DE1008588B - Verteilergetriebe fuer Kraftfahrzeuge mit Allradantrieb - Google Patents

Verteilergetriebe fuer Kraftfahrzeuge mit Allradantrieb

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DE1008588B
DE1008588B DEF12057A DEF0012057A DE1008588B DE 1008588 B DE1008588 B DE 1008588B DE F12057 A DEF12057 A DE F12057A DE F0012057 A DEF0012057 A DE F0012057A DE 1008588 B DE1008588 B DE 1008588B
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DE
Germany
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freewheel
gear
wheels
transfer case
overtaking
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Pending
Application number
DEF12057A
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English (en)
Inventor
Claude Hill
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Harry Ferguson Research Ltd
Original Assignee
Harry Ferguson Research Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
    • B60K17/344Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear
    • B60K17/346Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear the transfer gear being a differential gear
    • B60K17/3462Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear the transfer gear being a differential gear with means for changing distribution of torque between front and rear wheels
    • B60K17/3465Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear the transfer gear being a differential gear with means for changing distribution of torque between front and rear wheels self-actuated means, e.g. differential locked automatically by difference of speed

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Description

  • Verteilergetriebe für Kraftfahrzeuge mit Allradantrieb Die Erfindung betrifft Kraftfahrzeuge mixt Allradantrieb.
  • Um bei einem Kraftfahrzeug mit einem Bodenrad, das zum Gleiten neigt, eine Leerdrehung zu vermeiden und die daraus folgende mangelhafte Übertragung des Drehmoments vom Motor zu verhindern, ist eine Anordnung am besten, bei der alle Bodenräder zwangläufig miteinander verbunden sind. Beim Antrieb eines Fahrzeuges mit einer solchen Anordnung kann ein mangelhafter Antrieb vermieden werden, solange nur ein einziges Bodenrad merklich Bodenadhäsion hat.
  • Aber die Aufgabe, ein Kraftfahrzeug mit einem zwangläufigen Antrieb aller vier Bodenräder vom selben Motor zu versehen, bietet ernsthafte Schwierigkeiten. Das ist besonders dann der Fall, wenn, wie gewöhnlich, alle Bodenräder Luftreifen haben. So besteht z. B. bei zwangläufiger Kupplung aller vier Bodenräder der erhebliche Nachteil, daß die Bodenräder nicht mit verschiedenen Winkelgeschwindigkeiten laufen können, wie sie sollten, wenn die wirksamen Rollradien der Räder verschieden sind. Diese Radien unterscheiden sich, wenn die Räder dauernd oder vorübergehend ungleich belastet sind oder wenn sich ihr Innendruck oder ihre Abnutzung unterscheidet. Außerdem sollten die Räder mit verschiedenen Winkelgesahwindigkeiten laufen können, wenn das Fahrzeug in einer Kurve fährt.
  • Es ist vorgeschlagen worden, drei unbegrenzt wirkende Verteilergetriebe in ein Fahrzeug mit Vierradantrieb einzubauen; um jedem Rad die erforderliche Freiheit von den übrigen zu geben, wobei die Anordnung so sein sollte, daß ein Verteilergetriebe zwischen den Achsen der Hinterräder liegt, ein zweites zwischen den Achsen der Vorderräder .und das dritte zwischen den Triebteilen, die das vordere Verteilergetriebe mit dem hinteren verbinden. Dieses dritte Verteilergeüriebe wird vom Motor angetrieben, so daß es dessen Drehmoment auf Vorder- und Hinterachsen verteilt. Diese Anordnung ist ausgezeichnet, was die freie Bewegung aller Räder betrifft. Die obenerwähnten Nachteile mangelnder Freiheit der Räder sind vermieden. Aber dafür entsteht der ernsthafte Nachteil, daß beim Rutschen nur eines Rades dieses sich frei dreht und die Zugkraft aller Räder erheblich gemindert wird.
  • Eine Anordnung mit vier zwangläufig gekuppelten Rädern und eine Anordnung mit drei umbegrenzt wirkenden Verteilergetrieben können als entgegengesetzte Extreme gelten.
  • Es sind verschiedene Vorschläge gemacht worden, um die Nachteile dieser beiden Extreme zu vermeiden. Nach den meisten dieser Vorschläge sollen abgeänderte und somit anomale Verteilergetriebe verwendet werden. Eine vorgeschlagene Abwandlung des Verteilergetriebes ist so gebaut, daß das langsamer laufende Ausgangsrad des Getriebes ein erheblich höheres Drehmoment aufnimmt als bei einem gewöhnlichen Verteilergetriebe. Das. Drehmoment am langsameren Ausgangsrad kann ungefähr dreimal so groß werden wie das am schnelleren, schlüpfenden Rad. Auf diese Weise kann die Gefahr, daß beim Rutschen eines Rades das Fahrzeug unzureichend angetrieben wird, erheblich gemindert werden.
  • Aber beim Gebrauch .solcher Verteilergetriebe mit ungleichen Drehmomenten stellen sich doch Nachteile heraus. Wenn z. B. der Geschwindigkeitsunterschied der Bodenrädler nicht vom Schlüpfen herrührt, sondern von der Verschiedenheit der Rollradien oder der Kurvenfahrt, so werden die damit zusammenhängenden Reibungsverluste vermehrt, und die ungleiche Drehmomentverteilung kann zwischen den angetriebenen Bodenrädern pendeln.
  • Eine andere vorgeschlagene, Abwandlung dies Vertoilergetriebes macht das überholende Ausgangarad frei vom Antrieb und koppelt das andere fest mit dem Antrieb. Somit überträgt immer das langsamere Rad das volle Drehmoment, und die Gefahr eines unzureichenden Fahrzeugantriebes ist gemindert. Das hat andererseits den Nachteil, daß das schnellere Rad überhaupt nicht angetrieben wird, so daß der Antrieb unerwünscht zwischen den beiden Ausgangsrädern pendelt, die sich abwechselnd überholen.
  • Weiter sind Fahrzeuge mit ständigem Antrieb der einen Achse und über einen Freilaufantrieb abschaltbaren Antrieb der anderen Achse bekannt. Man hat auch einen solchen Freilauf zwischen den Vorderrädern einerseits und den Hinterrädern andererseits vorgeschlagen.
  • Alle diese Getriebearten haben den grundsätzlichen Fehler, daß sie in ihrer Wirkung von dem Drehzahlenunterschied zwischen den vom Getriebe angetriebenen Bodenrädern abhängen und keinen Unterschied machen zwischen einer Ungleichheit der Rollradien einerseits und einem wirklichen Bodenradschlupf andererseits.
  • Abgesehen von den erwähnten Nachteilen sind abgewandelte Differentiale umständlicher und teurer als gewöhnliche.
  • Nach der Erfindung ist bei einem Kraftfahrzeug mit Allradantrieb, bestehend aus einer Antriebswelle, je einer Abtriebswelle für den Antrieb der Vorder- und Hinterräder, einem die Motorleistung zwischen den beiden Abtriebswellen teilenden mittleren Ausgleichsgetriebe und einem zwischen diesem und der Antriebswelle angeordneten Getriebe, dieses mit dem mittleren Ausgleichsgetriebe derart verkettet, daß eine Begrenzung des Ausgleichs zwischen den beiden Abtriebswel.len eintritt, der selbständig wirksam wird und die beiden Abtriebswellen gegeneinander sperrt, sobald eine der Abtriebswellen die andere um ein bestimmtes Maß überholen will.
  • Das Getriebe enthält einen Freilauf, dessen eine Hälfte zusammen mit dem Planetenradträger und dessen andere Hälfte zusammen mit dem einen Sonnenrad des mittleren Ausgleichsgetriebes angetrieben wird.
  • Außerdem kann noch zwischen jeder Abtriebswelle und dem von ihr getriebenen Paar der Bodenräder ein weiteres Ausgleichsgetriebe angeordnet sein.
  • Jedes der Bodenräder oder jede Abtriebswelle des vorderen und hinteren Ausgleichsgetriebes kann je eine eigene Bremse haben.
  • Die Erfindung bringt den bisher nicht bekannten Vorteil, daß kleine Drehzahlunterschiede zwischen den Bodenrädern, wie sie bei ungleichen Rollradien oder beim Kurvenfahren auftreten, mit gleichmäßig verteilten Antriebsmomenten sämtlicher Räder ermöglicht sind, wogegen große Drehzahlunterschiede durch Rutschen eines der Räder und Stillstand der übrigen Räder unmöglich gemacht werden.
  • An Hand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele beschrieben, die weitere erfinderische Einzelheiten zeigen.
  • Fig. 1 ist eine schematische zum Teil abgebrochene Seitenansicht eines Fahrzeuges mit Vierradantrieb und einem erfindungsgemäßen Triebwerk; die dem Betrachter zugewandten Vorder- und Hinterräder sind der Deutlichkeit wegen weggelassen; Fig. 2 ist ein entsprechender schematischer Schnitt; Fig. 3 und 4 zeigen die Freiläufe des Triebwerkes in Teilschnitten mit größerem Maßstab; Fig.5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des Triebwerkes im Längsschnitt; Fig. 6 ist ein Teilschnitt längs der Linie VI-VI der Fig. 5 Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des Triebwerkes schematisch von .der Seite, zum Teil im Schnitt.
  • Da sich die Erfindung in erster Linie mit der Übertragung des Motorantriebes auf alle vier Räder des Fahrzeuges- beschäftigt, werden die nicht an dieser Übertragung beteiligten Teile nur kurz beschrieben.
  • Wie Fig. 1 zeigt, besteht das Fahrgestell des Fahrzeuges aus dem mittleren Rohrbalken 1 mit den angetriebenen Halbachsen 2 für die Vordrer- und Hinterräder 3, die in irgendeiner Weise am Fahrgestell aufgehängt sind'. Der Rohrbalken 1 trägt an seinen über die vorderen Halbachsen 2 hinaus verlängerten Gabelenden 4A den Motor 4. An dem Motor ist der Getriebekasten 5 angebaut, der die Kupplung 5A und das Schaltgetriebe 5B enthält. Außerdem enthält er die Ausgangswelle 6 und das Ausgangszahnrad 7 des Schaltgetriebes.
  • Die Erfindung bezieht sich auf die Übertragung der Antriebskraft von dem Ausgangszahnrad 7 zu den vorderen und hinteren Bodenrädern 3. Im großen ganzen besteht das diesem Zweck dienende Triebwerk aus vorderen und hinteren frei arbeitenden Ausgleichsgetrieben 9 beliebiger Bauart und einem Mittelausgleichsgetriebe 10 mit begrenzter Ausgleichswirkung. Dieses Mittelausgleichsgetriebe, das im Getriebekasten 5 liegt, übernimmt die Antriebsleistung des Motors 4 von dem Ausgangszahnrad 7 und verteilt sie auf die vordere Abtriebswelle 11 und die hintere Abtriebswelle 12, die je eines der vorderen und hinteren Ausgleichsgetriebe 9 antreiben, Die Welle 12 hat ungefähr in ihrer Mitte ein Kardanagelenk 15. Die Ausgangsräder des vorderen und des hinteren Getriebes 9 oder die von diesen angetriebenen Wellen tragen innenliegende Bremsen 13. Diese Bremsen sind nur angedeutet und können beliebiger Art, z. B. Trommel-oder Scheibenbremsen sein. An die Ausgangswellen des vordere und hinteren Getriebes sind die vorderen und hinteren Halbachsen 2 mit Gelenken angeschlossen.
  • Nunmehr soll an Hand der Fig. 1 und 2 das Mittelausgleichsgetriebe 10 beschrieben werden..
  • Das vom Motor 4 über das Schaltgetriebe 5B angetriebene Ausgangszahnrad 7 greift in das Zahnrad 16 ein, das den Planetenradträger 17 treibt. Dieser trägt eine Anzahl Kegelplanetenräder 17A, die in die Sonnenräder 18F und 18R - eingreifen. Diese Sonnenräder tragen Zahnkränze 19F und 19R, die in die Zahnräder 20F bzw. 20R der gleichachsigen vorderen und hinteren Abtriebwellen 11 und 12 eingreifen. Diese Wellen tragen Kegelritzel 21F und 21R, die in die Tellerkegelräder 22F und 22R des vorderen bzw. hinteren Differentials 9 eingreifen. Die Untersetzung zwischen den Rädern 21F und 22F ist anders als die Untersetzung zwischen den Rädern 21R und 22R. Der Zweck dieses Unterschiedes wird später erklärt.
  • Weiter liegen in dem Getriebekasten 5 zwei Freiläufe 23 und 24, deren überholende Teile bei beiden in jeder Drehrichtung überholen können. Der erste Freilauf 23 liegt zwischen der vorderen Vortriebswelle 11 und der hinteren Vortriebswelle 12 und ist So angeordnet, daß er der Welle 11 gestattet; die Welle 12 zu überholen. Der zweite Freilauf 24 liegt zwischen einer Verlängerung des Planetenradträgers 17- und einem mit dem Zahnrad 19R verbundenen Teil und ist so angeordnet, daß er dem Zahnrad 19R gestattet, den Planetenradträger 17 zu überholen.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel sind die Untersetzungen zwischen den vorderen Kegelrädern 21F, 22" einerseits und den hinteren Kegelrädern 21R, 22R andererseits so gewählt, daß bei gleicher Drehzahl der vorderen und hinteren Bodenräder 3 und z: B. 100 Umläufen des Planetenradträgers 17 in der Zeiteinheit die hintere Vortriebswelle 12 nur 95 Umdrehungen macht, dagegen die vordere Vortriebswelle 11 gleichzeitig 105 Umdrehungen macht. Daher überholt durch die Wirkung des Freilaufes 23 normalerweise die vordere Welle 11 unbehindert die hintere Welle 12. Die Übersetzungsverhältnisse zwischen den Rädern 20F, 19F einerseits und 20R, 19R andererseits sind so gewählt, daß bei 106 Umdrehungen des Rades 19R das Rad 19F nur 94 Umdrehungen. macht. Daher läuft normalerweise das Zahnrad 19R schneller als der Planetenradträger 17, so daß im normalen Betrieb eine ständige Ausgleichswirkung eintritt, indem sich der Planetenradträger 17 gegenüber den Rädern 19F und 19R dreht. Dabei kann durch die Wirkung des Freilaufes 24 das Rad 19R den Planetenradträger 17 unbehindert überholen.
  • Durch diese Anordnung wird erreicht; daß beim Schlüpfen der Hinterräder 3 und gleichzeitigem Greifen der Vorderräder der Freilauf 23 das Mittelgetriebe sperrt und somit Vorder- und Hinterräder starr miteinander kuppelt; so daß ein weiteres Schlüpfen der Hinterräder und somit ein ungenügender Antrieb des Fahrzeuges verhindert wird. Wenn dagegen die Vorderräder schlüpfen, während die Hinterräder noch greifen, wird infolge des Bestrebens des Sonnenrades 18F, den Planetenradträger 17 zu überholen, durch Wirkung des Freilaufes 24 der Planetenradträger 17 mit den Rädern 19R, 18R starr gekuppelt, so daß die Ausgleichswirkung aufhört und ein weiteres Schlüpfen der Vorderräder verhindert wird.
  • Durch den Einbau des Mittelausgleichsgetriebes 10 ergibt sich demnach die Möglichkeit, die Leistungsverteilung zwischen Vorder- und Hinterrädern 3 zu ändern. Das heißt, daß wegen der Gleichheit des an die vordere Welle 11 und die hintere Welle 12 abgegebenen Drehmoments des normalerweise schneller laufende Sonnenrad 18R auch normalerweise eine größere Leistung aufnimmt und an die Hinterräder abgibt. Da jedoch normalerweise die Hinterräder dieselbe Drehzahl .haben wie die Vorderräder, ergibt die Ungleichheit der aufgenommenen Leistung einen Unterschied im Drehmoment an den Halbachsen 2 der Hinterräder im Vergleich zu denen der Vorderräder. Dieser Unterschied ist bei Fahrzeugen erwünscht, die hinten mehr belastet sind als vorn. Man kann auch die Anordnung umkehren, so daß die Halbachsen 2 der Vorderräder das größere Drehmoment erhalten.
  • Das Mittelausgleichsgetriebe 10 nach Fig. 1 und 2 ist für Dauerbetrieb bemessen; unter normalen Bedingungen drehen sich die Sonnenräder 18F und 18R dauernd gegenläufig.
  • Die Freiläufe 23 und 24 sind in Fig. 3 und 4 dargestellt, aber es empfiehlt sich, die Beschreibung dieser Freiläufe erst weiter unten zu geben.
  • Es ist zu beachten, daß eine ungleiche Verteilung der Leistung zwischen den Vortriebswellen 11 und 12 nicht notwendig damit verbunden ist, daß ein Getriebe dauernd seine Ausgleichswirkung ausübt wie das Getriebe nach Fig. 1 und 2. Dies erkennt man an dem Ausführungsbeispiel nach Fig.5, das nun beschrieben werden soll.
  • . Die Fig. 5 zeigt eine andere, jedoch bevorzugte Ausführungsform eines Mittelausgleichsgetriebes mit begrenzter Ausgleichswirkung. Zwischen der vom Motor getriebenen Welle 6 und der Mittellinie der vorderen und hinteren Abtriebsachsen 11 und 12 ist hier eine Vorgelegewelle 25 mit fest darauf sitzenden drei Zahnrädern 26, 27 und 28 angeordnet. Die Sonnenräder 29 des Ausgleichsgetriebes sitzen . auf den Wellen 11 und 12 fest. Die Planetenräder 30, von denen nur eins gezeichnet ist, laufen auf dem Querzapfen 31. Der als Planetenradträger dienende Käfig 32 besteht aus einem Stück. Zum Zusammenbau des Ausgleichsgetriebes ist der Käfig 32 mit der Öffnung 33 versehen. In Fig. 5 sind die Schnitte durch verschiedene Ebenen geführt, um die Öffnung 33 zu zeigen. Auf dem Käfig 32 sitzt der Zahnkranz 34, der durch eine Nutverbindung 35 den Querzapfen 31 festhält und gegen Drehung sichert. Der Zahnkranz 34 greift in das Rad 27 der Vörgelegewelle 25 und wird von diesem angetrieben. Somit wird dem Ausgleichsgetriebe die Leistung über die Räder 7 und 26, die Vorgelegewelle 25 und die Räder 27 und 34 zugeführt. Der Käfig 32 treibt die vordere und die hintere Welle 11 und 12 mit Ausgleichswirkung, die durch die im folgenden beschriebenen Vorrichtungen begrenzt ist.
  • Diese Vorrichtungen bestehen in zwei Freiläufen 36 und 37. Der erste Freilauf 36 liegt zwischen der vorderen Abtriebswelle 11 und der Vargelegewelle 25, der zweite Freilauf 37 zwischen der hinteren Abtriebswelle 12 und der Vorgelegewelle 25. Der überholende Teil des Freilaufes 36 wird von den Rädern 28, 38 angetrieben, der überholende Teil des Freilaufes 37 von den Rädern 26, 39. Die treibenden Teile der Frei-Läufe sitzen auf den Wellen 11 und 12.
  • Die beiden Freiläufe sind gleichartig gebaut. Deshalb genügt es, einen von ihnen zu beschreiben: Nach Fig. 5 und 6 besteht jeder Freilauf aus einem treibenden Teil 40, der auf dar Welle 11 oder 12 sitzt und bei dem Ausführungsbeispiel acht konzentrische Bogenstücke 41 abwechselnd mit acht ebenen Flächen 42 hat. Der überholende Teil besteht. in einer konzentrischen Innenfläche 43 in einer Vertiefung des Rades 38 oder 39. Zwischen dem treibenden Teil und dem überholenden Teil liegt ein frei bewegliches Zwischenglied, das aus acht Rollen 44 besteht, die zwischen Fingern 45 eines Käfigs 46 liegen. Dieser Käfig wird zum Nacheilen. veranlaßt, indem ein Bremsklotz 48 von der ihn tragenden Feder 49 in eine Ringnut 47 des Käfigs 46 gedrückt wird.
  • Beim Betrieb eines solchen Freilaufes veranlaßt eine Relativdrehung des treibenden Teiles 40 in jeder Richtung die ebenen Flächen 42 dazu, die Rollen 44 in ihrem Ringraum zu verschieben, bis sie sich festklemmen und als Kupplungsglieder gegen die Zylinderfläche 43 drücken, so daß der treibende Teil dann mit dem überholenden Teil fest gekuppelt ist. Andererseits kann. der überholende Teil in beiden Richtungen. überholen, weil die Zylinderfläche 43 nicht imstande ist, die Rallen 44 gegen die Bremswirkung. des Käfigs 46 zu verschieben.
  • Um noch einmal auf das erste Ausführungsbeispiel zurückzukommen: Die bei dem Mittelausgleichsgetriebe benutzten Freiläufe 23 und 24 gemäß Fig. 1 und 2 sind in Bauart und Arbeitsweise den soeben bei Fig. 5 und 6 beschriebenen ähnlich.
  • Nach Fig. 3 sitzt der überholende Teil 50 des Freilaufes 23 für die Wellen il und 12 fest auf der Welle 11. 51 sind die kuppelnden Rollen. Der Freilauf hat einen Zwischenring 52 mit einem Ansatz 53; an dessen Umfangsfläche die nicht gezeichnete Bremse angreift. Der treibende Teil 54 besteht aus einem Stück mit dem Rad 20R, das mit der hinteren Wella 12 gekuppelt ist. Dieser Teil 54 hat abwechselnde ebene und bogenförmige Flächen, wie bereits bei Fig. 6 beschrieben:.
  • In Fig. 4 ist der Freilauf 24 im wesentlichen ebenso gebaut wie bei Fig. 3 beschrieben. Der treibende Teil 56 sitzt fest auf einer Verlängerung 17B des Planetenradträgers 17. Der überholende Teil 57 wird von einer Vertiefung des Rades 19R gebildet, das aus einem Stück mit dem hinteren Sonnenrad 18R des Mittelausgleichsgetriebes besteht.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 liegt das Mittelausgleichsgetriebe 61 zwischen vorderer und hinterer Vortriebwelle 58 und 59, die über gewöhnliche freie Ausgleichsgetriebe die vorderen und hinteren Bodenräder antreiben. Die Untersetzung zwischen dem vorderen. Kegelrad 60 und dem zugehörigen Tellerrad ist geringer als die Untersetzung zwischen. den entsprechenden. hinteren Rädern., so daß normalerweise die vordere Welle 58 um etwa 2 oder 30/o schneller läuft als die hintere Welle 59.
  • Das Mittelausgleichsgetriebe 61 liegt gleichachsig zwischen den vorderen und hinteren Wellen 58, 59. Der Antrieb> vom Motor wird durch nicht gezeichnete Teile auf den Planetenträgerkäfig 62 übertragen. Die Sonnenräder 63 sind mit den Wellen 58 bzw. 59 verbunden.
  • Der erste Freilauf, der dazu dient, die Wirkung des Ausgleichsgetriebes zu begrenzen, und ein Versagen des Fahrzeugantriebes beim Schlüpfen eines Hinterrades zu verhüten,, besteht aus einem überholenden Teil 64 und einem treibenden Teil 65, die mit dem vorderen bzw. hinteren der Sonnenräder 63 verbunden sind. Dieser Freilauf kann in beiden Richtungen als Kupplung wirken wie die vorher beschriebenen Freiläufe.
  • Der zweite Freilauf dient zum Begrenzen der Ausgleichswirkung in entgegengesetztem Sinne und verhindert ein Versagen des Fahrzeugantriebes beim Schlüpfen eines Vorderrades. Die Bauart ist ähnlich den beschriebenem. Jedoch wird der treibende Teil 66 durch Zahnräder 67, 68 mit Übersetzung ins Langsame von der vorderen Welle 58 angetrieben, wogegen der überholende Teil 69 durch Zahnräder 70, 71 mit Übersetzung ins Schnelle von der hinteren Welle 59 getrieben wird. An: jeder der Halbachsen der Vorder-und Hinterräder sind Bremsen 72, vorzugsweise Innenbremsen., angebracht.
  • Eine allgemeine Betrachtung der an Hand der Zeichnungen beschriebenen. Ausführungen zeigt, daß der Anteil, um den die Hinterräder schneller als die Vorderräder laufen können, verhältnismäßig gering ist, aber je nach den Erfordernissen verschieden groß gewählt sein kann, da er hauptsächlich die gewöhnlich größere Belastung und folglich weitere Zusammendrückung der hinteren Luftreifen ausgleichen soll. Diese Zusammendrückung erhöht das Untersetzungsverhältnis zwischen Motor und Hinterrädern und bewirkt, daß die Drehzahl der Hinterräder größer wird als die der Vorderräder. Daher muß der überholende Teil des dafür bestimmten Freilaufes mit solcher Übersetzung betrieben. werden, daß er genügend Überholfreiheit hat, um bei derartiger Reifenzusammendrückung noch keine selbsttätig sperrende Kupplung hervorzurufen. Andernfalls würden die Reifen auf der Straße radieren. Es ist aber andererseits unerwünscht, einen zu großen Überholspielraum zu haben., weil sonst das Verteilergetriebe dauernd zu viel arbeiten müßte. Denn wegen der Ungleichheit der Übersetzung der Getrieberäder vorn und hintern (wie bei Fig. 2 beschrieben) und der daraus folgenden Ungleichheit der Drehzahlen an der vorderen und hinteren Welle 11 und 12 arbeitet das Mittelausgleichsgetriebe fortwährend, indem sich seine Planetenräder und deren Träger drehen.
  • Andererseits muß das Überholverhältnis an. dem Freilauf, der ein Schlüpfen der Vorderräder verhindern soll, größer sein, damit eine Lenkung möglich ist. Deshalb muß der an, die Hinterräder angeschlossene überholende Teil mit solcher Übersetzung betrieben werden., daß der an die Vorderräder angeschlossene treibende Teil nicht imstande ist, eine zur Sperrwirkung führende Relativdrehzahl zu erreichen, solange die Vorderräder nur um so viel schneller als die Hinterräder laufen, wie zum Kurvenfahren nötig ist.
  • Bei der Anordnung nach Fig. 2 sind, wie bereits gesagt, die Übersetzungen an den vorderen und hinteren Differentialrädern so gewählt, daß die Welle 11 und der überholende Teil des Freilaufes 23 in der Zeiteinheit 105 Umdrehungen machen, während die hintere Welle 12 mit denn dazugehörigen treibenden. Teil nur 95 Umdrehungen macht. Bei dem Freilauf 24 ist eine größere Überholfreiheit zugelassen, indem der überholende Teil mit dem Rad 19R in der Zeiteinheit 106 Umdrehungen machen kann., während der treibende Teil mit dem Planetenradträger 17 nur 100 Umdrehungen macht. Daraus ergibt sich, daß die vordere Welle 11 bis auf etwa 120 Umdrehungen, beschleunigt werden. muß, damit der Planetenradträger 17 eine Drehzahl von 106 erreicht und das Differential sperrt.
  • Bei der Anordnung nach. Fig. 7 ist die: Übersetzung der vorderen Welle 58 und. des überholenden Teiles 64 so bemessen, daß diese um etwa: 2 oder 3 0/o schneller laufen dürfen als die hintere Welle 59 mit dem treibenden Teil 65. Dagegen ist bei dem überholenden Teil 69 des anderen Freilaufes die Übersetzung so, daß er ungefähr 200/o schneller laufen darf als der treibende Teil 66.
  • Bei der Anordnung nach Fig. 5 sind die Übersetzungen so, daß die hintere Welle 12 um 2,70/o schneller als die vordere Welle 11 laufen muß, bevor sie mit dieser starr gekuppelt wird. Dagegen muß die vordere. Welle 11 um 14,580/o schneller als die hintere Welle 12 laufen, bevor sie gegen diese gesperrt wird.
  • Es ergibt sich aus der Anordnung nach Fig. 5, daß die Wellen 11 und 12 gleich schnell laufen, wenn die mittleren Rollradien bei Vorder- und Hinterreifen gleich sind. Dabei arbeitet das Verteilergetriebe nicht, und die Leistung verteilt sich gleichmäßig auf die Vorderräder und die Hinterräder. Die Drehzahlunterschiede für die Freiläufe. werden. durch die verschiedenen Übersetzungsverhältnisse zwischen den drei Vorgelegerädern 26, 27, 28 und den in sie eingreifenden Rädern 39, 34, 38 erreicht. Das Rad 27 ist das kleinste, so daß es - bei nicht wirkendem Verteilergetriebe -die Wellen 11 und 12 und die treibenden Teile beider Freiläufe langsamer antreibt als die überholenden Teile 39; 38. Das Rad 26 ist kleiner als das Rad 28, um die obengenannten verschieden: großen Überholfreiheiten zu erreichen. Wenn bei dieser Anordnung z: B. die Hinterräder zu schlüpfen suchen, während die Vorderräder mit unveränderter Drehzahl greifen, wird der Käfig 32 beschleunigt. Der Käfig braucht nur um 1,350/ö schneller zu laufen., d. h. um die Hälfte des zwischen. Vorderwelle und Hinterwelle zugelassenen Unterschiedes, um die Sperrwirkung einzuleiten. Dieselbe Wirkung ergibt sich beim Schlüpfen der Vorderräder, nur mit dem Unterschied, daß der Käfig 32 mehr beschleunigt werden muß.
  • Wie schon festgestellt, wird die Anordnung na :h Fig. 5 vor den anderen Anordnungen bevorzugt. Spie ist baulich einfacher und hat die Eigenschaft, ein erliebliches dauerndes Arbeiten des Verteilergetriebes zu vermeiden. Trotzdem kann sie für eine solche Ausgleichswirkung ausgeführt werden:, wenn man eine ungleiche Leistungsverteilung durch ungleiche Übersetzung am vorderen und hinteren Ausgleichsgetriebe wünscht.
  • Außer dem Vorteil, daß die Gefahr der Fahrzeugblockierung durch Radschlupf bei dennoch gewisser Ausgleichsfreiheit in vorgeschriebenen Grenzen vermieden wird, bieten die beschriebenen Anordnungen auch Vorteile beim Bremsen, nämlich dann, wenn ein Rad durch die Brense blockiert wird und rutscht.
  • Die vorher beschriebenen unabhängigen Bremsen, z. B. die Bremsen 13 nach Fig. 2, ergeben in Verbindung mit dem Vierradantrieb und dem zweiseitigen begrenzt freien Mittelgetriebe Vorteile gegenüber den gewöhnlichen unabhängigen Bremsen an Bodenrädern eines Fahrzeuges mit gewöhnlichem Zweirad-Hinterantrieb. Denn nimmt man an, daß das linke Vorderrad blockiert wird und rutscht, während das rechte Vorderrad weiter völlig greift, so setzt das vordere Ausgleichsgetriebe die Drehzahl der Vorderwelle auf die Hälfte herab. Aber dazu kommt es nicht, weil der Hinterradantrieb durch den dazu bestimmten Freilauf fest gekuppelt wird und dann die Vorderwelle treibt. Infolgedessen wird bei weiter völligem Greifen der Hinterräder das rutschende. Rad dennoch mit einem Drehzahlanteil laufen, der um den doppelten Betrag der zwischen hinterer und, vorderer Welle, zugelassenen Überholung kleiner als die normale Drehzahl ist, d. h. bei der Anordnung nach Fig. 5 um 5,40/o. Dadurch wird ein völliges Rutschen des linken Vorderrades vermieden, und alle vier Räder bleiben in Tätigkeit, so daß das Anziehen der linken Vorderbremse nicht vergeblich. ist, wie es in solchem Fall bei einem Fahrzeug mit gewöhnlichem Zweirad-Hinterantrieb gewesen wäre. Falls ein Hinterrad zum Rutschen neigt, sperrt der andere Freilauf, und die Vorderräder sind bestrebt, das rutschende Hinterrad mit einem angemessenen Teil seiner vollen Drehzahl anzutreiben, dessen Größe von der Überholfreiheit des Getriebes abhängt. Bei der Anordnung nach Fig. 5 z. B. würde das rutschende Hinterrad um 29,150/o langsamer laufen als bei normaler Drehzahl. Somit steht fest, daß alle vier Bremsen wirksam bleiben, wenn irgendein Rad zum Rutschen neigt. Dasselbe gilt auch, wenn beide Vorderräder oder beide Hinterräder zum Rutschen. neigen.
  • Die geschilderten Bremsvorteile können aber selbstverständlich auch mit anderen Bremssystemen erreicht werden, z. B. mit einer Bremse an, der Eingangswelle. des Mittelgetriebes, oder mit einer Bremse an der vorderen oder hinteren Abtriebswelle oder an beiden Wellen, oder mit irgendeiner geeigneten. Vereinigung von Bremsen. Man, kann z. B. eine Bremse an der hinteren Abtriebswelle und zwei unabhängige Bremsen an den Vorderrädern anordnen.
  • Bei den beschriebenen Anordnungen wurden das vordere und das hintere Zwischenradgetriebe als gewöhnliche freie Ausgleichsgetriebe angenommen. Man kann aber beide oder eines von ihnen durch ein abgeändertes Verteilergetriebe ersetzen., z. B. ein Getriebe mit Drehmomentverschiebung oder Getriebe, das ähnlich wirkt wie eines der oben beschriebenen Mittelausgleichsgetriebe.

Claims (9)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verteilergetriebe für Kraftfahrzeuge mit Allradantrieb, bestehend aus einer Antriebswelle, je einer Abtriebswelle für den Antrieb der Vorder-und Hinterräder, einem die Motorleistung zwischen den beiden Abtriebswellen teilenden mittleren Ausgleichsgetriebe und einem zwischen diesem und der Antriebswelle angeordneten Getriebe, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe mit dem mittleren Ausgleichsgetriebe derart verkettet ist, daß eine Begrenzung des Ausgleichs zwischen den beiden Abtriebswellen eintritt, der selbständig wirksam wird und die beiden Abtriebswellen gegeneinander sperrt, sobald eine der Abtriebswellen die andere um ein bestimmtes Maß überholen. will.
  2. 2. Verteilergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe einen Freilauf (24 bzw. 38 bzw. 66) enthält, dessen eine Hälfte zusammen mit dem Planetenradträger (17 bzw. 32 bzw. 62) und dessen andere Hälfte zusammen mit dem einen Sonnenrad (18R bzw. 29 bzw. 63) des mittleren Ausgleichsgetriebes angetrieben wird.
  3. 3. Verteilergetriebe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß außerdern noch, zwischen jeder Abtriebswelle (11, 12 bzw. 58, 59) und dem von ihr getriebenen Paar der Bodenräder (3) ein weiteres Ausgleichsgetriebe (9) angeordnet ist.
  4. 4. Verteilergetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch je eine eigene Bremse (13) an jedem der Bodenräder oder an jeder Abtriebswelle (2) des vorderen und hinteren Ausgleichsgetriebes.
  5. 5. Verteilergetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrung des mittleren Ausgleichsgetriebes von zwei Freiläufen. (23, 24 und 36, 37) abgeleitet wird, die die Abtriebswellen miteinander kuppeln, indem jede dieser Wellen mit dem treibenden Teil (52) des einen Freilaufes und mit dem überholenden Teil (50) des anderen Freilaufes in Verbindung steht.
  6. 6. Verteilergetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei beiden Freiläufen (23, 24) der überholende Teil (50) den. treibenden Teil in beiden Richtungen überholen kann, daß aber jeder Freilauf durch eine in beiden Richtungen wirkende Kupplung gegen den treibenden Teil gesperrt wird, wenn ihn der treibende Teil in einer der Drehrichtungen zu überholen sucht.
  7. 7. Verteilergetriebe nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Freilauf (24), der das Schlüpfen der Vorderräder zu verhüten hat, mit einer solchen Übersetzung angetrieben ist, daß er einen größeren Überholspielraum hat als der andere Freilauf (23). B.
  8. Verteilergetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswelle des Motors (4) über das eine Ausgleichsgetriebe hinweg in ein Wechselgetriebe (5B) geführt ist, dessen Ausgangswelle (6) über den die Ausgangswelle des mittleren Ausgleichsgetriebes bildenden Abtriebswellen (11, 12) liegt, wobei das mittlere Ausgleichsgetriebe mit einem Freilauf (24) zwischen der Ausgangswelle des Wechselgetriebes und der Achse der Abtriebswellen liegt, wogegen der zweite Freilauf (23) mit den Abtriebswellen gleichachsig liegt (Fig. 1).
  9. 9. Verteilergetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das mittlere Ausgleichsgetriebe mit dem einen Freilauf (65) mit den Abtriebswellen (58, 59) gleichachsig angeordnet ist und der überholende Teil (64) des Freilaufes mit der vorderen Abtriebswelle (58) in. Verbindung steht, wogegen sein treibender Teil (65) mit der hinteren Abtriebswelle (59) verbunden ist, wobei das Übersetzungsverhältnis zwischen den Abtriebswellen und den mittleren Ausgleichsgetriebe so gewählt ist, daß der genannte erste Freilauf (64, 65) normalerweise überholend läuft und die mit seinem überholenden Teil (64) gekuppelte Abtriebswelle (58) den größeren Leistungsanteil erhält, wogegen der zweite Freilauf (66, 69) oberhalb des mittleren Ausgleichsgetriebes liegt und an seinem treibenden und seinem überholenden Teil durch Zahnräder (67, 68 bzw. 70, 71) mit je einer der Abtriebswellen gekuppelt ist (Fig. 7). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldungen V 1184 II/20b, D 1582 11/63 c; schweizerische Patentschrift Nr. 39 681.
DEF12057A 1952-06-09 1953-06-08 Verteilergetriebe fuer Kraftfahrzeuge mit Allradantrieb Pending DE1008588B (de)

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GB1008588X 1952-06-09

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2413288A1 (de) * 1974-03-20 1975-10-02 Daimler Benz Ag Antriebs- und bremsanordnung fuer allradgetriebene kraftfahrzeuge
US4704920A (en) * 1985-04-19 1987-11-10 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Power transmission device of four wheel drive vehicle

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH39681A (de) * 1907-03-04 1908-04-16 Daimler Motoren Einrichtung an Automobilen zum Antrieb der Vorder- und Hinterräder

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