DE3717903A1 - Bremsmechanismus fuer das eine viskose-kupplung beschaltende zusatzgetriebe eines kraftfahrzeugs mit allradantrieb - Google Patents
Bremsmechanismus fuer das eine viskose-kupplung beschaltende zusatzgetriebe eines kraftfahrzeugs mit allradantriebInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug mit Allradan
trieb, bei dem die Räder nur einer Achse ständig angetrieben
sind, während der Antrieb für die Räder der zweiten Achse
mittels einer im Antriebsstrang zwischen den Achsen liegenden,
in Abhängigkeit von den Fahrbedingungen selbsttätig wirkenden
Kupplung, insbesondere einer Viskose-Kupplung, herstellbar
ist, in welchem Antriebsstrang eine die drehmomentenmäßige
Kopplung und Entkopplung des Antriebs ermöglichende Zusatz
kupplung in Gestalt eines zwischen den Achsen vorgesehenen
Umlaufrädergetriebes, insbesondere eines Planetengetriebes,
liegt, auf das ein mittels eines hydraulischen Arbeitszylinders
betätigbarer Bremsmechanismus zum Sperren eines Getriebeele
ments wirkt, nach Patentanmeldung P 36 11 093.0 .
Eine Viskose-Kupplung überträgt bei geringen Drehzahldiffe
renzen der gekuppelten Wellen nur sehr kleine Drehmomente,
und bei größeren Drehzahldifferenzen hohe Drehmomente. Je
nach Einbauort im Antriebsstrang kann die Viskose-Kupplung
daher als in Abhängigkeit von den Fahrbedingungen selbsttätig
sperrendes Mittendifferential oder kombiniertes Mittendifferen
tial und Achsdifferential arbeiten. Im normalen Fahrbetrieb des
Kraftfahrzeugs treten nur geringe Drehzahldifferenzen zwischen
den Rädern der beiden Achsen auf. Die Viskose-Kupplung über
trägt ein entsprechend geringes Antriebsdrehmoment, und man
hat ein Fahrverhalten, das im wesentlichen dem eines Kraftfahrzeuges
mit nur einer angetriebenen Achse entspricht. Ergeben sich
aber beispielsweise bei geringen Reibwerten, wie sie auf nas
sen, eis- oder schneeglatten oder sandigen Straßen vorzufinden
sind, größere Drehzahldifferenzen zwischen den Rädern, so
"sperrt" die Viskose-Kupplung, und man hat je nach Einbauart
der Viskose-Kupplung das Fahrverhalten eines allradgetriebenen
Fahrzeugs mit gesperrtem Mittendifferential bzw. gesperrtem
Mittendifferential und gesperrtem Achsdifferential. Mit der
Viskose-Kupplung wird also ein permanent in Bereitschaftsstel
lung befindlicher Allradantrieb realisiert.
Die mit der Viskose-Kupplung bewirkte drehzahldifferenzab
hängige Kopplung zwischen den Achsen des Kraftfahzeugs
ist nun nicht immer erwünscht. Blockieren beispielsweise
bei einer Betätigung der Betriebsbremse die Vorderräder,
so werden über die Viskose-Kupplung zwangsweise auch die
Hinterräder überbremst, was zu einem Verlust der Fahrstabi
lität führt. Ein etwa vorgesehenes Antiblockiersystem muß
den Besonderheiten des Allradantriebs mit Viskose-Kupplung
Rechnung tragen, was einen hohen konstruktiven Aufwand mit
sich bringt. Im Schubbetrieb des Motors bei Geradeausfahrt
treibt die Hinterachse über die Viskose-Kupplung den Motor
an. Dabei verlieren die Hinterräder auf glattem Untergrund
an Seitenführungskraft, und das Fahrzeug kann ausbrechen.
Im Schubbetrieb bei enger Kurvenfahrt treibt umgekehrt die
Vorderachse über die Viskose-Kupplung die Hinterachse an.
Daraus resultiert ein Verlust an Seitenführungskraft, auf
grund dessen das Fahrzeug nach außen schiebt. Ein allrad
getriebenes Fahrzeug mit Viskose-Kupplung läßt sich nicht
wie üblich mit angehobener Vorderachse auf einer Abschlepp
brille abschleppen, da dies Drehzahldifferenzen in der Vis
kose-Kupplung zur Folge hat, die zum Hump und zur Zerstö
rung führen. Beim Rangieren des Fahrzeugs insbesondere zum
Ausparken kann es bei winterlichen Temperaturen zu einem
Haftschluß in der Viskose-Kupplung kommen. Daraus resultiert
ein erheblich vergrößerter Lenkkraftaufwand, der die Bedie
nung des Fahrzeugs höchst unbequem macht. Bei Rollenprüf
standsmessungen beispielsweise für Leistungs- und Emissions
tests braucht man für allradgetriebene Fahrzeuge mit
Viskose-Kupplung einen Zweiachs-Rollenprüfstand, der viel
aufwendiger ist als ein Einachs-Rollenprüfstand und in den
Werkstätten vielfach noch nicht zur Verfügung steht. Eben
so muß bei einem dynamischen Auswuchten der Räder das ganze
Fahrzeug vom Boden abgehoben werden, und nicht nur die Rä
der an jeweils einer auszuwuchtenden Achse, was einen er
heblichen Mehraufwand bedingt. Nach alledem gibt es sowohl
im Fahrbetrieb, als auch bei der Wartung eines allradge
triebenen Fahrzeugs mit Viskose-Kupplung genug Situationen,
in denen man auf die drehmomentenmäßige Kopplung der Achsen
über die Viskose-Kupplung lieber verzichten würde.
In der Patentanmeldung P 36 11 093.0 wurde bereitsvorgeschla
gen zusammen mit der Viskose-Kupplung eine die drehmomenten
mäßige Kopplung und Entkopplung des Antriebs ermöglichende,
steuerbare Zusatzkupplung in den Antriebsstrang eines Kraft
fahrzeugs zu legen. Als Zusatzkupplung dient ein zwischen
den Achsen vorgesehenes Umlaufrädergetriebe, insbesondere
ein Planetengetriebe, auf das zum Sperren eines Getriebeele
ments ein Bremsmechanismus wirkt. Letzterer enthält ein Brems
band, das das drehbar gelagerte Hohlrad des Planetengetriebes
umschlingt und sich mittels eines hydraulischen Arbeitszylin
ders spannen läßt, um das Hohlrad festzubremsen. Die vorlie
gende Erfindung betrifft eine Alternative zu diesem an sich
bewährten Bremsmechanismus ist aber auch bei einer solchen
Anordnung anwendbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen konstruktiv unaufwendigen,
kompakten und anschlußtechnisch günstigen, einen einfachen
Aufbau des Hydraulikkreises ermöglichenden Bremsmechanismus
für das eine Viskosekupplung beschaltende Zusatzgetriebe eines
Kraftfahrzeugs mit Allradantrieb anzugeben.
Diese Aufgabe wird in einem Kraftfahrzeug mit Allradantrieb
der genannten Art dadurch gelöst, daß der Arbeitszylinder mit
einem auf das sperrende Getriebeelement einwirkenden Bremskolben
und eine den Arbeitsraum des Arbeitszylinders mit Getriebeöl
beaufschlagende Pumpe sowie der Getriebeölraum und ein in dem
Hydraulikkreis liegendes Steuerventil mit einer die Viskose-
Kupplung und das Umlaufrädergetriebe enthaltenden Verteilerge
triebeeinheit baulich vereinigt sind.
Durch die Erfindung wird der Arbeitszylinder mit Bremskolben
und der zugehörige Hydraulikkreis in das Getriebegehäuse der
Zusatzkupplung bzw. der aus Zusatzkupplung und Viskose-Kupplung
bestehenden Verteilergetriebeeinheit integriert. Damit erreicht
man einen höchst kompakten Aufbau. Die Zahl der Baueinheiten
wird verringert, und der Montageaufwand herabgesetzt. Dank der
Speisung des Arbeitszylinders mit Getriebeöl kommt man mit einem
einzigen Flüssigkeitssystem in der Getriebeeinheit aus. Die
hydraulische Anschlußführung und Beschaltung ist entsprechend
einfach. Vorteilhaft ist weiter, daß auf der Pumpenseite nur
ein relativ niedriges Druckniveau erforderlich ist.
Bei der Pumpe kann es sich um eine Hubkolbenpumpe handeln.
Diese Bauform zeichnet sich durch einen robusten und wenig
störanfälligen Aufbau aus. Die Pumpe kann von der Hauptan
triebsachse des Kraftfahrzeugs angetrieben sein, und zwar
vorzugsweise über ein Exzentergetriebe.
Zwischen die Pumpe und den Arbeitszylinder ist vorzugsweise
ein Druckfederspeicher eingeschaltet, der ebenfalls mit der
Verteilergetriebeeinheit baulich vereinigt sein kann. Der Druck
federspeicher puffert in vorteilhafter Weise Druckschwankungen,
und er stellt sicher, daß stets der erforderliche Betriebsdruck
für den Bremsmechanismus zur Verfügung steht.
Der Arbeitszylinder des Bremsmechanismus kann einfachwirkend,
und der Bremskolben durch ein Federelement, insbesondere ein
Federlamellenpaket, von dem zu sperrenden Getriebeelement abge
stellt sein. Diese Anordnung zeichnet sich durch eine einfache
Anschlußführung und Beschaltung des Arbeitszylinders aus.
Der Bremskolben kann als Ringkolben ausgebildet sein, der
auf ein drehbar gelagertes Hohlrad des Planetengetriebes ar
beitet und dieses festzubremsen geeignet ist. Man paßt sich
so mit großer wirksamer Bremsfläche der Geometrie des Plane
tengetriebes optimal an und erreicht einen sehr kompakten
Aufbau. Der Antrieb des Planetengetriebes kann über den Pla
netenträger, und der Abtrieb über das Sonnenrad erfolgen.
Das Hohlrad kann im normalen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs
festgebremst sein. Die drehmomentmäßige Kopplung der Achsen
über die Viskose-Kupplung ist dann wirksam, und der Allradan
trieb in ständiger Bereitschaftsstellung. Mittels einer ge
eigneten Steuereinheit sollte hingegen das Hohlrad durch Druck
entlastung des Arbeitszylinders und Lösen des Bremskolbens
freigegeben, und die drehmomentmäßige Kopplung der Achsen
aufgehoben werden, wenn bestimmte Fahr- oder Testbedingungen
vorliegen. Dazu gehört jede Betätigung der Betriebsbremse,
damit nicht bei einem Überbremsen der Räder an der
Vorderachse, die üblicherweise stärker zur Haftwert
ausnutzung beim Bremsen herangezogen werden, zwangsweise
auch die Räder der Hinterachse blockieren. Die Entkopp
lung der Achsen beim Bremsen hat außerdem den Vorteil, daß
das Fahrzeug mit einem Antiblockiersystem ausgerüstet werden
kann, wie es für einachsig angetriebene Fahrzeuge üblich
ist. Es entfällt also der Bauaufwand für ein besonderes,
mit einem Vierradantrieb kompatibles Antiblockiersystem.
Die Steuereinheit sollte auch im Schubbetrieb des Motors
ansprechen und das Hohlrad freigeben, um so die Fahrstabili
tät zu verbessern. Beim Abschleppen des Fahrzeugs ist eben
falls ein möglichst automatisches Freigeben des Hohlrads
erwünscht, damit schädliche Drehzahldifferenzen in der Vis
kosekupplung vermieden werden. Genauso sollte die Steuerein
heit im Fall niedriger Umgebungstemperaturen beim Rangie
ren ansprechen um im Fall eines möglicherweise vorliegenden
Haftschlusses in der Viskose-Kupplung den Lenkkraftaufwand
gering zu halten. Und schließlich sollte für Wartungsar
beiten zumindest eine Werkstatt die Möglichkeit haben, die
Steuereinheit zu aktivieren und das Hohlrad freizugeben,
damit das Fahrzeug beispielsweise für Leistungs- und Emis
sionsmessungen auf einem Einachs-Rollenprüfstand getestet
werden kann und beim dynamischen Auswuchten der Räder nur
im Bereich einer Achse angehoben werden muß.
Die Steuereinheit kann als Eingangsgrößen insbesondere ein
die Stellung von Bremspedal und Fahrpedal sowie ein den
Einschaltzustand der Zündung charakterisierendes Signal
erhalten. Weitere mögliche Eingangsgrößen für die Steuerein
heit sind das Signal eines Lenkwinkelgebers und das Signal
eines Temperaturfühlers an der Viskose-Kupplung sowie gege
benenfalls ein die Motordrehzahl charakterisierendes Sig
nal und das Signal eines Zeitgebers. Die Steuereinheit er
mittelt aus diesen Eingangsgrößen ein die Bremse für das
Hohlrad aktivierendes Ausgangssignal.
In einer alternativen Betriebsform der Erfindung ist das
Hohlrad des Planetengetriebes im normalen Fahrbetrieb frei
gegeben. Der Allradantrieb ist dann per se nicht in der
sonst durch die Viskose-Kupplung gewährleisteten ständigen
Bereitschaftsstellung, sondern er wird durch Abbremsen des
Hohlrads zugeschaltet. Damit geht der Vorteil einer geringen
Getriebeverlustleistung einher während im übrigen alle Nut
zungsmöglichkeiten einer Viskose-Kupplung weiter bestehen;
insbesondere bildet die Viskose-Kupplung ein konstruktiv
vergleichsweise unaufwendiges Mittendifferential bzw. kombi
niertes Mittendifferntial und Achsdifferential. Das Fest
bremsen des Hohlrads kann durch einen Bedienungseingriff
oder automatisch erfolgen, wobei man in letzterer Variante
vorzugsweise die Drehzahl von Vorderachse und Hinterachse
erfaßt und bei Überschreiten einer bestimmten Drehzahldifferenz
den auf das Hohlrad arbeitenden Bremskolben wirksam werden
läßt. Zur Drehzahlerfassung können beispielsweise die ent
sprechenden Sensoren eines Antiblockiersystems dienen. Im
prompten Einsetzen des Vierradantriebs steht die beschrie
bene Getriebeanordnung der einer Viskose-Kupplung allein
nicht merklich nach.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug kann einen vorzugsweise
quer eingebauten Frontmotor haben. Seine Hauptantriebsachse
ist vorzugsweise die Vorderachse, während die Viskose-Kupp
lung und das die Funktion einer Zusatzkupplung erfüllende
Planetengetriebe in einem Antriebsstrang zur Hinterache
liegen. Das Planetengetriebe kann dabei hinter dem Vorder
achsdifferential und vorzugsweise unmittelbar vor der Vis
kose-Kupplung angeordnet sein. Doch sind auch andere Einbau
positionen für das Planetengetriebe denkbar, beispielsweise
am Ende einer Kardanwelle vor dem Hinterachsdifferential.
Schließlich kann das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug aber
auch einen Standardantrieb mit einem Frontmotor und einer
die Hauptantriebsachse bildenden Hinterachse haben. Man
zweigt dann von dem zur Hinterachse führenden Antriebsstrang
über das zugleich die Funktion einer Zusatzkupplung erfül
lende Planetengetriebe und die Viskose-Kupplung einen An
triebsstrang an die Vorderachse ab.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Zeich
nungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Teilweise schematisch zeigen:
Fig. 1 das im Bereich des Vorderachsdifferentials ange
ordnete Verteilergetriebe eines allradgetriebenen
Kraftfahrzeugs mit Frontmotor, ausgelegt als Plane
tengetriebe mit einem durch einen hydraulisch betä
tigten Bremskolben festbremsbaren Hohlrad;
Fig. 2 einen Hydraulikkreis zur Betätigung des Bremskol
bens; und
Fig. 3 eine Steuereinheit, mit der das Anlegen und Lösen
des Bremskolbens gesteuert wird.
Fig. 1 zeigt die im Bereich des Vorderachsdifferentials
liegende Getriebeanordnung eines Kraftfahrzeugs mit quer
eingebautem Frontmotor. Das Antriebsdrehmoment des Motors
wird über ein übliches Schaltgetriebe übertragen, dessen
Ausgangsrad 10 eine Außenverzahnung aufweist und mit ei
nem starr an dem Differentialgehäuse 12 des Vorderachsdif
ferentials angeordneten Zahnrad 14 kämmt. Ein Teil des An
triebsdrehmoments wird so über das Vorderachsdifferential
auf die Vorderachswellen 16 und die daran sitzenden Vorder
räder des Kraftfahrzeugs übertragen. Das Differentialge
häuse 12 ist drehfest mit einer Hohlwelle 18 verbunden,
auf der in starrer Anordnung ein Tellerrad 20 sitzt. Letzte
res steht mit einem Kegelrad 22 im Eingriff, das einen Pla
netenradträger bildet. Eines der Planetenräder ist bei 24
dargestellt. Die Planetenräder 24 stehen radial außen mit
einem Hohlrad 26 und radial innen mit einem Sonnenrad 28
im Eingriff. Mit dem Sonnenrad 28 ist in starrer Anordnung
ein Wellenstummel 30 verbunden, der in das Gehäuse einer
Viskose-Kupplung 32 ragt und einen antriebsseitigen Lamellen
satz 34 trägt. Dieser arbeitet mit einem abtriebsseitigen
Lamellensatz 36 an einer zur Hinterachse führenden Gelenk
welle 38 zusammen. Das Hohlrad 26 des Planetengetriebes
ist in einem fest mit der Fahrzeugkarosserie verbundenen
Getriebegehäuse 40 gelagert. Es wird von einem Bremskolben
42 beaufschlagt und kann durch dessen hydraulische Betätigung
festgebremst werden.
Der Bremskolben 42 ist ein auf gleicher Achse mit dem Hohlrad
26 angeordneter Ringkolben, der stirnseitig vor einem ra
dial nach innen gezogenen Flansch 52 des Hohlrads 26 zu lie
gen kommt. Zwischen Flansch 52 und Bremskolben 42 ist ein
ringförmiges Federlamellenpaket 54 mit am Hohlrad 26 und am
Gehäuse befestigten Lamellen eingeschaltet, durch das der Brems
kolben 42 von dem Hohlrad 26 abgestellt wird. Auf der dem Hohl
rad 26 abgewandten Seite des Bremskolbens 42 befindet sich ein
Arbeitsraum 56 mit einem hydraulischen Anschluß 58. Bei druck
entlastetem Arbeitsraum 56 ist der Bremskolben 42 gelöst und
das Hohlrad 26 freigegeben. Bei Druckbeaufschlagung des Arbeits
raums 56 wird der Bremskolben 42 angelegt und das Hohlrad 26
festgebremst.
Über den Antriebsstrang zur Hinterachse, in dem die Vis
kose-Kupplung 32 liegt, wird bei festgebremstem Hohlrad 26
ein permanent in Bereitschaftsstellung befindlicher All
radantrieb geschaffen. Bei geringen Drehzahldifferenzen
zwischen Vorder- und Hinterachse, wie sie im normalen
Fahrbetrieb vorliegen, überträgt die Viskose-Kupplung 32 nur
ein geringes Drehmoment, so daß man im wesentlichen das
Fahrverhalten eines Kraftfahrzeugs mit Frontmotor und Vor
derradantrieb erhält. Ergeben sich aber größere Drehzahl
differenzen zwischen den Rädern an Vorder- und Hinter
achse, wie dies beispielsweise bei Schlupf eines oder meh
rerer der Räder auf glattem Untergrund der Fall ist, so
"sperrt" die Viskose-Kupplung, und man hat das Fahrverhal
ten eines Kraftfahrzeugs mit Allradantrieb und gesperrtem
Mittendifferential.
Bei gelöstem Bremskolben 42 läuft das Hohlrad 26 frei. Dreh
zahldifferenzen zwischen den Rädern der Vorder- und Hin
terachse können dann in dem Planetengetriebe mit sehr ge
ringen Reibungsverlusten ausgeglichen werden, ohne daß sich
etwas am Gleichlauf der antriebs- und abtriebsseitigen La
mellensätze 34, 36 der Viskosekupplung 32 ändert. Die Vis
kose-Kupplung 32 überträgt also kein oder nur ein minimales
Drehmoment, und Vorder- und Hinterachse bleiben drehmomen
tenmäßig auch unter Bedingungen entkoppelt, unter denen
bei festem Hohlrad 26 die Viskose-Kupplung 32 sperren würde.
Durch Lösen des Bremskolbens 42 wird also der Allradantrieb
praktisch außer Funktion gesetzt, und man erhält das Betriebs
verhalten eines Fahrzeugs mit reinem Vorderradantrieb.
Ein Hydraulikkreis zur Ansteuerung des Bremskolbens 42 ist
schematisch in Fig. 2 dargestellt. Er enthält eine hydrauli
sche Hubkolbenpumpe 60, die über ein Exzentergetriebe 62 von
der Hauptantriebsachse des Fahrzeugs, d. h. der Vorderachse
64, angetrieben wird. Die Pumpe ist baulich mit dem aus Pla
netengetriebe und Viskose-Kupplung 32 bestehenden Verteilerge
triebeeinheit vereinigt. Sie saugt Öl aus einem Getriebeöl
reservoir 66 der Verteilergetriebeeinheit an und stößt es
an einem Hochdruckanschluß 68 aus, vor dem ein Rückschlagven
til 70 liegt. Dem Hochdruckanschluß ist ein Druckfederspeicher
72 nachgeschaltet. Eine Verzweigung vor dem Druckfederspeicher
72 führt zu einem elektromagnetisch betätigten Steuerventil
74, das den Anschluß 58 zu dem Arbeitsraum 56 vor dem Brems
kolben 42 beschaltet. Das Steuerventil 74 hat zwei Schalt
stellungen. In der ersten Schaltstellung ist der Hochdruckan
schluß der Hubkolbenpumpe 60 mit dem Arbeitsraum 56 verbunden,
so daß der Bremskolben 42 hydraulisch beaufschlagt ist und
das Hohlrad 26 festbremst. In einer zweiten Schaltstellung
ist der Hochdruckanschluß der Hubkolbenpumpe 60 von dem Ar
beitsraum 56 getrennt und der Arbeitsraum 56 zu dem Getriebe
ölreservoir 66 hin druckentlastet. Der Bremskolben 42 ist
dann gelöst und das Hohlrad 26 freigegeben. Ein vorzugsweise
einstellbares Druckbegrenzungsventil 76 sorgt in der zweiten
Schaltstellung dafür, daß der Betriebsdruck auf der Hochdruck
seite der Hubkolbenpumpe 60 nicht übermäßig ansteigt.
Das Steuerventil 74 wird mit einer Steuereinheit 44 angesteu
ert, wie sie schematisch in Fig. 3 dargestellt ist. Man geht hier
von einem normalen Fahrbetrieb aus, bei dem sich das Steuer
ventil 74 in seiner ersten Schaltstellung befindet, der Brems
kolben 42 angelegt, das Hohlrad 26 festgebremst und der über
die Viskose-Kupplung 32 laufende Vierradantrieb in Bereit
schaftsstellung ist. Das Steuerventil 74 kann durch ein Sig
nal der Steuereinheit 44 in den zweiten Schaltzustand umge
steuert werden, in dem der Bremskolben 42 gelöst und die dreh
momentenmäßige Kopplung von Vorderachse und Hinterachse unter
brochen ist.
Die Steuereinheit 44 erhält Eingangsgrößen, die die Stel
lung eines Bremspedals 46, eines Fahrpedals 48 sowie den
Einschaltzustand der Zündung 50 kennzeichnen. Weitere Ein
gangsgrößen können von einem Temperaturfühler an der Vis
kose-Kupplung 32 und von einem Lenkwinkelgeber kommen, wobei
letztere dazu dient, einen Rangierbetrieb des Fahrzeugs
zu identifizieren. Hierzu kann zusätzlich ein die Motor
drehzahl charakterisierendes Signal und das Signal eines
Zeitgebers herangezogen werden, der beispielsweise ein Zeit
intervall nach dem Einschalten der Zündung 50 mißt. Aus
diesen Eingangsgrößen wird in der Steuereinheit 44 das ge
wünschte Ausgangssignal für die Bremskolbenbetätigung ermittelt.
Der Bremskolben 42 wird insbesondere dann gelöst, wenn die
Betriebsbremse des Fahrzeugs betätigt wird. Dieser Betriebs
zustand wird anhand der Eingangsgrößen der Steuereinheit
44 dadurch identifiziert, daß das Bremspedal 46 getreten,
das Fahrpedal 48 in seiner Null-Stellung und die Zündung
50 eingeschaltet ist.
Weiter wird der Bremskolben 42 im Schubbetrieb des Fahrzeugs
gelöst. Hierzu müssen Fahrpedal 48 und Bremspedal 46 in
ihrer Null-Stellung und die Zündung 50 eingeschaltet sein.
Bei niedrigen Umgebungstemperaturen wird der Bremskolben 42
beim Rangieren insbesondere zum Ausparken des Fahrzeugs gelöst.
Hierzu muß die von dem Temperaturfühler an der Viskose-Kupp
lung 32 gemessene Temperatur unterhalb einer bestimmten
Temperaturschwelle, beispielsweise -5°C, liegen, was durch
ein entsprechendes Signal des Temperaturfühlers angezeigt
wird. Weiter muß der Rangierbetrieb des Fahrzeugs anhand
eines entsprechenden Signals des Lenkwinkelgebers und/oder
eines die niedrige Motordrehzahl charakterisierenden Sig
nals identifiziert sein. Der Lenkwinkelgeber kann beispiels
weise bei mehr als einer Lenkradumdrehung ansprechen. Al
ternativ oder zusätzlich kann der regelmäßig erforderliche
Rangierbetrieb kurz nach Einschalten der Zündung 50 des
Kraftfahrzeugs durch ein entsprechendes Signal eines Zeit
gebers identifiziert werden.
Schließlich sollte das Fachpersonal einer Werkstatt, even
tuell aber auch der Fahrer des Kraftfahrzeugs durch einen
geeigneten Schalteingriff in der Lage sein die Steuerein
heit 44 zu aktivieren, um den Bremskolben 42 zu lösen. Damit
können insbesondere bei Rollenprüfstandsmessungen und bei
einem dynamischen Auswuchten der Räder die Achsen des Fahr
zeugs drehmomentenmäßig entkoppelt werden. Dasselbe gilt,
wenn das Fahrzeug auf einer Abschleppbrille abgeschleppt
wird und dabei nur mit zwei Rädern auf dem Boden läuft.
Das Abschleppen erfolgt stets mit stehendem Motor, aber
mit möglicherweise eingeschalteter Zündung 50, so daß zur
automatischen drehmomentenmäßigen Entkopplung der Achsen eine
weitere Steuerungsvorgabe erforderlich ist. Man kann hier
insbesondere ausnutzen, daß bei angehobener Hauptantriebsach
se die Hubkolbenpumpe 60 steht, so daß sich Niederdruckver
hältnisse an ihrer Ausstoßseite einstellen. Der Bremskolben
42 ist also gelöst und das Hohlrad 26 freigegeben.
- Liste der Bezugszeichen:
10 - Ausgangsrad des Schaltgetriebes
12 - Differentialgehäuse
14 - Zahnrad
16 - Vorderachswelle
18 - Hohlwelle
20 - Tellerrad
22 - Kegelrad
24 - Planetenrad
26 - Hohlrad
28 - Sonnenrad
30 - Wellenstummel
32 - Viskose-Kupplung
34 - antriebsseitiger Lamellensatz
36 - antriebsseitiger Lamellensatz
38 - Gelenkwelle
40 - Getriebegehäuse
42 - Bremskolben
44 - Steuereinheit
46 - Bremspedal
48 - Fahrpedal
50 - Zündung
52 - Flansch
54 - Federlamellenpaket
56 - Arbeitsraum
58 - Anschluß
60 - Hubkolbenpumpe
62 - Exzentergetriebe
64 - Vorderachse
66 - Getriebeölreservoir
68 - Hochdruckanschluß
70 - Rückschlagventil
72 - Druckfederspeicher
74 - Steuerventil
76 - Druckbegrenzungsventil
Claims (17)
1. Kraftfahrzeug mit Allradantrieb, bei dem die Räder nur einer
Achse ständig angetrieben sind, während der Antrieb für die
Räder der zweiten Achse mittels einer im Antriebsstrang zwi
schen den Achsen liegenden, in Abhängigkeit von den Fahrbe
dingungen selbsttätig wirkenden Kupplung, insbesondere einer
Viskose-Kupplung, herstellbar ist, in welchem Antriebsstrang
eine die drehmomentenmäßige Kopplung und Entkopplung des
Antriebs ermöglichende Zusatzkupplung in Gestalt eines zwi
schen den Achsen vorgesehenen Umlaufrädergetriebes, insbe
sondere eines Planetengetriebes liegt, auf das ein mittels
eines hydraulischen Arbeitszylinders betätigbarer Bremsmecha
nismus zum Sperren eines Getriebeelements wirkt, nach Patent
anmeldung P 36 11 093.0, dadurch gekennzeich
net, daß der Arbeitszylinder mit einem auf das sperrende
Getriebeelement einwirkenden Bremskolben (42) und eine den
Arbeitsraum (56) des Arbeitszylinders mit Getriebeöl beauf
schlagende Pumpe (60) sowie der Getriebeölraum und ein in
dem Hydraulikkreis liegendes Steuerventil (74) mit einer
die Viskose-Kupplung (32) und das Umlaufrädergetriebe (22,
24, 26, 28) enthaltenden Verteilergetriebeeinheit baulich
vereinigt sind.
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Pumpe (60) eine Hubkolbenpumpe
ist.
3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Pumpe (60) von der Hauptan
triebsachse (64) des Kraftfahrzeugs vorzugsweise über ein
Exzentergetriebe (62) angetrieben ist.
4. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen Pumpe (60) und
Arbeitszylinder ein Druckfederspeicher (72) eingeschaltet
ist, der vorzugsweise ebenfalls mit der Verteilergetriebe
einheit baulich vereinigt ist.
5. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder ein
fachwirkend, und der Bremskolben (42) durch ein Federelement,
insbesondere ein Federlamellenpaket (54), von dem zu sper
renden Getriebeelement abgestellt ist.
6. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Bremskolben (42)
als Ringkolben ausgebildet, der auf ein drehbar gelagertes
Hohlrad (26) des Planetengetriebes arbeitet und dieses fest
zubremsen geeignet ist.
7. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Antrieb des Planeten
getriebes (22, 24, 26, 28) über den Planetenradträger (22),
und der Abtrieb über das Sonnenrad (28) erfolgt.
8. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Hohlrad (26) im norma
len Fahrbetrieb festgebremst, und dementsprechend der über
die Viskose-Kupplung (32) laufende Vierradantrieb wirksam
ist.
9. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß es eine Steuereinheit
(44) enthält, die das Hohlrad (26) durch Druckentlastung
des Arbeitszylinders freigibt, und dementsprechend die Ach
sen entkoppelt
(a) bei Betätigung der Betriebsbremse (46) sowie gegebenen
falls einem daraus resulierenden Ansprechen eines Anti
blockiersystems und/oder
(b) im Schubbetrieb und/oder
(c) beim Abschleppen des Fahrzeugs und/oder
(d) im Fall niedriger Umgebungstemperaturen beim Rangieren
und/oder
(e) bei Wartungsarbeiten, beispielsweise Rollenprüfstands
messungen oder beim dynamischen Auswuchten der Räder.
10. Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuereinheit (44) als Eingangs
größen ein die Stellung von Bremspedal (46) und Fahrpedal
(48) sowie ein den Einschaltzustand der Zündung (50) charak
terisierendes Signal erhält und ein die Bremse für das Hohl
rad (26) aktivierendes Signal abgibt.
11. Kraftfahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuereinheit (44) als weitere
Eingangsgrößen das Signal eines Lenkwinkelgebers und das
Signal eines Temperaturfühlers an der Viskose-Kupplung (32)
und gegebenenfalls ein die Motordrehzahl charakterisierendes
Signal und/oder das Signal eines Zeitgebers erhält.
12. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Hohlrad (26) im nor
malen Fahrbetrieb freigegeben, und dementsprechend der über
die Viskose-Kupplung (32) laufende Vierradantrieb unwirksam
ist.
13. Kraftfahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Hohlrad (26) durch einen Bedie
nungseingriff und/oder bei Überschreiten einer vorgegebenen
Drehzahldifferenz zwischen den Achsen automatisch betätigt
festbremsbar ist.
14. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß es einen vorzugsweise
quer eingebauten Frontmotor hat, daß die Hauptantriebsachse
die Vorderachse ist, und daß die Viskose-Kupplung (32) und
das als Zusatzkupplung arbeitende Planetengetriebe in einem
Antriebsstrang zur Hinterachse liegen.
15. Kraftfahrzeug nach Anspruch 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Planetengetriebe (22, 24, 26,
28) hinter dem Vorderachsdifferential und vorzugsweise un
mittelbar vor der Viskose-Kupplung (32) liegt.
16. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß das Planetengetriebe
(94) vor dem Hinterachsdifferential (96) liegt.
17. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß es einen Standardantrieb
mit einem vom Frontmotor zu der die Hauptantriebsachse bil
denden Hinterachse führenden Antriebsstrang hat, von dem
über das Planetengetriebe und die Viskose-Kupplung ein An
triebsstrang an die Vorderachse abgeht.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873717903 DE3717903A1 (de) | 1986-04-03 | 1987-05-27 | Bremsmechanismus fuer das eine viskose-kupplung beschaltende zusatzgetriebe eines kraftfahrzeugs mit allradantrieb |
DE8888107986T DE3862425D1 (de) | 1987-05-27 | 1988-05-19 | Bremsmechanismus fuer das eine viskose-kupplung beschaltende zusatzgetriebe eines kraftfahrzeugs mit allradantrieb. |
ES88107986T ES2021792B3 (es) | 1987-05-27 | 1988-05-19 | Mecanismo de freno para un engranaje adicional, que conecta un acoplamiento viscoso, de un vehiculo con propulsion por cuatro ruedas motrices |
EP88107986A EP0292858B1 (de) | 1987-05-27 | 1988-05-19 | Bremsmechanismus für das eine Viskose-Kupplung beschaltende Zusatzgetriebe eines Kraftfahrzeugs mit Allradantrieb |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863611093 DE3611093A1 (de) | 1986-04-03 | 1986-04-03 | Kraftfahrzeug mit allradantrieb |
DE19873717903 DE3717903A1 (de) | 1986-04-03 | 1987-05-27 | Bremsmechanismus fuer das eine viskose-kupplung beschaltende zusatzgetriebe eines kraftfahrzeugs mit allradantrieb |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3717903A1 true DE3717903A1 (de) | 1988-12-22 |
Family
ID=25842560
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873717903 Granted DE3717903A1 (de) | 1986-04-03 | 1987-05-27 | Bremsmechanismus fuer das eine viskose-kupplung beschaltende zusatzgetriebe eines kraftfahrzeugs mit allradantrieb |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3717903A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10306108A1 (de) * | 2003-02-14 | 2004-09-16 | Hella Kg Hueck & Co. | Kraftfahrzeug |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3317247A1 (de) * | 1983-05-11 | 1984-11-15 | Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg | Kraftfahrzeug mit allradantrieb |
DE3611968A1 (de) * | 1985-04-09 | 1986-10-09 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa | Vierradantrieb |
DE3600876C1 (de) * | 1986-01-15 | 1987-03-26 | Daimler Benz Ag | Vorrichtung zum Umschalten einer Lamellenkupplung fuer das Sperren eines Verteilerdifferentialgetriebes zum Antrieb von zwei Fahrzeugachsen eines Kraftfahrzeuges |
-
1987
- 1987-05-27 DE DE19873717903 patent/DE3717903A1/de active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3317247A1 (de) * | 1983-05-11 | 1984-11-15 | Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg | Kraftfahrzeug mit allradantrieb |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10306108A1 (de) * | 2003-02-14 | 2004-09-16 | Hella Kg Hueck & Co. | Kraftfahrzeug |
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