DE3203707A1

DE3203707A1 - Kraftfahrzeug mit einer vorderen und einer hinteren antreibbaren achse

Info

Publication number: DE3203707A1
Application number: DE19823203707
Authority: DE
Inventors: Monika 8074 Gaimersheim Westner; Josef 8070 Ingolstadt Zahl
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG; Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1982-02-04
Filing date: 1982-02-04
Publication date: 1983-08-04
Also published as: DE3203707C2

Description

Kraftfahrzeug mit einer vorderen und einer hinteren antreibbaren Achse
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer vorderen und einer hinteren antreibbaren Achse gemaß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 2.
Der Antrieb nrhun rer Achsen an Kraftfahrzeugen hat allgemein den Vorteil einer besseren Geländegängigkeit und einer gleichmäßigeren Verteilung des Antriebsmomentes, so daß diese Antriebsart bei vielen Nutzfahrzeugen und Geländefahrzeugen angewendet ist. Darüber hinaus ist der Allradantrieb auch bereits bei Pkw's verwirklicht, wobei eine Achse abschaltbar sein kann oder ein permanenter Allradantrieb vorliegt. Der permanente Allradantrieb ggf. über ein Zwischenachsdifferential hat sich bei Kraftfahrzeugen mit leistungsstarken Motoren, insbesondere bei Wettbewerbsfahrzeugen, als besonders vorteilhaft erwiesen. Wie sich überraschend herausgestellt hat, ist ein derartiges, allradgetriebenes Kraftfahrzeug hinsichtlich seines Fahrverhaltens in der Summe seiner Eigenschaften auch auf griffigen Fahrbahnen besser als ein nur mit einer Achse angetriebenes Kraftfahrzeug.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Fahrverhalten eines gattungsgemäBen, allradgetriebenen Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Wettbewerbsfahrzeuges, bei bestimmten Betriebsbedingungen weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 2 gelöst.
Durch die sofortige bzw. schnelle Abschaltbarkeit der Vorderachse des Kraftfahrzeuges kann ohne merkbaren Verlust kurzzeitig der permanente Allradantrieb abgeschaltet werden, wenn ein Driften des Heckteiles des Kraftfahrzeuges beispielsweise beim Durchfahren einer besonders engen Kurve (Kurvenradius < Wenderadius des Kraftfahrzeuges) vorteilhaft ist. Zusätzlich kann durch sofortiges Wiederzuschalten der Vorderachse schnellstens das Allrad-Fahrverhalten wieder hergestellt werden, so daß beispielsweise beim Beschleunigen aus der Kurve bereits wieder mit Allradantrieb gefahren wird.
Bei einem Kraftfahrzeug ohne Zwischenachsdifferential ist zur Verwirklichung der Erfindung lediglich eine schnellschaltende Kupplung im Antriebsstrang zur vorderen Achse erforderlich, beispielsweise eine hydraulisch betätigte Reibungskupplung oder eine rein hydraulische Kupplung mit einer Verdrängerpumpe und sperrbarem Pumpenkreislauf.
Bei einem Kraftfahrzeug mit einem sperrbarem Zwischenadisdifferential muß, sofern die Sperre nicht bereits eingelegt ist, eine kombinierte Betätigung erfolgen, da bei einem Abschalten des Vorderradantriebes dme Betätigung der Sperre ein antriebsloser Zustand vorherrschen würde. Im übrigen kann die Sperre des Zwischenachsdifferentiales ebenfalls als eine hydraulisch betätigte Reibungskupplung oder als eine rein hydraulische Kupplung ausgebildet sein.
Gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 3 kann die Kupplung bzw. die Kupplung und die Sperre autanatisch abngig von eri3cbewegungen des Kraftfahrzeuges geschaltet sein. d. h., daß bei einem Einschlagen der Lenkung bis zu einem lenkanschlag ein Schalter betätigt wird, welcher die Kupplung und ggf. die Sperre schaltet und sanit die Antriebsverbindung zur Vorderachse unterbricht. Selbstverständlich kann der Schalter derart ausgebildet sein, daß zu dessen Betätigung ein fühlbarer Widerstand am Lenkrad bei vollem Lenkeinschlag zu überwinden ist. Dadurch ist ein unbeachsichtigtes Abschalten des Allradantriebes durch den Fahrer ausgeschlossen.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind der kennzeichnenden Merkmalen der Patentansprüche 4 bis 6 entnehmzbar. Bezüglich des Bauraumes und des tragbaren Antriebsmomentes haben sich hydraulisch betätigte Lamellenkupplungen für die Kupplung und die Sperre als besonders geeignet erwiesen. Besonders einfach kann die Betätigung der Kupplung und der Sperre mittels eines beide Funktionen kombinierenden Schalters durchgeführt werden; der Schalter kann so angeordnet sein, daß er auch von einem Beifahrer bequem erreichbar ist. Bei einer Wettbewerbsfahrt kann sanit ggf. das Ab-und Zuschalten der vorderen Achse auch von einem Beifahrer vorgenatinen werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 ein erfindungsgem§Bes, allradgetriebenes Kraftfahrzeug in schematischer Darstellung, mit einer über eine hydraulisch betätigte Lamellenkupplung abschaltbaren vorderen Achse und Figt 2 die als Lamellenkupplung ausgebildete Sperre des Zwischenachsdifferentiales im Schnitt.
Die Antriebsvorrichtung setzt sich im wesentlichen aus einer Brennkraftmaschine 2 als Antriebsquelle, einem nachgeschalteten Geschwindigkeits-Wechselgetriebe 4, einem Zwischenachsdifferential 6 und aus zwei Achsdifferentialen 8,10 zusammen, Das ZwischenachiUfferential 6, ein Kegelraddifferential bekannter Bauart, wird über eine hohle Antriebswelle 12 mit einem angeformten Ausgleichsgehäuse 14 angetrieben. In dem Ausgleichsgehäuse 14 sind auf einem Mitnehmerbolzen 16 zwei Kegelräder 18, 20 gelagert, welche mit zwei Abtriebskegelrädern 22, 24 in Eingriff sind.
Das Abtriebskegelrad 22 sitzt fest auf einer Abtriebswelle 26, welche sich durch die hohle Antriebswelle 12 erstreckt und das Achsdifferential 8 und weiter über Antriebswelle,28, 30 die lenkbaren Vorderräder der vorderen Achse des Kraftfahrzeuges antreibt. Das Abtriebskegelrad 24 ist auf einer Abtriebswelle 32 befestigt, welche über eine Kardanwelle 34, das Achsdifferential 10 und über AbtriebswelleX36, 38 die Hinterräder der hinteren Achse des Kraftfahrzeuges antreibt.
Am Ausgleichsgehäuse 14 und auf der Abtriebswelle 32 ist eine hydraulisch betätigte Lamellenkupplung 40 angeordnet, welche als Sperre für das Zwischenachsdifferential 6 dient.
Desgleichen ist benachbart dem Ausgleichsgehäuse 42 des vorderen Achsdifferentiales 8 an einer zweiteiligen Kegelrad-Abtriebswelle 44 eine hydraulisch betätigte Lamellenkupplung 46 angeordnet, mittels der die Antriebsverbindung zu den Vorderrädern des Kraftfahrzeuges unterbrechbar ist. Die Lamellenkupplung 46 ist im wesentlichen gleich der Lamellenkupplung 40 aufgebaut und deshalb nicht näher beschrieben.
Die Lamellenkupplungen 40, 46 sind Uber Leitungen 48, 50 mit einem elektrohydraulischen Steuerventil 52 verbunden. Das Steuerventil 52 ist in zumindest zwei Schaltstellungen schaltbar, in denen es jeweils eine Lamellenkupplung mit einer Vorlaufleitung 54 einer hydraulischen Druckpumpe 56 und die andere Lamellenkupplung mit einer drucklosen Rücklaufleitung 58 verbindet, welche andererseits in ein Flüssigkeitsreservoir 60 mündet. Dadurch ist jeweils die eine Lamellenkupplung geöffnet und die andere geschlossen, so daß in der einen Schaltstellung ein permanenter Allradantrieb mit wirksamen Zwischenachsdifferential 6 und in der anderen Schaltstellung bei geschlossener Lanellenkupplung 40 und geöffneter Lamellenkupplung 46 nur ein Hinterradantrieb vorliegt.
Das Steuerventil 52 wird über zwei Unterbrecherschalter 62, 64 angesteuert, welche mittels eines an der nicht näher dargestellten Zahnstangenlenkung 66 des Kraftfahrzeuges befestigten Hebels 68 betätigt werden. Der Hebel 68 ist so angeordnet, daß er jeweils einen der Unterbrecherschalter 62, 64 bei voll eingeschlagener Lenkung schließt und dabei das Steuerventil 52 bei geschlossenem ZUndschalter 70 mit dem Pluspotential einer Batterie 72 verbindet. Dem entsprechend schaltet das Steuerventil 52 von der einen permanenten Allradantrieb entsprechenden Schaltstellung auf Hinterradantrieb um.
Es versteht sich, daß das Steuerventil 52 auch noch eine weitere Schaltstellung aufweisen kann, mittels der nur die Lamellenkupplung 40 bzw. die Sperre des ZwLsehenachsdifferentiales 6 schaltbar ist, so daß bei geschlossener Iamellenkupplung 46 auch ein starrer Durchtrieb zwischen der vorderen und der hinteren Achse verwirklichbar ist. Bei bereits auf starren Durchtrieb geschalteten Antriebsaggregat wäre logischerweise bei einem Umschalten auf Hinterradantrieb nur die Lamellenkupplung 46 zu betätigen.
Die Lamellenkupplung 40 (siehe Fig. 2) weist ein topfförmiges, geschlossenes KupplungsgehRuse 74 auf, welches am Ausgleichsgehluse 14 des Zwischenachsdifferentiales 6 befestigt ist. Innerhalb des Kupplungsgehäuses 74 sind innere und äußere Kupplungslamellen 76, 78 vorgesehen, von denen die äußeren Kupp lungslamellen 76 unverdrehbar im Kupplungsgehäuse 74 und die inneren Kupplungslamellen 78 unverdrehbar auf einer Nabe 80 gehalten sind. Die Nabe 80 ist mittels einer Keilverbindung unverdrehbar auf der Abtriebswelle 32 gehalten.
An das Kupplungsgehäuse 74 ist eine stirnseitige Platte 82 mit einem inneren Ringteil 84 angeschraubt. Das Ringteil 84 und das Kupplungsgehausa 74 bilden FuhrungsflEchen für einen axial verschiebbaren Ringkolben 86, der somit eine voluttenveranderliche Kamner 88 begrenzt. Der Ringkolben 86 wirkt unter Zwischenschaltung einer Anpreßplatte 90 auf die Kupplungslamellen 76, 78.
Die Kammer 88 kann über Kanäle 92 im Ringteil 84, Ringkanäle 94, 96 sowie einem Längskanal 98 in der Abtriebswelle 32 und einem im nicht näher dargestellten GetriebegehAuse 100 ausgebildeten Kanal 102 an das elektrohydraulische Steuerventil 52 angeschlossen werden.
Abweichend von der Fig. 1 sind jedoch die Lamellenkupplungen 40 , 46 manuell über einen zweistufigen Schalter 104 geschaltet. Das Steuerventil 52 kann drei Schaltstellungen einnehmen, wobei in der in der Fig. 2 gezeichneten Ruhestellung die Lamellenkupplung 40 gelöst und die Lamellenkupplung 46 unter Druck steht, so daß ein Allradantrieb des Kraftfahrzeuges mit wirksamen Zwischenachsdifferential 6 eingeschaltet ist.
Beim Schalten des Schalters 104 in die Schaltstellung I wird auch die Lamellenkupplung 40 durch Verbinden mit der Vorlaufleitung 54 der Druclqezrmpe 56 angezogen und damit ein starrer Durchtrieb zwischen der vorderen und der hinteren Achse des Kraftfahrzeuges bewirkt. Bei einem weiteren Betätigen des Schalters 104 in die Schaltstufe II verbindet das Steuerventil 52 die Lamellenkupplung 46 mit dem drucklosen Rücklauf 58, wodurch das Kraftfahrzeug nur noch an der hinteren Achse angetrieben ist. Der Schalter 104 ist im Rraftfahrzeug beispielsweise am nicht dargestellten ArmaturenStett derart angeordnet, daß er sowohl van Fahrer als auch van Beifahrer betätigbar ist.
Obwohl die Erfindung anhand eines Kraftfahrzeuges mit einem Zwischenachsdifferential erläutert ist, ist sie auch an einem Antriebsaggregat mit einer direkt angetriebenen vorderen und hinteren Achse anwendbar. Das Zwischenachsdifferential 6 mit der Lamellenkupplung .40 und deren Steuerung entfällt dann. Dementsprechend ist nur die Lamellenkupplung 46 autanatisch oder manuell zu steuern.
Von entscheidender Wichtigkeit für die Erfindung ist die Verwerdung einer schnellschaltenden Kupplung, welche unabhängig van Lastzustand und von Zahneingriffsverhältnissen des Antriebsaggregates ein sofortiges Umschalten der Antriebsart ermöglicht, wenn bestimmte Betriebssituationen des Kraftfahrzeuges, beispielsweise beim Durchfahren von sehr engen Kurven, dies erforderlich machen.
Leerseite

Claims

patentan Sprüche / 1.}Kraftfahrzeug mit einer vorderen und einer hinteren Achse, welche Achsen über ein vorderes und ein hinteres Achsdifferential angetrieben sind und der Antrieb einer Achse mittels einer Kupplung abschaltbar ist, d a -d u r c h g e k-e n n z e i c h n e t-, daß die abschaltbare Achse die vordere, lenkbare Achse des Kraftfahrzeuges ist und über eine schnellschaltende Kupplung (Lamellenkupplung 46) abschaltbar bzw. zuschaltbar ist.
2. Kraftfahrzeug mit einer vorderen und einer hinteren Achse, welche Achsen über ein Zwischenachsdifferential und ein vorderes und ein hinteres Achsdifferential angetrieben sind und das Zwischenachsdifferential sperrbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Antriebsverbindung zur vorderen Achse mittels einer schnellschaltenden Kupplung (Lamellenkupplund 46) abschaltbar ist, daß die Sperre ebenfalls durch eine schnellschaltende Kupplung (Lamellenkupplung 40) gebildet ist und daß die Kupplung (Lamellenkupplung 40) beim Abschalten der vorderen Achse nur gleichzeitig mit der Sperre (Lamellenkupplung 40) oder nach dem Betätigen der Sperre sowie beim Zuschalten umgekehrt betätigbar ist.
3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Kupplung (Lamellenkupplung 46) bzw. die Kupplung und die Sperre (Lemellenkupplung 40) autaratisch von mit der Lenkung (Zahnstangenlenkung 66) des Kraftfahrzeuges zusammenwirkenden Schaltern (Unterbrecherschalter 62, 64) derart betätigt wird, daß bei vollem Lenkeinschlag in Kurven die vordere Achse abgeschaltet ist.
4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Kupplung bzw. die Kupplung und die Sperre durch hydraulisch beaufschlagte Lamellenkupplungen (40, 46) gebildet sind.
5. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Betätigung der Sperre (Lamellenkupplung 40) und der Kupplung (Lamellenkupplung 46) durch Betätigung eines die beiden Funktionen verbindenden Schalters (104) erfolgt.
6. Kraftfahrzeug nach den Ansprüchen 1 oder 2 und 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Schalter (104) so im Kraftfahrzeug angeordnet ist, daß er von Fahrer und von einer neben dem Fahrer sitzenden Person betätigbar ist.