DE4204642C1

DE4204642C1 - Drive arrangement for motor vehicle with drive shaft - has twin wheels, one wheel to be coupled via viscous coupling to constantly driven wheel

Info

Publication number: DE4204642C1
Application number: DE19924204642
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Ing. Dr. 5204 Lohmar De Horst
Original assignee: Viscodrive GmbH
Current assignee: GKN Viscodrive GmbH
Priority date: 1992-02-15
Filing date: 1992-02-15
Publication date: 1993-07-08
Anticipated expiration: 2012-02-16

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer Antriebsachse, welche je Fahrzeug seite Zwillingsräder aufweist, von denen jeweils ein Ein zelrad stetig angetrieben ist und das andere am Antrieb ankuppelbar ist.

Antriebsanordnungen für Zwillingsräder sind bekannt. Dabei kommt der Lagerung der Einzelräder des Zwillingsrades eine besondere Bedeutung zu, da sie die Seitenführung des Fahr zeuges und den Schlupf gegenüber der Fahrbahn unmittelbar beeinflußt. Für die Lagerung der Einzelräder gibt es die Möglichkeiten der gekuppelten oder der unabhängigen Dreh bewegung. In der DE 26 37 149 A1 wird eine Lösung für die unabhängige Drehbewegung der Einzelräder eines Zwillings rades beschrieben. Das an der Radachse gelagerte innere Rad ist an seiner Außenseite mit einem abnehmbar ange brachten Lagerelement versehen. Das äußere Rad ist an dem Lagerelement frei drehbar befestigt. Die Lagerelemente, die als Drehzapfen oder als Drehzapfen in Verbindung mit Wälzlager und Lagerbuchse ausgebildet sein können, sind mit gleichartigen und untereinander austauschbaren Befestigungsmitteln versehen. Die mit dieser Lagerung erreichte freie Drehbarkeit führt zu einer Verringerung bzw. zur Vermeidung des bei starr miteinander verbundenen Einzelrädern einer Zwillingsradanordnung unvermeidlich auftretenden Schlupfes. Jedoch im Falle einer Anordnung des Zwillingsrades auf einer Antriebsachse erfolgt eine Kraftübertragung nur über das fest mit der Antriebsachse verbundene Einzelrad, was eine stärkere Abnutzung des Reifens zur Folge hätte und auch keine optimale Kraft übertragung ermöglicht.

In der EP 00 49 420 A2 ist ein Zwillingsrad beschrieben, bei dem das innere mit dem äußeren Einzelrad mit Hilfe einer Kupplungsvorrichtung starr verbunden ist. Die Dreh momentübertragung erfolgt dabei von der Antriebsachse über den Radkörper des inneren Rades unmittelbar auf eine Ring scheibe und von dort über Hebel auf das äußere Rad. Das ermöglicht für den Fall der Anordnung des Zwillingsrades auf der Antriebsachse einerseits eine optimale Kraftüber tragung auf die Fahrbahn, jedoch andererseits ist das Auf treten eines Schlupfes mit den damit für die Bereifung auftretenden Nachtellen unvermeidlich.

Nachteilig für die beiden beschriebenen Lösungen ist es ebenfalls, daß das Anordnen von Verbindungselementen zwi schen dem inneren und äußeren Einzelrad eines Zwillings rades den dort für den Einbau weiterer für die Führung der Räder und der Bremseinrichtung zur Verfügung stehenden Raum verringert und die Wahl des Abstandes der beiden Einzelräder begrenzt.

In der DE 31 45 279 A1 wird für ein Kraftfahrzeug mit stetig angetriebenen Vorderrädern und selektiv angetriebenen Hinterrädern die Möglichkeit beschrieben, bei der nicht stetig angetriebenen Achse anstelle eines Differentiales eine Viskokupplung einzusetzen. Diese läßt eine Relativverdrehung der beiden Räder an der Hinterachse bei Kurvenfahrt im Vorderradantriebsmodus zu und kuppelt bei einer Differenzgeschwindigkeit der beiden Achsen die nicht stetig angetriebene Achse an den Antrieb an.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu grunde, eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer Antriebsachse, die je Fahrzeugseite Zwillingsräder aufweist, zu schaffen, die bei optimaler Kraftübertragung auf die Fahrbahn, bei normalen Verhältnissen eine Relativdrehung der beiden Einzelräder beim Abrollen auf unterschiedlichen Radien zuläßt, ohne daß ein Schlupf eintritt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das jeweils ankuppelbare Einzelrad über eine Viskokupplung ständig mit der das stetig angetriebene Einzelrad antreibenden Antriebsachse verbunden ist.

Der Vorteil bei dieser Ausbildung ist, daß die Verbindung des ankuppelbaren Einzelrades mit der Antriebsachse über eine Viskokupplung einen Antrieb über dieses Rad bei Schlupf des festangetriebenen Einzelrades bewirkt. Die Kraftübertragung kann optimal über beide Einzelräder er folgen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß Abrieb an den Rädern dadurch vermieden wird, daß beim Abrollen der beiden Einzelräder eines Zwillingsrades auf unterschied lichen Radien über die Viskokupplung eine Verdrehung der beiden Einzelräder einander gegenüber erlaubt wird.

Die Verbindung eines der Einzelräder mit der Antriebsachse über die Viskokupplung kann sowohl am innenliegenden als auch am außenliegenden Einzelrad hergestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das ankuppelbare Einzelrad außen angeordnet, da sich bei dieser Variante von der Wirklänge her der größte positive Effekt bezüglich der verbesserten Seitenführung für das Kraftfahrzeug er gibt.

Weiter ist nach der Erfindung vorgesehen, daß die Visko kupplung, auf der Antriebsachse sitzend, innerhalb der Radschüssel des ankuppelbaren Einzelrades angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich eine raumsparende Anordnung, die insbesondere im Bereich zwischen den Einzelrädern wirksam wird.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist weiterhin, daß die Viskokupplung aus einem Gehäuse und einer darin rela tiv drehbar aufgenommenen Nabe, dem Gehäuse und der Nabe zugeordneten und drehfest jeweils mit einem der beiden Teile verbundenen Außenlamellen und Innenlamellen, welche in einer bestimmten Folge angeordnet sind, besteht und wobei der nicht von Lamellen besetzte Innenraum des Ge häuses zumindest teilweise mit einem hoch viskosen Medium, insbesondere Silikonöl, gefüllt ist. Die Nabe ist mit der Antriebsachse und ein Gehäusedeckel des Gehäuses ist mit der Radschüssel drehfest verbunden.

Vorteilhafterweise ist durch den Einsatz der Viskokupplung die Einstellung der Zuschaltung in weiten Grenzen möglich, so daß eine jeweilige Anpassung an die Dimensionierung der Zwillingsräder ohne weiteres erfolgen kann. Die Dreh momentübertragungskapazität wird duch die Wahl der Visko sität des vorzugsweise eingesetzten Silikonöls, durch den Füllungsgrad und durch die Anzahl und Paarung der verwen deten Innen- und Außenlamellen eingestellt.

In der Zeichnung sind zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Antriebsanordnung mit Zwillingsrad und innen liegendes über die Viskokupplung verbundenes Ein zelrad,

Fig. 2 eine Antriebsanordnung mit Zwillingsrad und innen liegendes, über die Viskokupplung verbundenes Einzelrad und unsymmetrischen Reifenquerschnitt,

Fig. 3 eine Antriebsordnung mit Zwillingsrad und außen liegendes, über die Viskokupplung verbundenes Einzelrad und

Fig. 4 eine schematische Heckantriebsanordnung der Zwillingsräder mit außenliegenden, über die Visko kupplung verbundene Einzelräder an der Kraftfahr zeugunterseite.

Fig. 1 zeigt ein auf einer Antriebsachse 1 angeordnetes Zwillingsrad 2 mit dem innenliegenden Einzelrad 3 und dem außenliegenden Einzelrad 4. Das innenliegende Einzelrad 3 ist über eine Viskokupplung 5 mit der Antriebsachse verbunden, die wiederum, gemäß schematischer Darstellung in Fig. 4, über ein Achsdifferential 6, eine Kardanwelle 7 und ein Getriebe 8 von einem Motor 9 angetrieben wird. Eine mögliche Ausführungsform der Viskokupplung 5 ist ebenfalls in der Fig. 1 dargestellt. Diese besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 10, in dem eine Nabe 11 relativ drehbar gelagert ist. Die mit der Antriebsachse 1 drehfest verbundene Nabe 11 und das Gehäuse 10 sind durch einander gegenüberliegende Dichtungen 12, 13 abgedichtet. Dazu ist das Gehäuse 10 mit einem Gehäusemantel 14 und zwei Deckeln 15 versehen, die jeweils eine zentrale Bohrung aufweisen, in der die Nabe 11 drehbar gelagert ist. Die Nabe 11 ist im Bereich des Innenraumes 16 des Gehäuses 10 auf ihrer Außenfläche mit einer Verzahnung versehen, auf der Innenlamellen 17 drehfest aber axial verschiebbar aufgenommen sind. Abwechselnd oder in einer anderen Reihenfolge zu den Innenlamellen 17 sind in dem Gehäuse 10 am Gehäusemantel 14 Außenlamellen 18 ebenfalls in einer Verzahnung drehfest angebracht. Die Außenlamellen 18 sind über Distanzringe 19 auf Abstand zueinander gehalten. Der verbleibende Innenraum 16, also der nicht von den Lamellen 17, 18 besetzte Innenraum 16, weist eine zumindest teilweise Füllung mit Silikonöl auf. Zur Befüllung ist eine Öffnung 20 im Deckel 15 vorgesehen, welche durch eine Verschlußkugel 21 nach dem Befüllen verschließbar ist. Ein Deckel 15 ist mit einem Sprengring 22 im Gehäusemantel 14 fixiert. Der Gehäusemantel 14 ist mit der Radschüssel 23 des anzukoppelnden Einzelrades 3 drehfest verbunden. An dieser setzt das Felgenbett 24 an, in dem der Reifen 25 liegt. In der Fig. 3 wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gezeigt, in der das, auf die Antriebsachse 1 bezogen, außenliegende Einzelrad 4 über die Viskokupplung 5 angetrieben wird, während das innenliegende Einzelrad 3 drehfest mit der Antriebsachse 1 verbunden ist. Hierbei ergibt sich durch die weit auseinander liegenden gekuppelten Einzelräder 4 die größte Wirkung der verbesserten Seitenführung für das Kraftfahrzeug. Aus Montagezwecken ist die Nabe der Viskokupplung über eine Keilverzahnung drehfest, aber lösbar mit der Antriebsachse 1 verbunden.

Bei allen vorbeschriebenen Ausführungen ist das nicht über eine Viskokupplung 5 antriebene Rad 4 gemäß Fig. 1 und 2 sowie 3 gemäß Fig. 3 mit der Antriebsachse 1 beispielsweise über eine Flanschverbindung fest verbunden.

Bezugszeichenliste

1 Antriebsachse
2 Zwillingsrad
3 Einzelrad, innenliegend
4 Einzelrad, außenliegend
5 Viskokupplung
6 Achsdifferential
7 Kardanwelle
8 Getriebe
9 Motor
10 Gehäuse
11 Nabe
12 Dichtung
13 Dichtung
14 Gehäusemantel
15 Deckel
16 Innenraum
17 Innenlamellen
18 Außenlamellen
19 Distanzringe
20 Öffnung
21 Verschlußkugel
22 Sprengring
23 Radschüssel
24 Felgenbett
25 Reifen

Claims

1. Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer Antriebsachse, welche je Fahrzeugseite Zwillingsräder aufweist, von denen jeweils ein Einzelrad stetig ange trieben ist und das andere an den Antrieb ankuppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweils ankuppelbare Einzelrad (3, 4) über eine Viskokupplung (5) ständig mit der das stetig angetrie bene Einzelrad (4 oder 3) antreibenden Antriebsachse (1) verbunden ist.

2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ankuppelbare Einzelrad (4) des Zwillingsrades (2) außen, bezogen auf die Fahrzeugslängsachse angeord net ist.

3. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ankuppelbare Einzelrad (3) des Zwillings rades (2) innen, bezogen auf die Fahrzeuglängsachse angeordnet ist.

4. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskokupplung (5), auf der Antriebsachse (1) sitzend, innerhalb der Radschüssel (23) des ankuppel baren Einzelrades (3, 4) angeordnet ist.

5. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskokupplung (5) aus einem Gehäuse (10) und einer darin relativ drehbar aufgenommenen Nabe (11), dem Gehäuse (10) und der Nabe (11) zugeordneten und drehfest jeweils mit einem der beiden Teile verbun denen Außenlamellen (18) und Innenlamellen (17), wel che in einer bestimmten Folge angeordnet sind, besteht und wobei der nicht von Lamellen (17, 18) besetzte Innenraum (16) des Gehäuses (10) zumindest teilweise mit einem Viskomedium hoher Viskosität, insbesondere Silikonöl, gefüllt ist.

6. Antriebsanordnung nach einem der Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (11) mit der Antriebsachse (1) und ein Gehäusemantel (14) des Gehäuses (10) mit der Rad schüssel (23) drehfest verbunden ist.