Haldex-Kupplung

Haldex und Hopp

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Seit zehn Jahren und mittlerweile in der vierten Generation sorgt die nach ihrer schwedischen Hersteller-Firma Haldex benannte Allrad-Kupplung für Traktion - vom SUV bis zum Supersportwagen. Eine Biographie.

Wer hat‘s erfunden? Nein, nicht die Schweizer wie im Fall der weltberühmten Kräuter-Bonbons, sondern die Schweden. Genauer - ein Schwede: Sigvard "Sigge" Johansson, Rallye-Fahrer in den Sechzigern und Ingenieur. Als solcher suchte er nach einem System, das ihm automatisch die Anpassung der Vorderachs-Differenzialsperre an die wechselnden Bedingungen der unterschiedlichen Rallye-Pisten abnahm.

1988 meldete Johansson seine Erfindung zum Patent an und verkaufte es 1992 an den schwedischen Zulieferer Haldex. Der entwickelte das ursprünglich als variable Quersperre gedachte System weiter zu einer Allradkupplung. Der erste Serieneinsatz folgte 1998 in den Quattro-Versionen von Audi A3 und TT sowie im VW Golf, wo sie die bis dahin verwendete Visco-Kupplung zur Übertragung des Antriebsmoments zur Hinterachse ablöste.

Haldex-Kupplung als Einheit vor dem Hinterachs-Differenzial

Bis zur dritten Generation (Haldex III), die heute noch produziert wird, blieben Aufbau und Arbeitsweise im Prinzip gleich. Die Haldex-Kupplung ist als Einheit vor dem Hinterachs-Differenzial angeordnet, wobei der Eingang mit der Kardanwelle und der Ausgang mit dem Kegelrad des Hinterachsgetriebes verbunden ist. Dazwischen liegt die eigentliche Kupplung mit sieben im Ölbad laufenden Lamellen-Paaren. Den notwendigen Öldruck für das Zusammenpressen der Lamellen liefern zwei integrierte Ringkolben-Pumpen.

Die beginnen erst dann zu arbeiten, wenn Ein- und Ausgang mit unterschiedlichen Drehzahlen rotieren, wie es bei durchdrehenden Vorderrädern der Fall ist. Der entstehende Öldruck wirkt auf einen ebenfalls ringförmigen Arbeitskolben, der das Lamellenpaket zusammendrückt und so den Kraftfluss zur Hinterachse herstellt. Zusätzlich gibt es eine elektrisch angetriebene Ölpumpe. Die baut zwar einen geringen Vordruck auf, der reicht jedoch nicht aus, um die Kupplung zu betätigen.

Besseren Anpassung des Hinterachs-Antriebsmomentes an die Fahrbedingungen

Bei der ersten Generation reduziert ein einfaches, elektrisch angesteuertes Regelventil den Druck und entkoppelt damit den Hinterradantrieb - etwa bei einer ABS-Bremsung. Bei der ab 2002 produzierten Haldex II ermöglicht erstmals ein Drucksensor gemeinsam mit einem feinfühlig arbeitenden Magnet-Ventil einen geschlossenen Regelkreis zur besseren Anpassung des Hinterachs-Antriebsmomentes an die Fahrbedingungen.

Es bedarf aber immer noch einer Drehzahldifferenz, ehe der Hinterradantrieb zugeschaltet wird. Um die Reaktionszeit zu verkürzen und gleich mit allen Vieren anfahren zu können, wird in der dritten Generation (ab 2004) eine größer dimensionierte Vorlade- Pumpe eingesetzt, die über ein zusätzliches Ventil nun in der Lage ist, die Kupplung bereits im Stand zu einem gewissen Grad zu aktivieren. Das maximale Drehmoment kann aber nach wie vor erst übertragen werden, wenn die Ringkolbenpumpen den vollen Arbeitsdruck liefern.

Erst die jüngste Generation, die vierte, verzichtet ganz auf solche Pumpen und erzeugt den notwendigen Arbeitsdruck über eine elektrische Ölpumpe sowie einen Hochdruckspeicher. Vollkommen unabhängig von Drehzahlunterschieden zwischen den Achsen kann nun die Kupplung je nach Fahrsituation aktiviert und sogar präventiv geschlossen werden - etwa zum Anfahren.

Entwicklung von einer reinen Traktionshilfe zu einem Fahrdynamiksystem

Ähnlich wie der xDrive von BMW entwickelt sich die Haldex IV damit von einer reinen Traktionshilfe zu einem Fahrdynamiksystem, das über die Veränderung der Kraftverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse das Kurvenverhalten beeinflussen kann. Im Saab 9-3 XWD kommt zusätzlich zur Allrad-Kupplung eine zweite Lamellenkupplung zum Einsatz, die elektronisch und hydraulisch von der Haldex IV mitversorgt wird. Sie dient genauso als variable Quersperre wie der einst von Sigvard Johansson entwickelte Vorläufer der Haldex-Kupplung.

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