DE4214077C2 - Antriebskraft-Übertragungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen von Antriebskraft auf Fahr­ zeugräder.

Wenn ein Fahrzeug, dessen vier Räder miteinander gekoppelt sind, eine enge Kurve fährt, haben die Vorderräder die Tendenz, sich aufgrund einer Differenz der Kurvenra­ dien der Vorder- und Hinterräder rascher zu drehen und zu schlupfen. Infolgedessen verhält sich das Fahrzeug so, wie wenn es gebremst würde.

Um ein solches Bremsphänomen zu verhindern, sind konventionelle vierradgetriebene Fahrzeuae mit einem von den Differentialen für die Vorder- und Hinterräder gesonder­ ten Mittendifferential ausgestattet, um Differenzen in den Drehbewegungen der Vor­ der- und Hinterräder zu absorbieren. Ein solches Mittendifferential weist miteinander kämmende Räder auf. Ein solches Differential ist insofern problematisch, als dann, wenn eines der Räder die Straßenhaftung verlieren sollte und in einen unbelasteten Zu­ stand übergeht, die Antriebskraft nur auf dieses Rad übertragen wird, während keine Kraftübertragung auf die anderen Räder erfolgt, die in normaler Weise mit der Stras­ senoberfläche in Haftung stehen.

Um diesem Problem zu begegnen, haben in letzter Zeit entwickelte Mittendifferentiale sowohl die Ausgleichsfunktion zum Absorbieren etwaiger Unterschiede der Drehbewe­ gung der Vorder- und Hinterräder sowie die Funktion einer Begrenzung der Aus­ gleichswirkung. Einige derartiger Differentiale sind mit einer Flüssigkeitsreibungs­ kupplung ausgestattet, welche die Scherkraft eines hochviskosen Mediums ausnutzt. Andere Differentiale sind mit einer Kupplungsanordnung versehen, die von der Rei­ bung, zwischen einer Mehrscheibenkupplung und einem elastischen Bauteil Gebrauch macht.

Aus DE-AS 11 74 583 und DE 39 19 494 A1 ist eine Klemmstück­ freilaufkupplung bekannt, mit einem Innen- und einem Außenring, zwischen denen sich symmetrisch ausgebildete Klemmstücke befinden, die von einem mit Aussparungen versehenen Käfig geführt werden, wobei der Käfig durch elastische Bauteile radial federnd ausgestaltet ist und die Klemmstücke formschlüssig gegen den Antriebsring drückt. Bei der in US-3 300 002 beschriebenen Kupplungsanordnung wird der Kraftübertrag zwischen den antreibenden und den abtreibenden Bauteilen über Walzen als Klemmkörper hergestellt, die wiederum von einem Käfig geführt, aber nicht federnd gelagert sind. GB-1 128 132 offenbart eine Kupplungsanordnung, bei der die Klemmkörper zwischen den antreibenden und abtreibenden Bauteilen im unbelasteten Zustand durch Federkraft in eine neutrale Nichteingriffs-Position gebracht werden.

Solche Kupplungen benötigen jedoch eine extrem große Anzahl von Bauteilen. Sie komplizieren den Aufbau des Triebwerks des Fahrzeugs und treiben die Kosten in die Höhe.

Weil ferner die Antriebskraft unter Ausnutzung einer Drehzahldifferenz zwischen Ein­ gangs- und Ausgangsseite übertragen wird, lassen sich keine hohen Antriebskräfte über­ tragen, während diese Drehzahldifferenz klein ist. Um die Übertragung einer ausrei­ chend großen Antriebskraft zu bewirken, muß eine erheblich große Drehzahldifferenz vorhanden sein. Infolgedessen sind die Ansprechgeschwindigkeit und die Effektivität der Kraftübertragung gering.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebskraft-Übertragungsvorrichtung zu schaffen, die einen einfachen mechanischen Aufbau hat, die eine wirkungsvolle Kraftübertragung erlaubt und die bei Montage zwischen Fahrzeugrädern und ihren Dif­ ferentialen einen Vollzeit-Vierradantrieb ohne Verwendung eines Mittendifferentials ermöglicht.

Antriebskraftübertragungsvorrichtung für ein vierradgetriebenes Fahrzeug mit einem homokinetischen Gelenk, das einen Außenring und eine Freilaufkupplung aufweist, wobei die Freilaufkupplung versehen ist mit einem mit dem ersten Außenring gekoppelten zweiten Außenring, mit einer in den zweiten Außenring drehbar eingesetzten Antriebswelle, mit einem Käfig, der zwischen einander gegenüberliegenden Fächen des zweiten Außenringes und der Antriebswelle drehbar gelagert ist und in dem Taschen ausgebildet sind, mit in den Taschen angeordneten Klemmkörpern, die mit den einander gegenüberliegenden Fächen in Eingriff bringbar sind, wenn sich die Antriebswelle und der Käfig in der einen oder der an deren Drehrichtung gegeneinander drehen, sowie mit in den Taschen angeordneten elastischen Bauteilen, welche die Klemmkörper in einer Stellung zu halten suchen, in der die Klemmkörper außer Eingriff mit den einander gegenüberliegenden Fächen stehen, wobei der Käfig und die Antriebswelle so miteinander gekoppelt sind, daß sie sich zusammen drehen können, wobei zwischen beiden ein sich in der Drehrichtung erstreckender Spalt gebildet wird, der eine gegenseitige Drehbewegung zwischen der Antriebswelle und dem Käfig im Bereich dieses Spaltes erlaubt und der so bemessen ist, daß bei einer Drehung der Antriebswelle gegenüber dem Käfig in der einen oder der anderen Richtung bis zum Verschwinden des Spaltes die Klemmkörper mittels des Käfigs in eine Stellung gedrängt werden, in welcher die Klemmkörper für einen Eingriff mit den einander gegenüberliegenden Flächen bereit, aber noch nicht tatsächlich in Eingriff sind, während die Antriebswelle mit einer Drehzahl rotiert, die gleich oder kleiner als die Drehzahl des zweiten Außenringes ist, und wobei eine Drehhemmvorrichtung zum Verzögern der Drehung der Antriebswelle oder des Käfigs gegenüber jeweils dem anderen dieser Bauteile vorgesehen ist.

Der Außenring des homokinetischen Gelenks und der Außenring der Kupplungsanord­ nung können dabei zweckmäßig einstückig miteinander verbunden sein.

Der Innenring des homokinetischen Gelenks wird mit den Achsen der Vorderräder ge­ koppelt, während die Antriebswelle mit dem Differential (Ausgleichsgetriebe) gekop­ pelt wird. Wenn sich die Antriebswelle in der Kupplungsanordnung dreht, drehen sich die Antriebswelle und der Käfig aufgrund der Wirkung der Differentialanordnung um eine Strecke gegeneinander, die der Größe der sich in der Drehrichtung erstreckenden Spalte entspricht. Die Klemmkörper bewegen sich dadurch in ihre Arbeits- oder Ein­ griffsstellung.

Wenn sich in diesem Zustand die Antriebswelle rascher als der Außenring zu drehen beginnt, kommen die Klemmkörper in Eingriff, so daß Drehmoment von der Antriebs­ welle auf die Vorderräder über den Außenring und das homokinetische Gelenk über­ tragen werden kann.

Wenn dagegen die Vorderräder beginnen, sich rascher als die Hinterräder zu drehen, während das Fahrzeug eine enge Kurve fährt, überholt die Kupplungsanordnung, so daß sich die Vorderräder getrennt von den Hinterrädern drehen.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird die Eingriffs- und Überholfunktion der mechanischen Kupplung genutzt, um die Achsen und das Ausgleichsgetriebe in Abhän­ gigkeit von der Differenz ihrer Drehbewegungen selbsttätig in und außer Eingriff zu bringen. Indem diese Kraftübertragungsvorrichtung einfach zwischen den Achsen und dem Ausgleichsgetriebe montiert wird, kann es sowohl die Funktion der Absorption von Drehzahldifferenzen zwischen den Vorder- und Hinterrädern als auch die Funktion der Begrenzung der Differentialwirkung übernehmen. Die Antriebskraft-Übertragungsvor­ richtung nach der Erfindung erlaubt auf diese Weise einen Vollzeit-Vierradantrieb mit direkter Kupplung, ohne daß es eines Mittendifferentials bedarf.

Weil die Kupplung stets in ihrem einen Eingriff erlaubenden Arbeitszustand gehalten wird, solange auch nur eine geringfügige Differenz der Drehbewegung zwischen den Achsen und dem Differential z. B. aufgrund von Schlupf der Welle eintritt, rückt die Kupplung sofort ein. Es kann daher ein Antriebsartwechsel mit hervorragendem An­ sprechverhalten erzielt werden, und es wird eine besonders wirkungsvolle Kraftübertra­ gung möglich.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform der Antriebskraft- Übertragungsvorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III der Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt, der einen Klemmkörper im Arbeitszustand veranschau­ licht,

Fig. 5 eine teilweise aufgebrochene Stirnansicht der im Triebwerk eines Fahrzeugs montierten Antriebskraft-Übertragungsvorrichtung,

Fig. 6 in größerem Maßstab einen Teillängsschnitt der Anordnung nach Fig. 5,

Fig. 7 einen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform der Antriebskraft- Übertragungsvorrichtung und

Fig. 8 eine teilweise aufgebrochene Stirnansicht der im Triebwerk eines Fahrzeugs montierten Antriebskraft-Übertragungsvorrichtung.

In den Fig. 1 bis 4 ist die erste Ausführungsform der Antriebskraft-Übertragungsvor­ richtung veranschaulicht. Die Fig. 5 und 6 zeigen den Einbau dieser Vorrichtung in ein Fahrzeugtriebwerk.

In Fig. 5 ist ein Antrieb für die Vorderräder eines Vierrad-Fahrzeugs dargestellt, wobei ein vorderes Differential oder Ausgleichsgetriebe 40 mit dem rechten und dem linken Vorderrad 41 und 42 über Achsen 43 und 44 gekoppelt ist, die unterschiedliche Länge aufweisen. Auf der längeren Achse 43 ist eine Antriebskraft-Übertragungsvorrichtung 1 entsprechend diesem Ausführungsbeispiel montiert.

Das vordere Ausgleichsgetriebe 40 weist ein drehbares Ausgleichsgehäuse 46 auf, das mit der (nicht dargestellten) Kraftübertragung eines Motors 45 gekoppelt ist. Zu dem Ausgleichsgetriebe 40 gehören ferner mit dem Gehäuse 46 drehfest verbundene Ritzel 47 und zwei Seitenräder 48, die mit den Ritzeln 47 kämmen. Die Achsen 43 und 44 sind mit den Seitenrädern 48 über homokinetische Gelenke 2 und 2' verbunden, die eine zweifache Versetzung aufweisen. Die Vorderräder 41 und 42 sind mit den betreffenden Achsen 43 und 44 über homokinetische Gelenke 49 gekoppelt, bei denen es sich vor­ zugsweise um Rzeppa-Gelenke handeln kann.

Bei der Antriebskraft-Übertragungsvorrichtung 1 ist gemäß den Fig. 1 und 6 das ho­ mokinetische Gelenk 2 mit der längeren Achse 43 und einer Kupplungsanordnung 3 ge­ koppelt, wobei die Außenringe des homokinetischen Gelenks 2 und der Kupplungsan­ ordnung 3 zu einer gemeinsamen Hülse 4 einstückig untereinander verbunden sind.

Dabei dient der eine Endabschnitt der Hülse 4 als Außenring 5 des homokinetischen Gelenks 2. Ein Innenring 7 ist mit dem Ende der Achse 43 gekoppelt, und ein Käfig 8 ist in eine zylindrische Bohrung 5' des Außenrings 5 eingesetzt. In der Innenumfangsfläche des Außenrings 5 und in der Außenumfangsfläche des Innenrings 7 sind Kugellaufnu­ ten 9 bzw. 10 ausgebildet. Von dem Käfig 8 gehaltene Kugeln 11 werden in den Laufnu­ ten 9 und 10 aufgenommen.

Die Zentren A und B der Außen- und Innenumfangsflächen des Käfigs 8 sind nach bei­ den Seiten von dem Winkelzentrum O des Gelenks um den gleichen Betrag versetzt. Das Winkelzentrum O liegt im Schnitt der Mittellinie der Kugeltaschen des Käfigs 8 mit der Achse des Außen- oder Innenrings.

Bei dieser Anordnung werden die Kugeln 11 von dem Käfig 8 unabhängig von dem Drehwinkel des homokinetischen Gelenks 2 immer in einer Ebene gehalten, welche die Innen- und Außenringe halbiert. Die Innen- und Außenringe können sich in dem Ge­ lenk in Axialrichtung bewegen.

Das andere Ende der Hülse 4 dient als Außenring 6 der Kupplungsanordnung 3. Eine Antriebswelle 14 ist in eine Bohrung 6a des Außenrings 6 eingesetzt und dort über La­ ger 12 und 13 drehbar gelagert.

Eine von dem vorderen Ausgleichsgetriebe 40 ausgehende Keilwelle 50 greift in das Ende der Antriebswelle 14 ein, so daß die Drehung des Ausgleichsgetriebes 40 in der einen und in der anderen Richtung verzögerungsfrei auf die Antriebswelle 14 übertra­ gen werden kann.

Eingriffsflächen 15 und 16 sind an der Außenumfangsfläche der Antriebswelle 14 bzw. der Innenumfangsfläche des Außenrings 6 ausgebildet. Zwischen den Eingriffsflä­ chen 15 und 16 sitzen ein drehbarer Steuerkäfig 17 und ein fester Käfig 18, der mit der Antriebswelle 14 über Stifte verbunden ist.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind in dem Steuerkäfig 17 und dem festen Käfig 18 jeweils eine Mehrzahl von einander gegenüberliegenden Taschen 19 und 20 ausgebildet. In je­ dem Paar der Taschen 19 und 20 sitzen ein Gleitstein 21 (als Klemmkörper) sowie ela­ stische Bauteile 22.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, sind die Gleitsteine 21 außen und innen mit bogenförmigen Flächen versehen, deren Krümmungszentren auf der Mittellinie jedes Gleitsteins liegen. Wenn die Gleitsteine in der einen oder in der anderen Richtung um einen vorbestimm­ ten Winkel gekippt werden, kommen sie mit den Eingriffsflächen 15 und 16 in Eingriff, wodurch die Antriebswelle 14 und der Außenring 6 miteinander gekuppelt werden. Das eine Ende der elastischen Bauteile 22 ist an dem Steuerkäfig 17 abgestützt, während das andere Ende der elastischen Bauteile 22 an den Gleitsteinen 21 anliegt, um auf diese Kraft von beiden Seiten aus aufzubringen. Die elastischen Bauteile 22 suchen die Gleit­ steine in ihrer Neutralstellung zu halten, in der sie außer Eingriff mit den Eingriffsflä­ chen 15 und 16 stehen.

Eine Steuerwelle 25 ist in der Antriebswelle 14 über Lager 24 drehbar gelagert. Ein mit dem mittleren Teil der Steuerwelle 25 gekoppelter Stift 26 reicht durch Stiftöffnun­ gen 27, die in der Antriebswelle 14 ausgebildet sind. Der Stift 26 ist mit dem Steuerkä­ fig 17 gekoppelt.

Ein mit dem hinteren Ende der Steuerwelle 25 gekoppelter Stift 28 reicht durch Stiftöff­ nungen 29, die in der Antriebswelle 14 ausgebildet sind. Der Stift 28 ist mit einer Diffe­ rentialanordnung 30 gekoppelt, zu der ein Wälzlager 31 und ein Tragarm 32 gehören, über welchen das Lager 31 an einem stationären Teil der Fahrzeugkarosserie abgestützt ist. Das Lager 31 ist in den Tragarm 32 mit einer Vorspannung eingepaßt, die einen vorbestimmten Wert überschreitet, so daß der Radialspalt zwischen dem Lager und dem Arm gleich Null ist oder einen negativen Wert hat. Bei dieser Ausbildung setzt das La­ ger 31 beim Abwälzen einer Drehbewegung einen größeren Widerstand entgegen als die die Antriebswelle 14 tragenden Lager 12 und 13.

Der Widerstand, den das Wälzlager 31 einer Drehbewegung entgegensetzt, dient der Hemmung der Drehbewegung der Steuerwelle 25 und des Steuerkäfigs 17, so daß der Steuerkäfig mit Bezug auf die Drehbewegung der Antriebswelle 14 verzögert wird und sich nicht leicht unter dem Einfluß von Stößen oder Trägheitskräften dreht.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, steht der mit dem mittleren Teil der Steuerwelle 25 gekop­ pelte Stift 26 in fester Verbindung mit dem Steuerkäfig 17, während er in die in der An­ triebswelle 14 ausgebildeten Stiftöffnungen 27 lose eingreift, wobei sich in Drehrichtung erstreckende Spalte 33 zwischen dem Stift 26 und den Stiftöffnungen 27 gebildet wer­ den. Zwischen dem mit dem hinteren Ende der Steuerwelle 25 gekoppelten Stift 28 und den Stiftöffnungen 29 in der Antriebswelle 14 sind sich in Umfangsrichtung, erstrec­ kende Spalte vorgesehen, die größer als die in Drehrichtung verlaufenden Spalte 33 sind.

Der Nachlaufwinkel des Steuerkäfigs 17 mit Bezug auf die Antriebswelle 14 wird durch die in Drehrichtung verlaufenden Spalte 33 bestimmt. Die Größe der Spalte 33 ist grös­ ser bemessen als die Strecke, um welche sich die Gleitsteine 21 von ihrer Neutralstel­ lung zwischen den Eingriffsflächen 15 und 16 bis in die Stellung bewegen, in welcher sie entgegen der Kraft der elastischen Bauteile 22 mit den Eingriffsflächen in Klemmkon­ takt kommen.

Wenn im Betrieb Drehmoment von dem vorderen Ausgleichsgetriebe 40 an die An­ triebswelle 14 angelegt wird, wird der Steuerkäfig 17 mittels der Differentialanord­ nung 30 verzögert; seine Drehbewegung läuft mit Bezug auf die Antriebswelle 14 um eine Strecke hinterher, welche der Größe der Spalte 33 in der Drehrichtung entspricht. Mit anderen Worten, der Steuerkäfig 17 dreht sich mit Bezug auf den festen Käfig 18. Durch diese Relativdrehung zwischen den beiden Käfigen werden die Gleitsteine 21 gemäß Fig. 4 in einer Richtung gekippt, welche der durch einen Pfeil angedeuteten Drehrichtung der Antriebswelle 14 entgegengesetzt ist. Die Gleitsteine 21 kommen da­ durch mit den Eingriffsflächen 15 und 16 in Kontakt. Dies stellt den eingerückten Ar­ beitszustand dar.

Beim Schrägstellen der Gleitsteine 21 bewegen sich sämtliche Gleitsteine in die einge­ rückte Arbeitsstellung bevor der Stift 26 an der Wand der Stiftöffnungen 27 anschlägt, weil auf die Gleitsteine 21 ständig die elastischen Bauteile 22 einwirken, die an dem Steuerkäfig 17 angebracht sind. In diesem Zustand rotieren die Antriebswelle 14 und der Steuerkäfig 17 zusammen.

Wenn die Antriebswelle 14 in diesem Zustand weiter rotiert und eine Differenz in der Drehbewegung zwischen der Antriebswelle 14 und der Achse 43 auftritt, die mit der Hülse 4 gekoppelt ist, kommen die Gleitsteine 21 mit den Eingriffsflächen 15 und 16 in Eingriff. Die Kupplung ist jetzt eingerückt. In diesem Zustand wird die Antriebskraft der Antriebswelle 14 über die Gleitsteine 21 auf die Hülse 4 und dann über das homo­ kinetische Gelenk 2 auf die Achse 43 übertragen. Bei einer solchen Kraftübertragung auf die eine Achse 43 erfolgt auch eine Kraftübertragung über die Seitenräder 48 des vorderen Ausgleichsgetriebes 40 auf die andere Achse 44. Alle vier Räder werden dementsprechend angetrieben.

Bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeuges könnte man annehmen, daß, weil sich die Hinterräder und die Vorderräder zusammen drehen, das vordere Ausgleichsgetriebe 40 und die Achse 43 mit gleicher Drehzahl rotieren. Tatsächlich ist jedoch die Fahrzeugge­ schwindigkeit etwas niedriger als dies der Drehzahl der Hinterräder entspricht, weil ein gewisser Schlupf zwischen den Hinterrädern und der Fahrbahn auftritt, so daß das vor­ dere Ausgleichsgetriebe 40 geringfügig rascher rotiert als die Vorderräder und die Achse 43. Während das Fahrzeug geradeausfährt ist daher die Kupplung eingerückt, d. h. die Vorderräder werden angetrieben; es erfolgt also ein Antrieb aller vier Räder.

Wenn dagegen das Fahrzeug eine enge Kurve fährt, rotieren die Vorderräder rascher als die Hinterräder, so daß sich die Achse 43 rascher als die Antriebswelle 14 dreht. In­ folgedessen kann der Außenring 6 die Gleitsteine 21 überholen. Dadurch wird von dem Außenring 6 auf die Gleitsteine eine Tangentialkraft in solcher Richtung aufgebracht, daß die Gleitsteine 21 außer Eingriff mit den Eingriffsflächen 15 und 16 kommen. Die Kupplung ist jetzt ausgerückt; die Antriebswelle 14 und die Achse 43 sind außer Eingriff miteinander. Wenn der auf die Antriebswelle 14 ausgeübte Widerstand gegen eine Drehbewegung verschwindet und die eine Achse 43 leerzulaufen beginnt, wird die An­ triebskraft von dem vorderen Ausgleichsgetriebe 40 nur auf die Achse 43 übertragen, während keine Kraftübertragung auf die andere Achse 44 erfolgt. In diesem Zustand ist die Bewegung der Vorderräder 41 und 42 nicht durch das vordere Ausgleichsgetriebe 40 beschränkt, so daß es zu keinem Bremseffekt aufgrund der Differenz der Drehzahlen der Vorder- und Hinterräder kommt, während das Fahrzeug eine enge Kurve fährt.

Wenn dagegen im Zweiradantriebsbetrieb, d. h. während nur die Hinterräder angetrie­ ben werden, eines der Hinterräder die Haftung auf der Fahrbahn verlieren oder schlupfen sollte, während das Fahrzeug eine enge Kurve fährt, sinkt die Fahrzeugge­ schwindigkeit ab, so daß das vordere Ausgleichsgetriebe 40 rascher als die langsamer werdenden Vorderräder zu rotieren beginnt, so daß sich die Antriebswelle 14 rascher als die Hülse 4 dreht. Dies bewirkt, daß die Gleitsteine 21 mit den Eingriffsflächen 15 und 16 in Eingriff kommen. Die Antriebskraft wird jetzt auf die Vorderräder übertragen, und das Fahrzeug wird über die Vorderräder angetrieben.

Wenn eines der Vorderräder die Haftung auf der Fahrbahn verlieren sollte, tritt das vordere Ausgleichsgetriebe 40 in Aktion, wodurch die Übertragung von Antriebskraft auf die Achse vollständig unterbrochen wird, welche das Rad trägt, das Haftung auf der Fahrbahn hat. Obwohl in diesem Zustand keine effektive Übertragung von Antriebs­ kraft auf die Vorderräder 41 und 42 erfolgt, kann das Fahrzeug in Fahrt gehalten wer­ den, weil es über die Hinterräder angetrieben wird.

Wenn sich andererseits die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ändert und das vordere Ausgleichsgetriebe 40 sich in der entgegengesetzten Richtung dreht, werden auch die Antriebswelle 14 und der Steuerkäfig 17 in entgegengesetzter Richtung gedreht. Die Gleitsteine 21 kommen dadurch mit den Eingriffsflächen 15 und 16 in Kippstellungen in Eingriff, welche der in Fig. 4 veranschaulichten Kippstellung entgegengesetzt sind. Die Antriebsweise läßt sich daher auf genau die gleiche Art umschalten, wie wenn das Fahr­ zeug entweder vorwärts oder rückwärts fährt.

Wenn bei Anwendung der beschriebenen Antriebskraft-Übertragungsvorrichtung eines der Hinterräder oder eines der Vorderräder schlupfen oder die Haftung auf der Fahr­ bahn verlieren sollte, wird selbsttätig auf Zweiradantrieb umgeschaltet, um das Fahr­ zeug in Fahrt zu halten. Beginnen sich die Vorderräder rascher zu drehen als die Hin­ terräder, während das Fahrzeug eine enge Kurve fährt, überholt die Kupplung, wodurch die Vorder- und Hinterräder voneinander getrennt werden. Mit anderen Worten, die erläuterte Antriebskraft-Übertragungsvorrichtung hat sowohl die Differentialsperrfunk­ tion als auch die Funktion, Unterschiede der Drehzahlen zu absorbieren. Sie macht einen direkt gekuppelten Dauervierradantrieb möglich, ohne daß ein kompliziertes Mit­ tendifferential notwendig wird, beispielsweise in Form einer Flüssigkeitsreibungskupp­ lung oder einer Mehrscheibenkupplung.

Fig. 7 zeigt eine Kupplungsanordnung einer zweiten Ausführungsform der Antriebs­ kraft-Übertragungsvorrichtung. Diese Antriebskraft-Übertragungsvorrichtung ist in Fig. 8 in das Triebwerk eines Fahrzeugs eingebaut dargestellt.

Die Antriebsanordnung gemäß Fig. 8 weist das vordere Ausgleichsgetriebe 40 und eine Mittelwelle 53 auf, die zwischen dem vorderen Ausgleichsgetriebe und einer der beiden Achsen sitzt. Die beiden Achsen 51 und 52 haben die gleiche Länge. Eine Kupplungs­ anordnung 63 ist auf der Mittelwelle 53 montiert, die eine ausgeglichene Torsionsstei­ figkeit hat.

Bei dieser Ausführungsform weist die mit 61 bezeichnete Antriebskraft-Übertragungs­ vorrichtung ein homokinetisches Gelenk 62 auf, das mit dem Ende der Achse 51 und mit der Kupplungsanordnung 63 gekoppelt ist, die von dem Gelenk 62 getrennt und ih­ rerseits mit der Mittelwelle 53 gekoppelt ist. Außenringe 64 und 65 dieser beiden Bau­ gruppen sind über die Mittelwelle 53 untereinander gekoppelt.

Die Kupplungsanordnung 63 entspricht in ihrem Aufbau grundsätzlich der Kupplungs­ anordnung 3 der ersten Ausführungsform. Entsprechende Bauteile sind daher mit glei­ chen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert. Die Kupplungsanordnung 63 unterscheidet sich von der Kupplungsanordnung 3 nur dadurch, daß sie völlig abge­ dichtet ist, um Wasser, Schlamm und dergleichen abzuhalten.

Das eine Ende des Außenringes 65 der Kupplungsanordnung 63 ist mittels einer Stirn­ wand 66 verschlossen. Die Mittelwelle 53 ist mit diesem Ende über Schrauben oder der­ gleichen verbunden. Ein Antriebsflanschteil 68, das mit dem vorderen Ausgleichsge­ triebe 40 in Verbindung steht, ist über Keile 69 mit dem Außenumfang einer Antriebs­ welle 67 an deren einem Ende gekoppelt. Das Flanschteil 68 und ein Wälzlager 70, das einen Widerstand gegenüber einer Drehbewegung bewirkt, sind in einem metallischen Gehäuse 71 untergebracht, das als Tragarm für die Differentialanordnung dient. Das metallische Gehäuse 71 ist zum Ankoppeln an ein externes stationäres Bauteil mit ei­ nem Koppelteil 76 verbunden. Axialdichtungsanordnungen 72 und 73 sitzen zwischen dem Gehäuse 71 und der Antriebswelle 67 bzw. zwischen dem Gehäuse 71 und dem Flanschteil 68. In den Dichtungsanordnungen 72 und 73 sind Dichtungen 74 und 75 un­ tergebracht, die einer hohen Umfangsgeschwindigkeit standhalten.

Das homokinetische Gelenk 62 und die Kupplungsanordnung 63 sitzen normalerweise auf den Achsen, die durch den Fahrzeugboden hindurch mindestens teilweise freiliegen. Während der Fahrt des Fahrzeuges können daher Wasser, Schlamm oder Staub ein­ dringen. Insbesondere wenn das Fahrzeug im Gelände fährt, können die genannten Baugruppen von Erde, Sand oder Steinen hart getroffen werden.

Um diesen rauhen Bedingungen gerecht zu werden, ist die in Fig. 7 veranschaulichte Kupplungsanordnung 63 von dem Außenring 65 und dem metallischen Gehäuse 71 voll­ ständig umschlossen, und die Axialdichtungsanordnungen sind zusätzlich vorgesehen, um einen völlig abgedichteten Aufbau zu erreichen. Dadurch läßt sich das Eindringen von Fremdstoffen nahezu perfekt verhindern, und die Anordnung kann Kollisionen mit Erde, Sand und Steinen widerstehen. Ein einwandfreies Betriebsverhalten ist daher auch unter besonders rauhen Bedingungen sichergestellt.

Bei der vorstehenden Ausführungsform ist die Differentialanordnung 30 zum Verzögern des Steuerkäfigs 17 über die Steuerwelle 25 mit dem Steuerkäfig gekoppelt. Eine solche Kopplung kann aber auch mit der Antriebswellenseite vorgesehen sein. In einem sol­ chen Fall sind bei der in Fig. 7 veranschaulichten Kupplungsanordnung Spalte, die sich in Drehrichtung erstrecken, zwischen den Keilen 69 zum Koppeln der Antriebswelle 67 mit dem Antriebsflanschteil 68 vorzusehen. Das Flanschteil 68 und die Steuerwelle 25 sind miteinander zu koppeln. Der Steuerkäfig 17 ist innerhalb des festen Käfigs 18 an­ zuordnen. Das Wälzlager 70 zum Aufbringen eines Widerstandes gegenüber Drehung ist mit der Antriebswelle 67 zu koppeln, um die Drehung der Antriebswelle 67 mit Be­ zug auf den Steuerkäfig zu verzögern. Bei einer solchen Ausbildung können die Gleit­ steine 21 in dem in Fig. 4 gezeigten eingerückten Arbeitszustand gehalten werden.

Bei den erläuterten Ausführungsbeispielen ist die Differentialanordnung mit einem Wälzlager versehen, um einen Widerstand gegenüber einer Drehbewegung aufzubrin­ gen. Dies stellt jedoch kein Zwangsmerkmal dar. Stattdessen können auch mit Rädern ausgestattete Drehzahluntersetzungsvorrichtungen oder Bremseinrichtungen vorhanden sein, die eine Verzögerung durch Gleitkontakt mit einem Reibteil erlauben.

Die in Verbindung mit den Ausführungsbeispielen verwendeten Gleitsteine 21 können durch Kippen in der einen oder in der anderen Richtung in Eingriff gebracht werden. Es lassen sich aber auch Paare von Gleitsteinen verwenden, die jeweils nur in einer Rich­ tung eingerückt werden können. Als Klemmkörper können aber auch Rollen oder der­ gleichen verwendet werden.

Claims (2)

1. Antriebskraftübertragungsvorrichtung für ein vierradgetriebenes Fahrzeug mit einem homokinetischen Gelenk (2, 62), das einen Außenring (5, 64) und eine Freilaufkupplung (3, 63) aufweist, wobei die Freilaufkupplung versehen ist mit ei­ nem mit dem ersten Außenring gekoppelten zweiten Außenring (6, 65), mit einer in den zweiten Außenring drehbar eingesetzten Antriebswelle (14, 67), mit einem Käfig (17), der zwischen einander gegenüberliegenden Flächen (15, 16) des zwei­ ten Außenringes (6, 65) und der Antriebswelle (14, 67) drehbar gelagert ist und in dem Taschen (19) ausgebildet sind, mit in den Taschen angeordneten Klemmkör­ pern (21), die mit den einander gegenüberliegenden Flächen (15, 16) in Eingriff bringbar sind, wenn sich die Antriebswelle und der Käfig in der einen oder der an­ deren Drehrichtung gegeneinander drehen, sowie mit in den Taschen angeordne­ ten elastischen Bauteilen (22), welche die Klemmkörper in einer Stellung zu hal­ ten suchen, in der die Klemmkörper außer Eingriff mit den einander gegenüber­ liegenden Flächen (15, 16) stehen, wobei der Käfig (17) und die Antriebswelle (14, 67) so miteinander gekoppelt sind, daß sie sich zusammen drehen können, wobei zwischen beiden ein sich in der Drehrichtung erstreckender Spalt (33) gebildet wird, der eine gegenseitige Drehbewegung zwischen der Antriebswelle und dem Käfig im Bereich dieses Spaltes erlaubt und der so bemessen ist, daß bei einer Drehung der Antriebswelle gegenüber dem Käfig in der einen oder der anderen Richtung bis zum Verschwinden des Spaltes die Klemmkörper (21) mittels des Käfigs in eine Stellung gedrängt werden, in welcher die Klemmkörper für einen Eingriff mit den einander gegenüberliegenden Flächen bereit, aber noch nicht tat­ sächlich in Eingriff sind, während die Antriebswelle (14, 67) mit einer Drehzahl rotiert, die gleich oder kleiner als die Drehzahl des zweiten Außenringes (6, 65) ist, und wobei eine Drehhemmvorrichtung (30; 71, 76) zum Verzögern der Drehung der Antriebswelle oder des Käfigs gegenüber jeweils dem anderen dieser Bauteile vorgesehen ist.

2. Antriebskraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Außenring (5, 6; 64, 65) einstückig miteinander ver­ bunden sind.