DE69002740T2 - Vorrichtung zum Einschalten eines 4-Rad-Antriebes in einem Fahrzeug. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung für das Einschalten der Vierrad-Antriebsübertragung eines Fahrzeuges, wie beispielsweise eines landwirtschaftlichen Traktors oder eines Off-Road- Fahrzeuges.
• Bekanntlich sind es bei der Mehrzahl von Fahrzeugen mit einer Einrichtung des oben angegebenen Typs die Hinterräder, welche die Antriebsräder sind, während die Vorderräder ebenfalls angetrieben werden können durch Herbeiführen einer mechanischen Verbindung zwischen der Hinterrad- Antriebsübertragungswelle und der der Vorderräder. Diese mechanische Verbindung wird erzielt mittels einer hydraulischen oder mechanischen Kupplung, die mit einer Handsteuerung betätigbar ist.
• In einem landwirtschaftlichen Traktor, versehen mit einer konventionellen Kupplung für die Vierrad-Antriebsübertragung, werden bei eingekuppelter Kupplung die Vorderräder normalerweise geringfügig schneller, um etwa 2%, als die Hinterräder angetrieben. Diese Geschwindigkeitsdifferenz wird bewirkt durch die Geometrie der Übertragungsteile, die den Vorderrädern zugeordnet sind. Im Feld, das heißt wenn der Traktor über landwirtschaftlich bewirtschafteten Boden fährt, ergibt sich wegen der geringen Geschwindigkeit, mit der der Traktor normalerweise fährt und wegen der Tatsache, daß landwirtschaftlich bewirtschafteter Boden den Reifen geringen Halt bietet, daß bei eingeschaltetem Vierradantrieb alle Räder einen Schlupf von sogar bis zu 10 bis 15% relativ zu der Geschwindigkeit aufweisen, die von dem Motor des Traktors vorgegeben ist, so daß die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern nicht merkbar ist. Auf asphaltierten Straßen ergibt sich, da die Geschwindigkeit normalerweise größer ist als auf landwirtschaftlichem Boden, da eine größere Adhäsion zwischen der Straßenoberfläche und den Reifen vorliegt und da bei Traktoren die Masse des Gewichtes von den Hinterrädern abgestützt wird (und deshalb auch die Traktionskraft auf dem Boden, bewirkt von den Hinterrädern, größer ist als jene zwischen den Vorderrädern und dem Boden), daß bei eingelegter Vierrad-Antriebsübertragung ein deutliches Durchdrehen der Fronträder relativ zu dem Boden vorliegt wegen des Drehzahlunterschiedes, erzwungen bei den letzteren infolge der übertragungskinematik. Dies führt zu einem hohen Verschleiß der Vorderräder, so daß auf asphaltierten Straßen bevorzugt ist, die Kupplung zu entkuopeln und daher nur die Hinterräder als Antriebsräder beizubehalten. In Kurven, insbesondere jenen von kleinem Radius, sowohl im Feld als auch auf asphaltierten Straßen, ist das Verhalten des Vierradantriebs negativ. In Kurven nämlich haben bei eingelegtem Vierradantrieb selbst bei Entsperren des Vorderraddifferentials die Vorderräder auf der Außenseite der Kurve die Tendenz, um bis zu 20% schneller zu laufen als die Hinterräder, so daß dieses Vorderraddurchdrehen einen sehr erheblichen Verschleiß des Reifens bewirkt. Es ist offensichtlich, daß die Erfordernisse des Traktors darin bestehen, bei Feldarbeit unter allen Umständen den Bierradantrieb einzuschalten und die Vierrad- Antriebsübertragung beim Fahren auf Straßen mit hoher Adhäsion und/oder mit hoher Geschwindigkeit nur dann einzuschalten, wenn die Hinterräder die Adhäsion verlieren und relativ zum Boden durchdrehen. Gegenwärtig können diese Erfordernisse bei Traktoren nur erfüllt werden mittels einer manuellen Steuerung durch den Fahrer, der natürlich Experte sein muß und fähig sein muß diese Erfordernisse des Traktors zu erkennen.
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, eine Einrichtung vorzuschlagen für das Einschalten der Vierrad-Antriebsübertragung eines Fahrzeuges, welche automatisch das Einkuppeln oder Auskuppeln des Vierradantriebes nur dann bewirkt wenn die Hinterräder relativ zum Boden durchdrehen.
• Weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Einrichtung für das Einschalten der Vierrad-Antriebsübertragung eines Fahrzeugs vorgeschlagen, welche Einrichtung eine erste Übertragungswelle für die Antriebsübertragung von einem Motor zu zwei Hinterrädern umfaßt, eine zweite Übertragungswelle für die Antriebsübertragung auf zwei Vorderräder umfaßt, eine Kupplung, die im Zuge der zweiten Welle installiert ist und im eingekuppelten Zustand die zweite Welle für die Drehung mit einem verzahnten Korpus bewirkt, einen Mechanismus für die Antriebsübertragung von der ersten Welle auf den verzahnten Korpus und mit einer Antriebsübertragungsgeometrie derart, daß bei eingekuppelter Kupplung die mechanische übertragung bewirkt, daß die Vorderräder geringfügig schneller angetrieben werden als die Hinterräder, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung umfaßt:
• eine an der zweiten Welle angeordnete Kupplung mit zwei Kupplungshälften, die derart ausgebildet sind, mit der Möglichkeit der Relativdrehung über einen Bruchteil eines Umlaufs, mechanisch zwei Bauteile der zweiten Welle zu kuppeln;
• ein Element, das über zwischen den Kupplungshälften installierte Mittel zwischen zwei Endpositionen verlagerbar ist, von denen eine der positiven Relativdrehung einer ersten Kupplungshälfte relativ zu der zweiten Kupplungshälfte entspricht und die andere einer negativen Drehung der ersten Kupplungshälfte relativ zu der zweiten entspricht;
• einen Sensor, ausgebildet zum Erfassen der Endpositionen des Elementes und zum Erzeugen eines dementsprechenden elektrischen Signals; und eine elektronische zentrale Verarbeitungseinheit, mit der der Sensor verbunden ist, und die ausgebildet ist zum automatischen Steuern des Einkuppelns oder Auskuppelns der Kupplung auf Basis des elektrischen Signals.
• Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird nachstehend eine nur als nicht beschränkendes Beispiel zu verstehende Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, in welchen:
• Figur 1 ein schematisches Blockdiagramm ist zur Illustration einer Einrichtung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung und vorgesehen an einem nur teilweise dargestellten Fahrzeug;
• Figur 2 ein Längsschnitt durch eine Komponente der Einrichtung nach Figur 1 ist;
• Figur 3 ein Schnitt nach Linie III-III der Figur 2 ist; und
• Figur 4 ein Schnitt nach Linie IV-IV der Figur 3 ist.
• Wie in Figur 1 dargestellt, bezeichnet das Bezugszeichen 1 generell eine Einrichtung für das Einschalten der Vierrad-Antriebsübertragung eines Fahrzeuges 2, von dem nur einige wichtige Teile schematisch dargestellt worden sind. Es handelt sich nämlich nur um die beiden Hinterräder 3 des Fahrzeuges 2, ein hinteres Getriebegehäuse 4 mit den Kegelzahnrädern, dem Differential, der Enduntersetzung und den hinteren Halbwellen, zwei Vorderräder 5, ein Frontgetriebegehäuse 6, ähnlich dem Gehäuse 4, einem manuellen Steuerhebel 7 für das Einschalten des hinteren Getriebes, zwei Pedale 8, eines für das Einlegen der Bremse für das rechte Hinterrad 3 und das andere für das Einlegen der Bremse für das linke Hinterrad 3, und ein Getriebegehäuse 11. Alle gerade angegebenen Teile sind bekannte Elemente in allen Fahrzeugen, so daß diese nicht im einzelnen beschrieben zu werden brauchen, sondern nur im Fortgang der Beschreibung des Betriebs der Einrichtung 1 erwähnt werden.
• Gemäß Figur 1 umfaßt die Einrichtung 1 eine hydraulisch gesteuerte Kupplung 12, angebracht am Ende einer Übertragungswelle 13 für die Vorderräder 5, ein Zahnrad 14 auf einer Übertragungswelle 15 für die Hinterräder 3 und eine drehbare Welle 16, auf der ein Zahnrad 17 angebracht ist, das mit dem Zahnrad 14 kämmt, und ein Zahnrad 18, das mit einem verzahnten Korpus 21 der Kupplung 12 kämmt. Dies bewirkt, abhängig von den Steuerungen, die empfangen werden, entweder die Trennung zwischen Welle 13 und dem verzahnten Korous 21 oder winkelmäßige Kupplung zwischen diesen Elementen unter Erzielung der Übertragung von Antrieb von der Welle 15 auf die Welle 13. Die Einrichtung 1 umfaßt ferner eine elektrohydraulische Installation 22, mittels der die Kupplung 12 gesteuert wird.
• Die Welle 13 ist in zwei koaxialen Abschnitten ausgebildet, die mit 13a und 13b bezeichnet sind und von denen der Abschnitt 13a die Kupplung 12 trägt und der Abschnitt 13b sich in das Gehäuse 6 erstreckt. Die Abschnitte 13a und 13b sind mechanisch miteinander verbunden mittels einer Kupplung 23, die in Figuren 2 und 3 dargestellt ist. Der hydraulische Teil der Installation 22 umfaßt ein ölreservoir 24, eine Leitung 25, die in das Reservoir 24 eintaucht und in der ein Filter 26 und eine Pumpe 27 eingebaut sind, ein Solenoidventil 28, das es ermöglicht, entweder Öl unter Druck in eine Leitung 31 einzuspeisen, die in das Gehäuse der Kupplung 12 für deren Steuerung eintritt, oder in das Reservoir 24 Öl abzulassen, das dem Kupplungsgehäuse 12 zugeführt wurde. Die Installation 22 umfaßt ferner ein Maximaldruckventil 32 in einer Leitung 33, die von der Leitung 25 stromab der Pumpe 27 abzweigt. Der elektrische Teil der Installation 22 umfaßt eine elektronische zentrale Verarbeitungseinheit 34, welche das Solenoidventil 28 steuert und an die angeschlossen ist; ein Sensor 35, dicht bei der Kupplung 23 angebracht; elektrische Signale entsprechend der Betätigung der Pedale 8, und ein manuell betätigtes Bauteil 36 (beispielsweise vom Impulstyp), ausgebildet zur Steuerung über die zentrale Steuereinheit 34 des Einkuppelns oder Auskuppelns der Kupplung 12. Die Installation 22 umfaßt für noch zu beschreibende Zwecke einen elektrischen Block 37, der in Figur 1 schematisch als ein gewöhnliches Relais angedeutet ist. Der Block 37 ist elektrisch verbunden mit der zentralen Steuereinheit 34 und mechanisch verbunden mit dem Hebel 7.
• Wie in Figuren 2 und 3 dargestellt, umfaßt die Kupplung 23 zwei koaxiale Kupplungshälften 41 und 42, von denen die Kupplungshälfte 41 mitdrehend am Ende des Abschnitts 13b montiert ist, zugekehrt einem entsprechenden Ende des Abschnitts 13a, mittels einer Keilverbindung, und die Kupplungshälfte 42 ist in ähnlicher Weise verbunden für die Drehung mit dem vorerwähnten Ende des Abschnitts 13a. Zwischen den Abschnitten 13a und 13b ist ein Zentrierstift 43 angeordnet, und die Kupplungshälften 41 und 42 sind axial verriegelt auf dem entsprechenden Abschnitt 13b beziehungsweise 13a der Welle 13 mittels Anschlagringen 44. Die Kupplungshälften 41 und 42 weisen jeweils Ringflansche 45 beziehungsweise 46 einander zugekehrt auf.
• Senkrecht von der Seite des Flansches 45 gegenüber der entsprechenden Seite des Flansches 46 erstrecken sich fünf frontale Zähne, gleichförmig verteilt um den Umfangsrand dieser Seite. Um einen Zwischenkreis derselben Seite des Flansches 45 herum sind drei gleichförmig beabstandete Nuten 48 ausgebildet, deren Achsen in Längsrichtung einen Bogen beschreiben mit einem Umfang, der auf das Zentrum des Flansches 45 zentriert ist. Von der Seite des Flansches 46, gegenüber der Seite des Flansches 45, erstrecken sich fünf senkrecht herausragende frontale Zähne 51, gleichförmig verteilt um den Umfangsrand dieser Seite. Im Betrieb kämmen die Zähne 47 und 51 miteinander, und dieses Kämmen bewirkt die Antriebsübertragung zwischen den beiden Abschnitten der Welle 13, Rings um einen Zwischenkreis derselben Seite des Flansches 46 sind drei gleichförmig beabstandete Durchgangslöcher 52 ausgebildet. Der Zwischenkreis, zugeordnet den Löchern 52, ist der gleiche wie der der Nuten 48.
• Wie in Figur 4 dargestellt, haben die Nuten 48 eine Tiefe, die sich über ihre Länge ändert. Genauer gesagt haben diese Nuten 48 einen ersten Abschnitt, der, beginnend von einem Ende, eine Tiefe aufweist, die linear zunimmt, und einen zweiten Abschnitt extrem kurzer Länge, auf dem die Tiefe abnimmt bis zum zweiten Ende der Nut 48. Wie nachstehend beschrieben, ist der wesentliche Teil der Nut 48 der erste Abschnitt im Hinblick auf die vernachlässigbare Längserstreckung des zweiten Abschnitts. Natürlich wird die Ausbildung der beschriebenen Nut 48 für alle diese in symmetrischer Weise wiederholt.
• Die Kupplung 23 umfaßt drei Stifte 53, von dem ein erstes, mit Gewinde versehenes axiales Ende in ein entsprechendes Gewindeloch 54 eingefügt ist, ausgebildet in einem Ring 55, der koaxial um die Außenseite der Kupplungshälfte 42 angeordnet ist und frei längs dessen Achse verlagerbar ist. Die Stifte 53 durchsetzen ein entsprechendes Loch 52 und besitzen ein zweites kugelkopfartiges Ende in Kontakt mit der geneigten Ebene, definiert durch den ersten Abschnitt einer entsprechenden Nut 48. Die Stifte 53 sind axial frei verlagerbar und durch die Art und Weise ihrer Befestigung am Ring 55 bewirkt ihre Verlagerung eine gleichartige Verlagerung dieses Ringes 55. Zwischen dem Ring 55 und einem kreisrunden Topf 56, starr und koaxial von der Kupplungshälfte 42 abgestützt, ist eine mit Vorspannung ausgebildete Feder 57 eingefügt, die im Betrieb der Verlagerung des Ringes 55 in Richtung auf den Topf 56 entgegenwirkt. Wie weiter unten beschrieben, ist der Ring 55 verlagerbar zwischen zwei Endpositionen, zugeordnet einer positiven oder negativen relativen Drehung zwischen den Kupplungshälften 41 und 42, so daß die erste Endposition zugeordnet ist dem Kontakt des Kugelkopfs des Stifts 55 mit den anfänglichen Teilen geringer Tiefe des ersten Abschnitts der Nuten 48 und die zweite zugeordnet ist dem Kontakt mit dem Teil der Nuten von größter Tiefe. Die Längsausdehnung der Nuten 48 ist im wesentlichen proportional der Erstreckung des Umfangsbogens, definiert zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zähnen 47 (51) und durch die Dicke dieser letzteren, so daß die maximale relative Drehung zwischen den beiden Kupplungshälften 41 und 42 definiert ist durch die Erstreckung des genannten Umfangsbogens.
• In nicht dargestellter Weise ist in dem Fahrzeug 2 eine Vorder- und Hinterübertragungsgeometrie derart, daß mechanisch bei eingekuppelter Kupplung 12 die mechanische Übertragung bewirkt, daß die Vorderräder geringfügig langsamer als die Hinterräder angetrieben werden. Diese Drehzahldifferenz beträgt vorzugsweise etwa 2%. Wegen dieser Drehzahldifferenz dreht sich, wenn das Fahrzeug 2 fährt und die Kupplung eingekuppelt ist und bei Fehlen von Schlupf der Hinterräder 3, der Abschnitt 13b etwas schneller als der Abschnitt 13a und deshalb dreht sich die Kupplungshälfte 41, die schneller umläuft als die Kupplungshälfte 42, durch einen Bruchteil eines Umlaufs relativ zu dieser letzteren, bis die Zähne 47 der Kupplungshälfte 41 in Eingriff gelangen mit den Zähnen 51 der Kupplungshälfte 42. Wegen dieses Eingriffs sind die Kupplungshälften 41 und 42 und infolgedessen auch die Abschnitte 13b und 13a drehfest verbunden.
• Gemäß Figur 3 und unter Annahme einer Drehrichtung im Uhrzeigersinn, gelangt eine Flanke 47a der Zähne 47 in Kontakt mit einer Flanke 51b der Zähne 51 und bleibt dann in Kontakt.
• Vor der Relativdrehung der Kupplungshälfte 41 bezüglich der Kupplungshälfte 42 nahmen die Kugelköpfe der Stifte 53 die entsprechenden Nuten 48 am Punkt von deren größter Tiefe ein, so daß während dieser Drehung die Stifte 53 durch den Kontakt ihrer Köpfe mit der schrägen Ebene, definiert in den Nuten 48, in Richtung des Topfes 56 verlagert werden. Der an den Stiften 53 befestigte Ring 55 wird ebenfalls verlagert gegen die Wirkung der Feder 57 in Richtung auf den Topf 56.
• Der Sensor 35 ist ein Bauteil, das so ausgebildet ist, daß er das Vorhandensein eines Korpus oder eines Fortsatzes des Korpus in einer bestimmten Relativposition erkennen kann. Dieser Sensor 35 kann einer von mehreren Typen sein, jehoch in jedem Fall als Näherungsschalter bezeichnet werden. Die Verlagerung des Rings 55 aus der Ausgangsposition, dargestellt in Figur 2, bedeutet, daß der Sensor 35, der nicht mehr das Vorhandensein des Rings 55 feststellt, ein elektrisches Signal erzeugt, das zu der zentralen Steuereinheit 34 übertragen wird. Diese steuert bei Empfang dieses elektrischen Signals die Erregung des Solenoidventils 28, wodurch die Einspeisung von Drucköl in die Kupplung 12 bewirkt wird, welche in der als Beispiel dargestellten Ausführungsform durch metallische Federn eingekuppelt gehalten wird. Deswegen öffnet die Kupplung 12 und unterbricht die mechanische Verbindung zwischen dem Abschnitt 13a und dem Korpus 21 und bewirkt deshalb die Abtrennung des Vorderradantriebs, wobei die der Hinterräder natürlich verbleibt. In der gerade beschriebenen Situation wird nun die Drehzahldifferenz, hervorgerufen durch die Geometrie der Vorderradübertragung relativ zu der der Hinterräder nun absorbiert durch die Scheiben innerhalb der Kupplung 12, welche in diesem Falle offen ist.
• Es ist festzuhalten, daß selbst dann, wenn die Kupplung 12 entkuppelt, der Abschnitt 13a einen geringen Widerstand gegen die freie Drehung aufweist wegen eines kleinen Restmoments, das der Kupplung 12 arteigentümlich ist. Dieses Restmoment hält die Kupplungshälften 41 und 42 in der beschriebenen Position, so daß die Stifte 53 zurückgezogen aus den entsprechenden Nuten 48 bleiben und die Kupplung 12 entkuppelt halten mittels des Sensors 35, oder zentralen Steuereinheit 34 und des Solenoidventils 28.
• Wenn bei entkuppelter Kupplung 12 die Hinterräder 3 durchdrehen, geschieht es, daß die Vorderräder 5, die frei sind, langsamer drehen als die Hinterräder 3. Infolgedessen zeigt die Kupplungshälfte 41 eine Relativdrehung bezüglich der Kupplungshälfte 42 in einer Richtung entgegen der vorher angegebenen, bis die Zähne 47 die Zähne 51 kontaktieren, wobei die Flanken 47b der Zähne 47 nun in Kontakt mit den Flanken 51a der Zähne 51 gelangen. In diesem Falle werden mit Hilfe der Feder 57 die Stifte 53 in Richtung des Teils größter Tiefe der entsprechenden Nut 48 verlagert unter Bewirken einer Verlagerung des Rings 55, der deshalb in eine Position gebracht wird direkt gegenüber dem Sensor 35. Die Axialverlagerung des Rings 55 veranlaßt den Sensor 35 einzugreifen und mittels der zentralen Steuereinheit 34 bewirkt er die Umschaltung des Solenoidventils 28, das Hydraulikfluid aus der Kupplung 12 abführt und den Kupplungseingriff herbeiführt. Dies bewirkt deshalb die mechanische Verbindung des Vorderradantriebs mit dem der Hinterräder und teilt demgemäß das Drehmoment auf, das von dem Fahrzeugmotor 2 erhältlich ist zwischen den Hinterrädern und den Vorderrädern. Sobald die Hinterräder 3 wieder Adhäsion am Boden finden und kein Schlupf mehr zwischen diesen Rädern und dem Boden erfolgt tritt natürlich wieder die Bedingung ein, unter der die Vorderräder 5 geringfügig schneller laufen als die Hinterräder 3, und, wie oben beschrieben, wird die Kupplung 12 deshalb automatisch entkuppelt.
• Beim Durchfahren einer Kurve mit entkuppelter Kupplung 12 laufen die Vorderräder 5 wieder schneller als die Hinterräder 3, so daß die Kupplung 12 entkuppelt bleibt. Wenn jedoch beim Durchfahren einer Kurve die Vorderräder 5 relativ zu den Hinterrädern 3 aus irgendeinem Grunde langsamer werden und damit anzeigen, daß die Hinterräder 3 durchdrehen, wird die Kupplung 12 automatisch eingekuppelt, selbst beim Durchfahren einer Kurve.
• Um den korrekten Betrieb der Einrichtung 1 selbst beim Reversieren zu erzielen, ist diese Einrichtung mit einem Inverterrelais oder Umschalter versehen, der in Figur 1 schematisch dargestellt ist und mit Bezugszeichen 37 versehen wurde und im elektrischen Teil 22 der Anlage eingeschaltet ist. Dieses Relais wird durch den Handhebel 7 betätigt, mit dem die Bedienungsperson zwischen Vorwärts- und Rückwärtsbereichen wählt. Im Falle der Reversion steuert das Relais die Umkehr der elektrischen Signale, die von dem Sensor 35 erzeugt werden derart, daß, wenn beispielsweise die Hinterräder 33 relativ zu den Vorderrädern 5 durchdrehen, automatisch der Eingriff der Kupplung 12 gesteuert wird.
• Das Bauteil 36 wird von dem Fahrer verwendet zum manuellen Steuern des Einkuppelns oder Auskuppelns der Kupplung 12 und ist deshalb eine Noteinrichtung, mit der es möglich ist, in gegebenen Fällen irgendwelche unkorrekten Operationen der Einrichtung 1 zu kompensieren. Die Betätigung von einem oder beiden Pedalen 8 steuert das Bremsen der Hinterräder 3 und über die zentrale Steuereinheit 34 das Einkuppeln der Kupplung 12. Auf diese Weise wird beim Fahren auf der Straße durch Betätigen beider Pedale 8 die Bremskraft auch auf die Vorderräder 5 übertragen mit allen Vorteilen, die daraus resultieren. Darüber hinaus wird die Verläßlichkeit der elektrischen Teile der Anlage 22 dadurch erhöht, daß im Falle einer Unterbrechung der elektrischen Verbindungsleitungen zwischen einem Pedal 8 und der zentralen Steuereinheit 34 die elektrische Zweigleitung von dem anderen Pedal 8 das Einkuppeln der Kupplung 12 steuert. Die Betätigung eines einzelnen Pedals 8, das, wie nochmals in Erinnerung gerufen wird, meist im Feld angewandt wird zum Steuern in engen Kurven, bewirkt durch das Einkuppeln der Kupplung 12, wie Erfahrung belegt, eine Verkleinerung des Wendekreises.
• Aus der vorstehenoen Erläuterung ergibt sich, daß die mittels der Erfindung erreichbaren Vorteile offensichtlich und zahlreich sind.
• Insbesondere erfaßt die Einrichtung 1 die Erfordernisse des Fahrzeugs 2, und auf Basis dieser Erfordernisse steuert sie die Kupplung 12 unter automatischem Ein- und Auskuppeln, das heißt entweder Hinterradantrieb allein oder Vierradantrieb. Darüber hinaus wird korrekter Betrieb selbst im Rückwärtsgang zugelassen. Schließlich ist offensichtlich, daß die Einrichtung 1 von einfacnem Aufbau ist bei niedrigen Herstellungskosten.

Claims (9)

1. Eine Einrichtung für das Einschalten des Vierradantriebs (2) eines Fahrzeuges, welche Einrichtung eine erste Übertragungswelle (15) für die Antriebsübertragung von einem Motor zu zwei Hinterrädern (3) umfaßt, eine zweite übertragungswelle (13) für die Antriebsübertragung auf zwei Vorderräder (5) umfaßt, eine Kupplung (12), die im Zuge der zweiten Welle (13) installiert ist und im eingekuppelten Zustand die zweite Welle (13) für die Drehung mit einem verzahnten Korpus (21) bewirkt, einen Mechanismus (14, 17, 16 und 18) für die Antriebsübertragung von der ersten Welle (15) auf den verzahnten Korpus (21) und mit einer Antriebsübertragungsgeometrie derart, daß bei eingekuppelter Kupplung (12) die mechanische Übertragung bewirkt, daß die Vorderräder (5) geringfügig schneller angetrieben werden als die Hinterräder (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung umfaßt:

eine an der zweiten Welle (13) angeordnete Kupplung (23) mit zwei Kupplungshälften (41) und (42), die derart ausgebildet sind, mit der Möglichkeit der Relativdrehung über einen Bruchteil eines Umlaufs, mechanisch zwei Bauteile (13b) und (13a) der zweiten Welle (13) zu kuppeln;

ein Element (55), das über zwischen den Kupplungshälften (41) und (42) installierte Mittel (53) zwischen zwei Endpositionen verlagerbar ist, von denen eine der positiven Relativdrehung einer ersten Kupplungshälfte (41) relativ zu der zweiten Kupplungshälfte (42) entspricht und die andere einer negativen Drehung der ersten Kupplungshälfte (41) relativ zu der zweiten entspricht;

einen Sensor (35), ausgebildet zum Erfassen der Endpositionen des Elementes (55) und zum Erzeugen eines dementsprechenden elektrischen Signals; und

eine elektronische zentrale Verarbeitungseinheit (34), mit der der Sensor (35) verbunden ist, und die ausgebildet ist zum automatischen Steuern des Einkuppeins oder Auskuppelns der Kupplung (12) auf Basis des elektrischen Signals.

2. Eine Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshälften (41 und 42) jeweils frontale Zähne (47 und 51) aufweisen, die miteinander kämmen zum Bewirken der mechanischen Verbindung zwischen den genannten Abschnitten (13b und 13a).

3. Eine Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die frontalen Zähne (47 und 51) gleiche Anzahl aufweisen und gleichförmig um die entsprechenden Kupplungshälften (41 und 42) herum verteilt sind.

4. Eine Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kupplungshälfte (41) drehfest ist mit dem ersten Abschnitt (13b) und einen Ringflansch (45) aufweist, dessen Frontseite entsprechende frontale Zähne (47) auf einem Umfangsrand aufweist, sowie Nuten (48) einer Tiefe, die sich im wesentlichen in linearer Weise auf einem inneren Kreis ändert.

5. Eine Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kupplungshälfte (42) drehfest ist mit dem zweiten Abschnitt (13a) und einen Ringflansch aufweist, auf dessen frontaler Seite entsprechende frontale Zähne (51) auf einem Umfangsrand ausgebildet sind, und, auf einem inneren Kreis, Durchgangslöcher (52) gleicher Anzahl wie die Nuten (48) und durchsetzt von entsprechenden Stiften (53), die ausgebildet sind zum Zusammenwirken mit der schrägen Ebene, gebildet durch das Innere der entsorechenden Nut (48) zum Einnehmen von zwei axialen Endpositionen entsprechend der positiven oder negativen relativen Drehung zwischen den Kupplungshälften (41 und 42), das auftritt, bevor deren Zähne (47 und 51) einander kontaktieren.

6. Eine Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Element eine flache Platte (55), befestigt an den Stiften (53), umfaßt, die mit jenen gegen die Wirkung von Federmitteln (57) verlagerbar ist.

7. Eine Einrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Hydrauliksystem (22) umfaßt, das von der zentralen Steuereinheit (34) entsperrbar ist und betätigbar ist zum hydraulischen Steuern des Ein- und Auskuppelns der Kupplung (12).

8. Eine Einrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen elektrischen Block (37) umfaßt, elektrisch mit der zentralen Steuereinheit (34) und mechanisch mit einem Handhebel (7) verbunden für das Einlegen von Rückwärtsgängen, wobei der Block (37) ausgebildet ist zum Steuern der Inversion des elektrischen Signals, das von dem Sensor (35) erzeugt wird derart, daß, wenn beispielsweise die Hinterräder (3) relativ zu den Vorderrädern (5) durchdrehen, die zentrale Steuereinheit (34) automatisch das Einkuppeln der Kupplung (12) steuert.

9. Eine Einrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Steuereinheit (34) mit einem Bauteil (36) für manuelle Notsteuerung des Ein- und Auskuppelns der Kupplung (12) verbunden ist zum Empfang elektrischer Signale, erzeugt durch die Betätigung von Hinterradbremspedalen (8) und ausgebildet zum Steuern des Einkuppelns der Kupplung (12).