DE4000667C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 5.

Einrichtungen dieser Art sind nach der prioritätsälteren, jedoch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 39 01 348.0 bekannt. Mit diesen Einrichtungen ist insbesondere die mittlere Drehzahl der Hinterräder gegenüber der mittleren Drehzahl der Vorderräder zu erhöhen oder die mittlere Drehzahl der Hinterräder an die mittlere Drehzahl der Vorderräder anzugleichen. Wenn das Kraftfahrzeug geradeaus fährt, werden die mittleren Drehzahlen der Vorderräder und der Hinterräder einander angeglichen. Wenn das Kraftfahrzeug eine Kurve fährt, wird die mittlere Drehzahl der Hinterräder gegenüber der mittleren Drehzahl der Vorderräder erhöht, insbesondere wird dabei auf das kurvenäußere Hinterrad ein größeres Drehmoment ausgeübt als auf das kurveninnere Hinterrad. Durch diese Einrichtungen wird das Kurvenfahrverhalten des Kraftfahrzeugs verbessert.

Nach der DE-OS 37 14 334 ist eine Einrichtung in einem zwei von einem Motor antreibbare Vorderräder und zwei von dem Motor antreibbare Hinterräder aufweisenden Kraftfahrzeug zur Steuerung der mittlere Drehzahl der Hinterräder bzw. Vorderräder in bezug zur mittleren Drehzahl der Vorderräder bzw. Hinterräder mit zwei in einem Drehmomentübertragungsweg zwischen dem Motor und den in ihrer mittleren Drehzahl zu steuernden Rädern parallel zueinander liegenden, wahlweise in den Drehmomentübertragungsweg einzuschaltenden Planetengetrieben bekannt. Diese Planetengetriebe weisen ein von einer Eingangswelle anzutreibendes Gehäuse auf, an dem innenseitig die Hohlräder der Planetengetriebe befestigt sind. Die Planetengetriebe haben unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse und gesonderte Ausgangswellen, die koaxial zwischen den Achsen der in ihrer mittleren Drehzahl zu steuernden Räder liegen. Diese Ausgangswellen sind wahlweise über Kupplungen an ein Ausgangszahnrad zu kuppeln, das über einen Drehmomentübertragungsweg die in ihrer mittleren Drehzahl zu steuernden Räder antreibt.

Aufgabe der Erfindung ist es, Einrichtungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 5 anzugeben, die einfacher konstruiert sind und ein geringeres Gewicht haben als die entsprechenden Einrichtungen nach der Patentanmeldung P 39 01 348.0 und es dadurch erleichtern, das Kraftfahrzeug während einer Kurvenfahrt stabil zu halten, ohne daß hierzu eine komplizierte Steuereinrichtung erforderlich ist und die den Vierrad-Antrieb auf einen Zweiradantrieb umschalten oder einen Kupplungsschlupf so steuern, daß eine Übertragung einer Bremskraft, die auf die in ihrer mittleren Drehzahl zu steuernden Räder ausgeübt wird, auf die in ihrer mittleren Drehzahl zu steuernden Räder gemindert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Kennzeichen der Ansprüche 1 und 5 angegeben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Schema der Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß Fig. 1 im Zustand der Geradeausfahrt.

Fig. 3 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2 im Zustand der Kurvenfahrt;

Fig. 4 zeigt Einzelheiten eines Planetengetriebes der Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 5 zeigt eine Drehmomentübertragungseinrichtung für ein Motorfahrzeug mit Vierradantrieb gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt des hinteren Differentials einer Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß Fig. 5;

Fig. 7 zeigt einen vergrößerten Querschnitt eines Planetengetriebes der Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß Fig. 5;

Fig. 8 zeigt ein hinteres Differential einer Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;

Fig. 9 zeigt eine Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;

Fig. 10 zeigt einen Querschnitt der Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß Fig. 9.

Fig. 1 zeigt einen Motor 1 in einem Fahrzeug mit Vierradantrieb, dessen Drehmoment über ein Getriebe 2, eine Ausgangswelle 3 und ein Getriebe 4, 5 auf einem Differentialgehäuse 11 eines vorderen Differentials 10 übertragen wird. Das Drehmoment wird durch das vordere Differential 10 geteilt und durch linke und rechte innere Wellen 12 und äußere Wellen 6 auf ein linkes und ein rechtes Vorderrad 7L, 7R übertragen. Das Getriebe 4, 5, das vordere Differential 10 und die Wellen 6 bilden zusammen einen Drehmomentübertragungsweg 41 zu den Vorderrädern 7L und 7R.

Das Drehmoment des Differentialgehäuses 11 wird durch Getriebe 13, 14 und 15, 16 auf eine Eingangswelle 17 eines Getriebes 18, 19 und von diesem auf ein Gehäuse 21 einer Drehmomentübertragungseinrichtung 20 übertragen. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 20 überträgt das Drehmoment über eine Ausgangswelle 28 und Kupplungen 31L, 31R auf Wellen 8, die ein linkes und ein rechtes Hinterrad 9L und 9R antreiben. Die Getriebe 13, 14 und 15, 16 und 18, 19, die Eingangswelle 17, die Drehmomentübertragungseinrichtung 20, die Kupplungen 31L, 31R und die Wellen 8 bilden zusammen einen Drehmomentübertragungsweg 43 zu den Hinterrädern 9L und 9R.

Die Drehmomentübertragungseinrichtung 20 ist vergrößert in Fig. 2 und 3 dargestellt. Sie enthält ein röhrenförmiges Gehäuse 21, eine Ausgangswelle 28, die sich konzentrisch durch das Gehäuse 21 erstreckt, und ein linkes und ein rechtes Planetengetriebe 22L, 22R mit einem gemeinsamen Planetenradträger 26.

Die Planetenradgetriebe 22L, 22R enthalten Hohlräder 23L, 23R, die auf der Innenfläche des Gehäuses 21 befestigt sind, mehrere Planetenräder 24L, 24R, die an dem gemeinsamen Planetenradträger 26 gelagert sind, und Sonnenräder 27L, 27R, die auf der Ausgangswelle 28 gelagert sind. Die Planetenräder 24L, 24R sind auf Achsen 25 am Planetenradträger 26 gelagert. Der Planetenradträger 26 ist fest mit dem Mittelteil der Ausgangswelle 28 verbunden.

Die Sonnenräder 27L, 27R sind mit Bremsen 29L, 29R drehfest zu halten. Die Bremsen 29L, 29R können selektiv eingerückt und ausgedrückt werden. Wenn eine Bremse 29L, 29R eingerückt ist, ist die andere ausgerückt.

Die Kupplungen 31L, 31R sind zwischen den Enden der Ausgangswelle 28 und den Wellen 8 angeordnet. Jede Kupplung 31L, 31R enthält ein Kupplungsgehäuse 32, das mit einem Ende der Ausgangswelle 28 verbunden ist, eine Mehrzahl von Außenplatten 33, die mit axialem Abstand an der Innenfläche des Kupplungsgehäuses 32 befestigt sind, und eine Mehrzahl von Innenplatten 34, die mit axialem Abstand zwischen den Außenplatten 33 angeordnet und auf einer Achse 35 befestigt sind, die mit jeweils einer der beiden Wellen 8 verbunden ist (Fig. 1). Die zwischen den Außen- und Innenplatten 33, 34 wirkenden Kräfte sind durch hydraulischen Druck zu variieren.

Die Planetengetriebe 22L, 22R haben verschiedene Übersetzungsverhältnisse, von denen das eine so gewählt ist, daß die Drehzahl der Hinterräder 9L, 9R erhöht wird.

Wenn die Bremsen 29L, 29R so gesteuert werden, daß die eine eingerückt und die andere ausgerückt ist, wird das Drehmoment von den Hohlrädern 23L, 23R über diejenigen Planetenräder 24L, 24R, die dem festgehaltenen Sonnenrad 27L, 27R zugeordnet sind, und den Planetenradträger 26 auf die Ausgangswelle 28 übertragen.

In Fig. 4 bezeichnet ω₁ die Drehzahl eines Sonnenrades 27, ω₂ die Drehzahl eines Hohlrades 23, ω₃ die Drehzahl eines Planetenradträgers 26, r₁ den Radius des Rollkreises des Sonnenrades 27 und r₂ den Radius des Rollkreises des Hohlrades 23.

Die Drehzahlen und Radien genügen der Gleichung:

Wenn das Sonnenrad 27 durch eine Bremse 29 drehfest gehalten ist, ist die Drehzahl des Sonnenrades 27 nach Gleichung I ω₁ = 0.

Das Verhältnis der Drehzahl ω₂ des Hohlrades 23 zur Drehzahl ω₂ des Planetenradträgers 26, d. h. das Übersetzungsverhältnis N, ist gegeben durch die Gleichung:

Wenn die Radien r₁, r₂ so gewählt werden, daß die Drehzahlen n₁, n₂ und n₃, n₄ und n₅, n₆ der Getriebe 13, 14 und 15, 16 und 18, 19 gemäß Fig. 1 folgender Gleichung genügen:

ist das Übersetzungsverhältnis im wesentlichen 1 : 1, und die Vorderräder 7L, 7R sind mit den Hinterrädern 9L, 9R direkt gekuppelt. Dieses Übersetzungsverhältnis kann benutzt werden, wenn das Fahrzeug geradeaus fährt.

Wenn die Radien r₁, r₂ so gewählt werden, daß sie folgender Gleichung genügen:

ist die Drehzahl der Hinterräder 9L, 9R höher als die Drehzahl der Vorderräder 7L, 7R. Dieses Übersetzungsverhältnis kann verwendet werden, wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt.

Gemäß Fig. 2 und 3 ist das rechte Planetenradgetriebe 22R beispielsweise so konstruiert, daß es ein Übersetzungsverhältnis gemäß Gleichung III hat, so daß es die Hinterräder 9L, 9R mit der gleichen Drehzahl wie die Vorderräder 7L, 7R antreibt. Das linke Planetengetriebe 22L ist dann beispielsweise so konstruiert, daß es ein Übersetzungsverhältnis gemäß Gleichung IV hat, so daß es die Drehzahl der Hinterräder 9L, 9R gegenüber der Drehzahl der Vorderräder 7L, 7R erhöht.

Der Modus, bei dem die Hinterräder 9L, 9R die gleiche Drehzahl wie die Vorderräder 7L, 7R haben, und der Modus, bei dem die Hinterräder 9L, 9R eine höhere Drehzahl als die Vorderräder 7L, 7R haben, kann wechselweise ausgewählt werden, indem eines der Sonnenräder 27L, 27R drehfest gehalten wird, während sich das andere frei drehen kann.

Weil das Drehmoment, das von der Bremse 29 zum Festhalten des Sonnenrades 29 aufzubringen ist, nur das r₁/r₂'te des auf die Drehmomentübertragungseinrichtung 20 wirkenden Drehmomentes beträgt, kann die Bremse 29 in Größe und Gewicht klein sein.

Die Drehmomentübertragungseinrichtung 20 wird wie folgt gesteuert:
Bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs ist die Drehmomentaufteilung so, wie in Fig. 2 dargestellt. Die rechte Bremse 29R ist eingerückt, um das Sonnenrad 27R des drehzahlangleichenden Planetengetriebes 22R drehfest zu halten. Die linke Bremse 29L ist ausgerückt. Auf die linke und die rechte Kupplung 31L, 31R wie derselbe hydraulische Druck ausgeübt, so daß auf das linke und das rechte hintere Rad 9L, 9R das gleiche Drehmoment übertragen wird.

Dabei wird, wie durch die dicken Pfeile angezeigt, das Drehmoment von der Eingangswelle 17 durch das Getriebe 18, 19 auf das Gehäuse 21 der Drehmomentübertragungseinrichtung 20 und über das Hohlrad 23R durch die Planetenräder 24R des drehzahlangleichenden Planetengetriebes 22R mit dem festgehaltenen Sonnenrad 27R auf den Planetenradträger 26 und dadurch auf die Ausgangswelle 28 übertragen. Hierbei wird kein Drehmoment von den linken Planetenrädern 24L auf den Planetenradträger 26 übertragen, da das Sonnenrad 27L des linken Planetengetriebes 22L frei umläuft.

Wenn das Fahrzeug geradeaus fährt, wird daher das Drehmoment so auf die Vorder- und Hinterräder 7L, 7R und 9L, 9R übertragen, daß die Drehzahl der Vorderräder 7L, 7R und die Drehzahl der Hinterräder 9L, 9R durch das drehzahlangleichende Planetengetriebe 22R im wesentlichen auf ein Verhältnis von 1:1 angeglichen sind. Hierdurch und durch die Gleichverteilung des Drehmoments mittels der Kupplungen 31L, 31R fährt das Fahrzeug bei Geradeausfahrt mit hoher Stabilität, insbesondere bei hohen Drehzahlen.

Wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, wird gemäß Fig. 3 die linke Bremse 29L eingerückt, um das Sonnenrad 27L des drehzahlerhöhenden Planetengetriebes 22L festzuhalten, und die rechte Bremse 29R ausgerückt, um das Sonnenrad 27R frei umlaufen zu lassen. Wenn das Fahrzeug eine linke Kurve fährt, wird ein höherer hydraulischer Druck auf die rechte Kupplung 31R, die mit dem kurvenäußeren Hinterrad 9R verbunden ist, ausgeübt, als auf die linke Kupplung 31L, die mit dem kurveninneren Hinterrad 9L verbunden ist, so daß auf das rechte Hinterrad 9R ein größeres Drehmoment übertragen wird.

Weil das Sonnenrad 27L des linken drehzahlerhöhenden Planetengetriebes 22L drehfest gehalten ist, wird das Drehmoment von dem Hohlrad 23L und die Planetenräder 24L auf den Planetenradträger 26 und dadurch auf die Ausgangswelle 28 übertragen.

Wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, wird daher das Drehmoment auf die Vorder- und Hinterräder 7L, 7R, 9L, 9R so übertragen, daß durch das drehzahlerhöhende Planetengetriebe 22L die Hinterräder 9L, 9R schneller als die Vorderräder 7L, 7R umlaufen. Dies bewirkt zusammen damit, daß durch die Kupplungen 31L, 31R das größere Drehmoment auf das kurvenäußere Hinterrad 9L bzw. 9R übertragen wird, daß das Fahrzeug ein sehr gutes Kurvenfahrverhalten hat.

Die Kupplungen 31L, 31R können so gesteuert werden, daß die Drehzahl des kurveninneren Hinterrads 9L bzw. 9R ansteigt und ein größeres Drehmoment auf das kurveninnere Hinterrad 9L bzw. 9R überträgt, wenn das Fahrzeug eine Kurve bei hoher Drehzahl fährt.

Wenn auch die Drehmomentübertragungseinrichtung 20 in der oben beschriebenen Ausführung koaxial zu den Hinterrädern 9L, 9R angeordnet ist, kann sie doch auch koaxial zu den Vorderrädern 7L, 7R oder koaxial zu der Eingangswelle 17 zwischen den Vorder- und Hinterrädern 7L, 7R, 9L, 9R angeordnet sein.

Die Sonnenräder 27L, 27R können fest mit der Ausgangswelle 28 verbunden sein, und die Planetenräder 24L, 24R können unabhängig voneinander an getrennten Planetenradträgern gelagert sein, und diese Planetenradträger können selektiv und unabhängig voneinander durch entsprechende Bremsen drehfest gehalten werden.

Auch können die bisher beschriebenen Hinterräder 9R, 9L als Vorderräder und die Vorderräder 7L, 7R als Hinterräder dienen.

Gemäß Fig. 5 wird das Drehmoment eines Motors 101 über ein Getriebe 102, eine Ausgangswelle und ein Getriebe 103 auf ein Differential 104 übertragen, von dem das Drehmoment auf ein linkes und ein rechtes Vorderrad 105L, 105R übertragen wird. Das Drehmoment wird außerdem von dem Differential 104 über ein Getriebe 106 und eine Eingangswelle 107 auf eine Drehmomentübertragungseinrichtung 110 übertragen.

Gemäß Fig. 6 enthält die Drehmomentübertragungseinrichtung 110 ein Differentialgehäuse 111, ein linkes und ein rechtes Kupplungsgehäuse 112L, 112R, die an dem Differentialgehäuse 111 befestigt sind, eine Eingangswelle 113, die drehbar in dem Differentialgehäuse 111 gelagert ist, ein einteilig mit dem der Eingangswelle 113 gebildetes Kegelrad 114, ein in dem Differentialgehäuse 111 angeordnetes Gehäuse 115, ein auf dem Gehäuse 115 befestigtes Kegelrad 116, das in das Kegelrad 114 kämmend eingreift, und einen auf dem Gehäuse 115 seitlich befestigten Deckel 117.

Die Eingangswelle 113 ist mit dem hinteren Ende der Eingangswelle 107 verbunden. Das Drehmoment der Eingangswelle 107 wird durch die Eingangswelle 113 und die Kegelräder 114, 116 auf das Gehäuse 115 übertragen. Das Gehäuse 115 enthält ein linkes und ein rechtes Planetengetriebe 121L, 121R.

Die Planetengetriebe 121L, 121R enthalten Hohlräder 122L, 122R, die an der Innenfläche des Gehäuses 115 befestigt sind, Planetenräder 123L, 123R und Sonnenräder 124L, 124R. Die Planetenräder 123L, 123R sind über Rollenlager 125L, 125R (Fig. 7) auf einer Ritzelachse 126 gelagert, die einen Planetenradträger 131 in Form eines einteiligen Gehäuses durchsetzt. Gemäß Fig. 7 enthält der Planetenradträger 131 eine Trommel 132 mit linken und rechten Fenstern, in denen die Planetenräder 123L, 123R angeordnet sind. In linken und rechten Wänden 134L, 134R sind Löcher 135L, 135R vorgesehen, die die Enden der Ritzelachse 126 aufnehmen. Die Trommel 132 hat eine einwärts gewandte innere Flanke 136, deren Innendurchmesser kleiner ist, als es die Innendurchmesser der Wände 134L, 134R sind. Auf der Innenfläche der einwärts gewandten Flanke 136 sind Keilnuten 137 und ein Loch 138 vorgesehen, in dem die Ritzelachse 126 gehalten ist.

Eine im Gehäuse 115 angeordnete Ausgangswelle 141 ist mit einer auswärtsgewandten inneren Flanke 142 versehen, deren Außenfläche mit Keilnuten 143 versehen ist. Die Keilnuten 143 greifen in die Keilnuten 137 der einwärtsgewandten Flanke 136 ein.

Um die Planetengetriebe 121L, 121R zusammenzusetzen, sind die Planetenräder 123L, 123R in den Fenstern angeordnet. An die Enden der Planetenräder 123L, 123R drücken Druckplatten 127L, 127R und 133L, 133R. Die Ritzelachse 126 paßt in die Löcher 135L, 138, 135R. Die Rollenlager 125L, 125R sind innerhalb der Planetenräder 123L, 123R angeordnet. Die Ritzelachse 126 ist am Planetenradträger 131 durch einen zentralen Stift 139 befestigt. Druckplatten 128L, 128R drücken gegen die Enden der Ritzelachse 126.

Aus den Sonnenrädern 124L, 124R geformte Röhrenstücke 129L, 129R passen über linke und rechte Teile der Ausgangswelle 141, zwischen denen Rollenlager 144L, 144R liegen. Zwischen den Sonnenrädern 124L, 124R und der auswärtsgerichteten Flanke 142 liegen Drucklager 145L, 145R. Gegen die Außenseiten der Sonnenräder 124L, 124R sind Drucklager 146L, 146R gehalten.

Die einwärtsgerichtete Flanke 136 des Planetenradträgers 131 und die auswärtsgerichtete Flanke 142 der Ausgangswelle 141 sind miteinander durch die Keilnuten 137, 143 verbunden. Diese Anordnung wird in das Gehäuse 115 eingesetzt, wobei die Räder der Planetengetriebe 121L, 121R kämmend ineinander eingreifen. Das Gehäuse 115, in dem die Röhrenstücke 129L, 129R durch Rollenlager 147L, 147R drehbar gelagert sind, der Deckel 117 und das Kegelrad 116 sind durch Bolzen 148 miteinander verbunden.

Gemäß Fig. 6 sind Flankenteile 149L, 149R über Sägeverzahnungen mit den äußeren Enden der Röhrenteile 129L, 129R verbunden. Auf der Außenfläche des Flankenteils 149L sind eine Einwegkupplung 151L und eine linke Bremse 152L angeordnet. Auf der Außenfläche des Flankenteils 149R sind eine Einwegkupplung 151R und eine rechte Bremse 152R angeordnet. Die linke Einwegkupplung 151L ist zwischen dem Flankenteil 149L und einem Röhrenteil 153R angeordnet. Wenn sich das Flankenteil 149L in der einen Richtung dreht, verbindet die Einwegkupplung 151L das Flankenteil 149L mit dem Röhrenteil 153L. Wenn sich das Flankenteil 149L in der anderen Richtung dreht, trennt die Einwegkupplung 151L das Flankenteil 149L von dem Röhrenteil 153L. Die rechte Einwegkupplung 151R ist zwischen dem Flankenteil 149R und dem Differentialgehäuse 111 angeordnet. Wenn sich das Flankenteil 149R in der einen Richtung dreht, verbindet die Einwegkupplung 151R das Flankenteil 149R mit dem Differentialgehäuse 111. Wenn sich das Flankenteil 149R in der anderen Richtung dreht, trennt die Einwegkupplung 151R das Flankenteil 149R von dem Differentialgehäuse 111. Durch diese Wirkung der Einwegkupplung 151L kann sich das Flankenteil 149L relativ zu dem Röhrenteil 153L in nur einer Richtung drehen, während die Einwegkupplung 151R dem Flankenteil 149R eine Drehung gegenüber dem Differentialgehäuse 111 in nur einer Richtung erlaubt.

Die linke Bremse 152L liegt zwischen dem Röhrenteil 153L und einem Kupplungsgehäuse 118 an dem Differentialgehäuse 111. Die rechte Bremse 152R liegt zwischen dem Flankenteil 149R und dem Differentialgehäuse 111. Die linke Bremse 152L hat innere Platten 154L, die durch Sägeverzahnungen an dem Röhrenteil 153L befestigt sind, und äußere Platten 156L, die durch Sägeverzahnungen an einer Außenwand 155L des Kupplungsgehäuses 118 befestigt sind. Das Kupplungsgehäuse 118 hat einen Zylinder 157L, in dem ein Kolben 158L verschiebbar ist. Die rechte Bremse 152R hat eine innere Platte 154R, die durch eine Sägeverzahnung an einem Flankenteil 149R befestigt ist, und eine äußere Platte 156R, die durch eine Sägeverzahnung an der Außenwand 155R des Differentialgehäuses 111 befestigt ist. Das Differentialgehäuse 111 hat einen Zylinder 157R, in dem ein Kolben 158R verschiebbar ist.

Der Deckel 117 des Gehäuses 115 ist an dem Kupplungsgehäuse 118 durch ein Kugellager 119L gehalten. Das um die rechte Einwegkupplung 151R angeordnete Röhrenteil 153R ist durch eine Sägeverzahnung im Differentialgehäuse 111 befestigt. Das Gehäuse 115 ist auf dem Röhrenteil 153R durch ein Kugellager 119R gehalten.

Die Einwegkupplung 151R und die parallel zu dieser angeordnete Bremse 152R bilden im Verbund eine drehzahlangleichende Kupplungsanordnung. Die Einwegkupplung 151L und die in Serie mit dieser angeordnete Bremse 152L bilden im Verbund eine drehzahlerhöhende Kupplungsanordnung.

Auf den beiden Enden der Ausgangswelle 141 sind durch Sägeverzahnungen Flankenteile 159L, 159R befestigt. Zwischen den Flankenteilen 159L, 159R und Ausgangswellen 171L, 171R sind Kupplungen 161L, 161R zur Übertragung variabler Drehmomente angeordnet. Diese Kupplungen 161L, 161R sind von gleicher Konstruktion und haben äußere Platten 163L, 163R, die durch in Außenwänden 162L, 162R der Flankenteile 159L, 159R befestigt sind, und innere Platten 166L, 166R, die durch Sägeverzahnungen an Innenwänden 165L, 165R von Flankenteilen 164L, 164R befestigt sind, die durch Sägeverzahnungen auf den Ausgangswellen 171L, 171R befestigt sind. Die Kupplungsgehäuse 112L, 112R haben Zylinder 167L, 167R, in denen Kolben 168L, 168R verschiebbar sind. Zwischen den Kolben 168L, 168R und den Platten 163L, 163R, 166L, 166R sind Druckstücke 169L, 169R angeordnet.

Die Ausgangswelle 171L, 171R sind in den Kupplungsgehäusen 112L, 112R mittels Kugellagern 172L, 172R gelagert und mit linken und rechten Antriebswellen 108L, 108R der Hinterräder 109L, 109R verbunden.

Die Drehmomentübertragungseinrichtung 110 gemäß Fig. 5 ist in einem Fahrzeug mit Vierradantrieb angeordnet. Wenn das Fahrzeug geradeaus fährt, ist die rechte Bremse 152R ausgerückt und die linke Bremse 152L ebenfalls ausgerückt.

Wenn die Drehzahl der Vorderräder 105L, 105R höher als die der Hinterräder 109L, 109R ist, hält die Einwegkupplung 151R das Sonnenrad 124R des drehzahlangleichenden Planetengetriebes 121R am Differentialgehäuse 111 fest, wodurch die Antriebskraft auf die Hinterräder 109L, 109R übertragen wird.

Dabei werden den Zylindern 167L, R der Kupplungen 161L, R gleiche hydraulische Drucke zugeführt, um die Kolben 168L, R aus den Zylindern 167L, R zu bewegen und die Kräfte, mit denen die Platten 163L, 166L, 163R, 166R aufeinander wirken, einander anzugleichen. Hierdurch werden die auf die Hinterräder 109L, R wirkenden Drehmomente einander angeglichen.

Das über die Eingangswelle 107, die Eingangswelle 113 und die Kegelräder 114, 116 auf das Gehäuse 115 ausgeübte Drehmoment wird dabei durch das Hohlrad 122 auf die Ausgangswelle 141, die mit dem Planetenradträger 131 einstückig ist, übertragen und die Planetenräder 123R des rechten drehzahlangleichenden Planetengetriebes 121 drehen sich mit dem Sonnenrad 124R um die Ausgangswelle 141. Das Drehmoment wird somit gleichmäßig verteilt von den beiden Enden der Ausgangswelle 141 durch die Flankenteile 159L, R, die Kupplungen 161L, R und die Flankenteile 164L, R auf die Ausgangswellen 171L, R übertragen, wodurch die Antriebswellen 108L, R die beiden Hinterräder 109L, R mit gleicher Drehzahl antreiben. Das Fahrzeug fährt dadurch in Geradeausfahrt insbesondere bei hoher Geschwindigkeit stabil.

Wenn die Drehzahl der Vorderräder 105L, R niedriger als die der Hinterräder 109L, R ist, ist das Sonnenrad 124R frei drehbar, wodurch die Übertragung des Drehmoments auf die Hinterräder 109L, R unterbrochen ist. Insbesondere, wenn beim Bremsen des Fahrzeugs eine starke Bremskraft auf die Vorderräder 105L, R ausgeübt wird, wird dadurch eine Übertragung der starken Bremskraft auf die Hinterräder 109L, R und dadurch ein Blockieren der Hinterräder 109L, R verhindert.

Wenn auf die Hinterräder 109L, R eine Motorbremskraft ausgeübt wird, d. h. wenn die Hinterräder 109L, R durch die Straßenoberfläche angetrieben werden und das Fahrzeug rückwärts fährt, so erlaubt die Einwegkupplung 151R dem Sonnenrad 124R eine freie Drehung, so daß die Hinterräder 109L, R frei laufen. Wenn die Hinterräder 109L, R durch den Motor 1 gebremst werden sollen oder wenn bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs ein Drehmoment auf die Hinterräder 109L, R übertragen werden soll, wird an den Zylinder 157R ein hydraulischer Druck angelegt, um den Kolben 158R herauszudrücken und die Platten 154R, 156R zu kuppeln. Die linke Bremse 152R wird dadurch eingerückt, um die Flankenteile 149R und die Röhrenstücke 129R an dem Sonnenrad 124R des drehzahlangleichenden Planetengetriebes 121R ohne Rücksicht auf die Einwegkupplung 151R drehfest zu halten, so daß die Bremskraft und das Drehmoment auf die Hinterräder 109L, R übertragen wird.

Wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, wird ein hydraulischer Druck an den Zylinder 157L angelegt, um den Kolben 158L herauszubewegen und die linke Bremse 152L einzurücken. Durch das Flankenteil 159L und das Röhrenstück 129L wird dadurch das Sonnenrad 124L des drehzahlerhöhenden Planetengetriebes 121L drehfest gehalten. Dabei ist gleichzeitig die rechte Bremse 152R ausgerückt. Wenn das Fahrzeug eine linke Kurve fährt, wird ein höherer hydraulischer Druck auf die mit dem kurvenäußeren Hinterrad 109R verbundene rechte Kupplung 161R ausgeübt als auf die mit dem kurveninneren Hinterrad 109L verbundene, linke Kupplung 161L, so daß auf das kurvenäußere Hinterrad 109R ein größeres Drehmoment ausgeübt wird.

Das Drehmoment des Gehäuses 115 wird von dem Hohlrad 122L über die Planetenräder 123L des linken drehzahlerhöhenden Planetengetriebes 121L mit dem drehfest gehaltenen Sonnenrad 124L und den Planetenradträger 131 auf die Ausgangswelle 141 übertragen. Da das Sonnenrad 124L des drehzahlangleichenden Planetengetriebes 121R entgegengesetzt zum Planetenradträger 131 gedreht wird, ist die Einwegkupplung 131R ausgerückt, und es wird kein Drehmoment von den Planetenrädern 123R übertragen.

Das drehzahlerhöhende Drehmoment wird auf die rechte Ausgangswelle 171R und das drehzahlmindernde Drehmoment auf die linke Ausgangswelle 171L durch die Kupplungen 161L, R übertragen. Im Ergebnis dreht sich das rechte Hinterrad 109R schneller als das linke Hinterrad 109L.

Wenn das Fahrzeug bei angetriebenen Hinterrädern 109L, R und hoher Geschwindigkeit während einer Kurvenfahrt bremst und hierbei eine starke Bremskraft auf die Vorderräder 105L, R ausgeübt wird, so wird durch die starke Bremskraft auf die Vorderräder 105L, R die Einwegkupplung 151L ausgerückt, wodurch die Übertragung der starken Bremskraft der Vorderräder 105L, R auf die Hinterräder 109L, R unterbrochen wird. Die Einwegkupplung 151L verhindert also ein Blockieren der Hinterräder 109L, R durch die starke Bremskraft, die auf die Vorderräder 105L, R ausgeübt wird, unabhängig davon, ob die Bremse 152L gesteuert wird oder nicht.

Da schon allein die Einwegkupplung 151L ein Blockieren der Hinterräder 109L, R bei einer starken Bremskraft auf die Vorderräder 105L, R verhindert, wenn sie die Hinterräder 109L, R bei einer Kurvenfahrt schneller drehen als die Vorderräder 105L, R und da die drehzahlerhöhende Bremse 152L nur benutzt wird, um zwischen dem drehzahlangleichenden Modus und dem drehzahlerhöhenden Modus zu schalten, ist die gesamte Steuereinrichtung vereinfacht.

Gemäß Fig. 8 enthält eine Drehmomentübertragungseinrichtung 250 ein linkes und ein rechtes Planetengetriebe 253L, R, welche zwischen einem Gehäuse 251 und einer Ausgangswelle 252 angeordnet sind. Die Planetengetriebe 253L, R enthalten an der Innenfläche des Gehäuses 251 befestigte Hohlräder 254L, R, zwei Sätze von Planetenrädern 255L, R, die auf einem Planetenradträger 257 radial innerhalb der Hohlräder 254L, R gelagert sind und mit den Hohlrädern 254L, R und zwei Sonnenrädern 256L, R kämmen, die auf einer Ausgangswelle 252 innerhalb der Planetenräder 255L, R drehbar gelagert sind.

Das Planetengetriebe 253L ist drehzahlerhöhend und das Planetengetriebe 253R drehzahlangleichend. Das Sonnenrad 256L des drehzahlerhöhenden Planetengetriebes 253L kann durch ein drehzahlerhöhende Bremse 258, die selektiv eingerückt und ausgerückt werden kann, drehfest gehalten werden. Das Sonnenrad 256R des drehzahlangleichenden Planetengetriebes 253R wird durch eine drehzahlangleichende Einwegkupplung 259 nur dann drehfest gehalten, wenn ein vorwärtsgerichtetes Drehmoment auf die Ausgangswelle 252 übertragen wird und das Fahrzeug nicht gebremst wird.

Die Drehmomentübertragungseinrichtung 250 ist in dem Übertragungsweg angeordnet, in dem ein Drehmoment von dem Motor 1 des Fahrzeugs mit Vierradantrieb gemäß Fig. 1 auf die Hinterräder 9L, 9R übertragen wird.

Wenn das Fahrzeug geradeaus fährt, ist die Bremse 258 ausgerückt. Die Drehung des Gehäuses 251 wird durch die Planetenräder 255R und den Planetenradträger 257 des drehzahlangleichenden Planetengetriebes 253R auf die Ausgangswelle 252 übertragen. Hierbei sind linke und rechte Kupplungen 211L, R zur Übertragung variabler Drehmomente 211, R in einem hinteren Differential 210, die mit der Ausgangswelle 252 verbunden sind, so geregelt, daß ihre Eingriffkräfte einander gleich sind.

Wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, ist die drehzahlerhöhende Bremse 258 eingerückt, um das Drehmoment über die Planetenräder 255L und den Planetenradträger 257 des drehzahlerhöhenden Planetengetriebes 253L auf die Ausgangswelle 252 zu übertragen. Hierbei sind die linken und rechten Kupplungen 211L, R so geregelt, daß auf das kurvenäußere Hinterrad 9L bzw. 9R ein größeres Drehmoment ausgeübt wird.

Die drehzahlerhöhende Bremse 258 kann selektiv ein- und ausgerückt werden. Da die drehzahlangleichende Einwegkupplung 259 nicht gesteuert werden muß, können der drehzahlangleichende Modus und der drehzahlerhöhende Modus einfach gewählt werden, wenn nur die drehzahlerhöhende Bremse 258 gesteuert ist.

Wegen der Einwegkupplung 259 ist der Aufbau der Einrichtung vereinfacht und in seiner Größe reduziert. Da ein Schalten zwischen dem drehzahlangleichenden und dem drehzahlerhöhenden Modus durch die Einwegkupplung 259 weich einsetzt, wird ein Schock bei einer Drehzahländerung vermindert.

Gemäß Fig. 10 ist zwischen einer Eingangswelle 222, einer Ausgangswelle 223 und einer Gegenwelle 224 ein drehzahlerhöhendes Getriebe 225 angeordnet. Das drehzahlerhöhende Getriebe 225 enthält ein mit einem Ende der Eingangswelle 222 einstückiges Zahnrad 226, zwei mit beiden Enden der Gegenwelle 224 einstückige Zahnräder 227, 228 und ein auf der Ausgangswelle 223 drehbar gelagertes Zahnrad 229. Zwischen dem Zahnrad 229 und der Ausgangswelle 223 ist eine drehzahlerhöhende Kupplung 231 in Form einer hydraulisch betriebenen Mehrscheibenkupplung angeordnet.

Die Kupplung 231 enthält eine Mehrzahl axial aufeinander geschichteter, innerer und äußerer Platten 235, 236, die zwischen einer mit dem Zahnrad 229 einstückigen, inneren Nabe 233 und einer äußeren Nabe 234 sitzen, die mit einem vorderen Abschnitt der Ausgangswelle 223 durch Sägeverzahnungen oder dergleichen verbunden ist. Das Zahnrad 229 ist auf einem mittleren Abschnitt der Ausgangswelle 223 mittels eines Kugellagers 232 gelagert. Die äußere Nabe 254 umschließt einen Kolben 237, der in einer hydraulischen Druckkammer 238 verschiebbar und durch eine Rückholfeder 239 belastet ist.

Zwischen der äußeren Nabe 234, der Kupplung 231 und dem Zahnrad 226 auf dem Ende der Eingangswelle 222 ist eine Einwegkupplung 241 angeordnet. Die Einwegkupplung 241 dient zur Übertragung eines Drehmoments von der Eingangswelle 222 auf die Ausgangswelle 233, wenn das Fahrzeug geradeaus fährt, so daß sich Vorder- und Hinterräder 205L, R 213L, R (Fig. 9) mit gleicher Drehzahl drehen.

Die Druckkammer 238 ist mit Drucköl aus einer hydraulischen Druckquelle (nicht gezeigt) durch einen in einem Gehäuse 221 vorgesehenen Ölkanal (nicht gezeigt), einen in der Ausgangswelle 223 vorgesehenen radialen Ölkanal 242, einen in der Ausgangswelle 223 vorgesehenen axialen Ölkanal 243, einen in der Ausgangswelle 223 vorgesehenen radialen Ölkanal 244 und einen in einem radialen Innenteil der äußeren Nabe 234 vorgesehenen schrägen Ölkanal 245 zu beschicken. Der Kolben 237 wird gegen die Wirkung der Rückholfeder 239 nach rechts bewegt, um die inneren und äußeren Platten 235, 236 gegeneinander zu drücken.

Die so konstruierte Drehmomentübertragungseinrichtung 220 ist in dem Weg angeordnet, auf dem ein Drehmoment von dem Motor 201 des Fahrzeuges mit Vierradantrieb gemäß Fig. 9 auf dessen Hinterräder 213L, 213R übertragen wird. Gemäß Fig. 9 wird ein Drehmoment von dem Motor 201 in der Drehzahl durch eine Übersetzung 202 geändert und von einer Ausgangswelle über ein Getriebe 203 auf ein Differential 204 übertragen, das ein linkes und ein rechtes Vorderrad 205L, 205R antreibt. Das Drehmoment wird außerdem vom Differential 204 über ein Getriebe 206, eine Welle 207, die Drehmomentübertragungseinrichtung 220, eine Eingangswelle 208, ein Getriebe 209, ein hinteres Differential 210 und Antriebswellen 212L, 212R auf die Hinterräder 213L, 213R übertragen. Wenn das Fahrzeug geradeaus fährt, ist die drehzahlerhöhende Kupplung 231 ausgerückt. Die Drehung der Eingangswelle 222 wird über die Einwegkupplung 241 und die äußere Nabe 234 auf die Ausgangswelle 223 übertragen. Wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, ist die drehzahlerhöhende Kupplung 231 eingerückt, um ein Drehmoment über die Eingangswelle 222, die Zahnräder 226, 227, 228, 229 und die Kupplung 231 auf die Ausgangswelle 223 zu übertragen.

Claims (5)

1. Einrichtung in einem zwei von einem Motor (1; 101) antreibbare Räder einer Achse und zwei von dem Motor (1; 101) antreibbare Räder der anderen Achse aufweisenden Kraftfahrzeug zur Steuerung der mittleren Drehzahl der Räder der einen Achse in bezug zur mittleren Drehzahl der Räder der anderen Achse mit zwei in einem Drehmomentübertragungsweg zwischen dem Motor (1; 101) und den in ihrer mittleren Drehzahl zu steuernden Rädern parallel zueinander liegenden, wahlweise umzuschaltenden Drehmomentübertragungsvorrichtungen (in 20; 110; 250), dadurch gekennzeichnet, daß beide Drehmomentübertragungsvorrichtungen (in 20; 110; 250) Planetengetriebe (22L, 22R; 121L, 121R; 253L, 253R) unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisses in einem gemeinsamen Gehäuse (21; 115; 251) sind, an denen innenseitig die Hohlräder (23L, 23R; 122L, 122R; 254L, 254R) der Planetengetriebe (22L, 22R; 121L, 121R, 253L, 253R) befestigt sind, daß diese Planetengetriebe (22L, 22R; 121L, 121R; 253L, 253R) eine gemeinsame Ausgangswelle (28; 141; 252) aufweisen und daß diese Ausgangswelle (28; 141; 252) koaxial zwischen den Seitenwellen der in ihrer mittleren Drehzahl zu steuernden Räder liegt und mit ihren Enden an diese Seitenwellen über ein paar Kupplungen zur Übertragung kontinuierlich steuerbarer Drehmomente gekuppelt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wahlweise Einschaltung der Planetengetriebe (22L, 22R; 121L, 121R) in den Drehmomentübertragungsweg durch wahlweises Bremsen oder Freigeben ihrer Sonnenräder (27L, 27R; 124L, 124R) erfolgt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wahlweise Einschaltung des einen Planetengetriebes (253L) in den Drehmomentübertragungsweg durch wahlweises Bremsen oder Freigeben seines Sonnenrades (256L) erfolgt und daß die Einschaltung des anderen Planetengetriebes (253R) in den Drehmomentübertragungsweg durch eine Einwegkupplung (259) erfolgt, die nur bei einem Vorwärtsantrieb eine Drehmomentübertragung auf die zu steuernden Räder bewirkt.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsung der Planetengetriebe (121L, 121R) über steuerbare Einwegkupplungen (151L, 151R) erfolgt, die nur bei einem Vorwärtsantrieb eine Drehmomentübertragung auf die zu steuernden Räder (109L, 109R) bewirken.

5. Einrichtung in einem zwei von einem Motor (201) antreibbare Räder der einen Achse und zwei von dem Motor (201) antreibbare Räder der anderen Achse aufweisenden Kraftfahrzeug zur Steuerung der mittleren Drehzahl der Räder der einen Achse in bezug zur mittleren Drehzahl der Räder der anderen Achse mit zwei in einem Drehmomentübertragungsweg zwischen dem Motor (201) und den in ihrer mittleren Drehzahl zu steuernden Rädern parallel zueinander liegenden, wahlweise umzuschaltenden Drehmomentübertragungsvorrichtungen (zwischen 207 und 208), dadurch gekennzeichnet, daß die eine Drehmomentübertragungsvorrichtung (zwischen 207 und 208) durch eine Reihenschaltung einer hydraulisch steuerbaren Kupplung (231) und eines drehzahländernden Vorgelegegetriebes (225) gebildet ist, daß die andere Drehzahlübertragungsvorrichtung (zwischen 207 und 208) durch eine Einwegkupplung (241) gebildet ist, die nur bei einem Vorwärtsantrieb eine Drehmomentübertragung auf die über ein paar Kupplungen zur Übertragung kontinuierlich steuerbarer Drehmomente angetriebenen Räder bewirkt.