENER, A., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. EBBINGHAUS |
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