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Antriebsvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
Die Erfindung bezieht sich auf Antriebsvorrichtungen, insbesondere solche für Kraftfahrzeuge. Der Hauptzweck der Erfindung ist die Schaffung einer Bauart, bei der das Wechselgetriebe in bezug auf die Verbindung zwischen der Motorwelle und den anzutreibenden Achswellen so angeordnet ist, dass die gesamte Länge des Wechselgetriebes und des Achsenantriebes von vorn nach hinten gegenüber den zur Zeit üblichen Bauarten erheblich verringert wird.
Die Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung der bekannten Antriebsvorrichtung, bei welcher ein Differentialachsstummel mittels eines Paares hiperbolischer Räder durch eine Welle angetrieben wird, die unterhalb oder oberhalb der Achsstummel quer angeordnet ist und wobei auf dieser Welle und auf einer zu ihr parallel liegenden Gegenwelle Wechselräder angegeordnet sind.
Erfindungsgemäss ist ein solches Wechselgetriebe ganz oder zum grössten Teil innerhalb des Durchmessers eines die Achswellen antreibenden, konzentrisch zu ihnen angeordneten Ringzahnrades angeordnet, wobei auch die Vorgelegewelle quer zu den Achswellen diese unterhalb oder oberhalb kreuzend und parallel mit der Kraftwelle angeordnet und zwischen beiden Wellen das Wechselgetriebe eingebaut ist, um ein veränderliches Übersetzungsverhältnis im Antriebe von der Kraftquelle auf das Ringzahnrad zu schaffen.
Diese Kraftübertragungseinrichtung eignet sich besonders für die Verwendung bei Motorfahrzeugen mit Vorderradantrieb, wobei sie eine grössere Anhäufung des Gewichtes in der Nähe der Vorderräder als bei den bisher vorgeschlagenen diesbezüglichen Bauarten und damit die Anwendung einer grösseren Zugkraft auf die Vorderräder gestattet, ohne dass ein Gleiten zu befürchten wäre.
In den Zeichnungen sind zwei beispielsweise Ausführungsformen dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen mehr oder weniger schematisch gehaltenen waagrechten Schnitt durch eine Ausführungsform der neuen Bauart. Fig. 2 zeigt einen Vertikalschnitt parallel zur Antriebswelle.
Fig. 3 ist ein Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2 und 1. Fig. 4 zeigt in einem Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 2 das Getriebezwischenrad für den Rückwärtsgang. Fig. 5 ist eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung einer Antriebsvorrichtung mit zur Erzielung einer gedrängteren Bauart etwas geändertem Wechselgetriebe. Fig. 6 ist ein Schnitt nach Linie 6-6 der Fig. 5. Fig. 7 veranschaulicht in schematischer Weise die Lage der Kraftwelle in bezug auf die Verbindung zwischen dem Kraftwellenzuge und dem ringförmigen Zahnrade im Verhältnis zu den Achswellen.
Es gibt viele Fälle, die es bei Motorfahrzeugen äusserst vorteilhaft erscheinen lassen, die Länge der Antriebsverbindung zwischen der Kraftquelle und den angetriebenen Achsen zu verringern und ausserdem das erforderliche Wechselgetriebe zwischen der Kraftquelle und den Achswellen anzuordnen. Dies gilt besonders, wenn die Treibräder sich vorne am Fahrzeug befinden, ist aber auch in vielen Fällen von Bedeutung, wo die Treibräder hinten am Fahrzeug angeordnet sind.
Die den Gegenstand der Erfindung bildende Bauart ermöglicht eine solche Verkürzung der Antriebsverbindung zwischen dem Motor und den angetriebenen Achsen ; sie ist aber gleichfalls anwendbar bei Bauarten, bei denen dieser Gesichtspunkt von geringerer
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Bedeutung ist als die ungewöhnliche Gedrängtheit, die durch die den Gegenstand der Erfindung bildende Bauart ermöglicht wird, sowie die Verringerung des Gewichtes gegenüber den üblichen
Bauarten.
In den Fig. 1 bis 4 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der ein Gehäuse 10 vorgesehen ist, das dem üblichen Differentialgehäuse entspricht. Das Gehäuse 10 ist auf beiden Seiten mit Öffnungen 11 versehen, in denen je ein geeignetes Lager 12 mittels eines Gewinderinges 13 befestigt ist. Ein Differentialträger ist zwischen den Lagern drehbar angeordnet ; er umfasst die Gehäusehälfte 14 und eine zugehörige Hälfte 15. Der Teil 14 wird in unmittelbarer Nachbarschaft eines der Lager 12 unterstützt. Der Teil 15 ist mit einem rohrartigen Fortsatz versehen, der sich quer durch das Gehäuse erstreckt und durch das gegen- überliegende Lager 12 in geeigneter Weise unterstützt wird. Die Gehäusehälften 14 und 15 schliessen das übliche Differentialgetriebe ein, das die Achswellen 17 und 18 verbindet.
Ein ringförmiges Tellerrad 19 mit Hyperboloidverzahnung ist mit Hilfe von Nieten 20 od. dgl. konzentrisch mit dem Differentialträger 14,15 verbunden.
Eine Seite des Gehäuses 10 ist mit einer Öffnung 21 versehen, die den Lagerträger 22 aufnimmt, der seinerseits das Kugellager 23 trägt. Dieses Lager wird, wie üblich, durch eine Kappe 24 gehalten. Die Kappe 24 und der Lagerträger 22 sind mit dem Gehäuse 10 durch Bolzen 25 od. dgl. verbunden. Die gegenüberliegende Seitenwand des Gehäuses 10 ist mit einer Öffnung 26 versehen, die den Lagerträger 27 aufnimmt. Dieser trägt das Gleitlager 28 und wird durch eine Kappe 29 sowie Bolzen 30,. ähnlich nie in der soeben beschriebenen Weise gehalten.
In dem Lager 23 ruht das Ende einer Welle 31, die im Falle eines Fahrzeuges mit Hinterradantrieb mit der üblichen Kardanwelle verbunden werden kann, während sie im Falle eines Vorderradantriebes, das vordere Ende einer durch die Kupplung vom Motor unmittelbar angetriebenen Welle bilden kann. Das Ende der Welle 31 ist mit einer mittleren Bohrung 32 versehen, in der ein Ende der Hauptgetriebewelle 33 mittels Gleitlager 34 drehbar gelagert ist. Die Welle 33 erstreckt sich quer durch das Gehäuse, u. zw. bei der dargegestellten Ausführungsform oberhalb der Achswellen 17 und 18 sowie des Teiles 16 des Differentialträgers ; sie ist auf ihrem andern Ende in den Lagern 28 drehbar gelagert. Das linke Ende der Welle 33 trägt ein Ritzel 35', das mit dem Tellerrade 19 in Eingriff steht, so dass es auf dieses die Drehbewegung der Welle 33 übertragen kann.
Das linke Ende der Welle 31 ist mit dem Aufnahmegliede einer Klauenkupplung versehen, das die Form eines Innenzahnrades 36 hat. Der Teil der Welle 33, der innerhalb dieses Zahnrades liegt, und sich von hier aus nach links erstreckt, ist mit Keilen 37 ausgerüstet. Auf dem betreffenden Teile sitzt das andere Glied der Klauenkupplung, das als Stirnrad 38 ausgebildet ist und sich auf der Welle nicht drehen, wohl aber ihr gegenüber in axialer Richtung verschieben lässt. Der Kupplungsteil 38 ist in Fig. 1 ausser Eingriff dargestellt. Es ist ersichtlich, dass, wenn der Kupplungsteil 38 auf der Welle 33 nach rechts verschoben wird, er von dem als Innenzahnrad ausgebildeten Kupplungsteile 36 aufgenommen wird, wodurch die Wellen 33 und 31 fest miteinander verbunden werden, so dass sie sich zusammen drehen.
Diese Bauart ist zweckmässig, wenn die Einrichtung bei Fahrzeugen mit Vorderradantrieb Verwendung findet. Es liegt aber auf der Hand, dass, wenn die Einrichtung bei Fahrzeugen mit Hinterradantrieb benutzt wird. die Wellen 31 und 33 aus einem Stück bestehen können. Eine solche Bauart kann bei gewissen Arten von Fahrzeugen mit Hinterradantrieb aus verschiedenen Gründen zweckmässig sein.
Im vorliegenden Falle ist auf der Welle 33 ein Stirnrad 39 undrehbar und axial nicht verschiebbar befestigt, u. zw. genügend weit rechts von dem Differentialträger, um einen hinreichenden Abstand von diesem während der Drehung zu sichern. Ein zweites Stirnrad 40 ist ebenfalls fest auf der Welle 33 aufgekeilt, u. zw. unmittelbar links neben dem Ritzel 35.
In dem Gehäuse 10 ist parallel zu der Welle 33 ein eine Vorgelegewelle tragender Teil 41 gelagert. u. zw. auf der dem Tellerrade 19 gegenüberliegenden Seite. Auf dem Teil 41 ist mittels eines Lagers 42 eine Gegenwelle 43 drehbar gelagert, die auf ihrem rechten Ende ein mit ihr aus einem Stück bestehendes Zahnrad 44 trägt, das mit einem auf dem linken Ende der Welle 31 sitzenden Zahnrade 45 kämmt. wodurch ein dauernd in Eingriff stehendes Räderpaar des Wechselgetriebes gebildet wird.
Die Gegenwelle 43 trägt ferner das Rad 46. das auf ihr axial verschiebbar, aber nicht drehbar ist und einen solchen Durchmesser besitzt. dass es bei entsprechender axialer Verschiebung mit dem Rade 39 der Welle 33 in Eingriff treten kann. Die Gegenwelle 43 trägt ferner ein axial verschiebbares, aber auf ihr nicht verdrehbares Rad 47 von solchem Durchmesser, dass es bei entsprechender axialer Verschiebung mit dem auf der Welle 33 sitzenden Zahnrade 40 in Eingriff tritt. Die Räder 38, 46 und 47. die die verschiebbaren Elemente des Wechselgetriebes bilden, sind mit den üblichen genuteten Stellringen versehen, in die geeignete Stellbügel eingreifen können, wie im nachstehenden beschrieben werden wird.
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Aus der soweit beschriebenen Bauart ergibt sich, dass bei der in den Fig. 1 und angedeuteten Lage der Zahnräder bei Drehung der Welle 31 auf das Tellerrad keine Antriebskraft übertragen wird, und sich lediglich die Welle 31 sowie die Gegenwelle 43 drehen.
Wird das Kupplungsglied 38 in Eingriff mit dem Innenzahnrad 36 gebracht. so werden die Wellen 31 und 33 miteinander verriegelt, so dass sie sich gleichzeitig drehen, und die Antriebskraft wird von der Welle 31 unmittelbar auf die Welle 33 und von dieser durch das Ritzel 35 auf das Tellerrad 19 und damit auf die Achswellen 17 und 18 übertragen. Befindet sich das Kupplungsglied 38 in der in der Zeichnung veranschaulichten Lage und wird das Rad 47 mit dem Rade 40 in Eingriff gebracht, so wird die Antriebskraft von der Welle 31 durch die Räder 45 und 44 auf die Gegenwelle 43, von dieser durch die Räder 47 und 40 auf die Welle 33 und von hier durch das Ritzel 35 auf das Tellerrad 19 übertragen, womit die niedrige Geschwindigkeit des Wechselgetriebes eingeschaltet ist.
Befindet sich anderseits das Rad 47 in der in der Zeichnung dargestellten Lage und wird das Rad 46 mit dem Rade 39 in Eingriff gebracht, so wird die Kraft von der Welle 31 durch die Räder 45 und 44 auf die Gegenwelle, von dieser durch die Räder 46 und 39 auf die Welle 33 und von hier durch das Ritzel 35 auf das Tellerrad 19 übertragen. Damit ist die zweite oder mittlere Geschwindigkeit eingeschaltet.
Die Umkehr Vorrichtung ist. wie folgt eingerichtet : An der Bodenwand des Gehäuses 10 ist zwischen der Welle 33 und der Gegenwelle 43 ein nach oben ragender Tragbock 48 angebracht, u. zw. zwischen dem Ritzel 35 und den Achswellen. Zwischen dem Tragbock 48 und dem linken Ende des Gehäuses 10 ist eine kurze Welle 49 gelagert. Auf dieser sitzt verschiebbar und drehbar ein Zwischenrad 50 in solcher Lage. dass es mit beiden Rädern 47 und 40 gleichzeitig in Eingriff gebracht werden kann. Zu diesem Zwecke ist es mit einer genügend breiten Zahnung versehen, so dass es mit beiden Rädern kämmen kann, wenn das Rad 47 sich in der in Fig. 1 dargestellten Lage befindet, und es kann normalerweise in Eingriff mit dem Rade 47 gebracht werden, so dass es dauernd von diesem angetrieben wird.
Gewünschtenfalls kann der Bock 48 so angebracht sein, dass das Rad 50 genügend weit bewegt werden kann, um von dem Rade 47 freizukommen, wenn es nicht in Benutzung ist.
Es ist ersichtlich, dass, wenn die verschiebbaren Getriebeteile sich in der in den Fig. 1 und 2 angegebenen Lage befinden und das Rad 50 in axialer Richtung in Eingriff mit den beiden Rädern 47 und 40 gebracht wird, die Kraft von der Welle 31 durch die Räder 45 und 44 auf die Gegenwelle, von dieser durch die Räder 47 auf das Rad 50 und von diesem durch das Rad 40 übertragen wird, so dass die Drehbewegung der Welle 33 gegenüber der Welle 31 umgekehrt wird, wodurch der Rückwärtsgang zustande kommt.
Aus dem vorstehenden ergibt sich. dass des Wechselgetriebe vier verschiebbare Elemente enthält, nämlich das Kupplungsglied 38 und die Zahnräder 46, 47 und 50. Das Kupplungsglied 38 und das Rad 46 können durch eine einzige Schubstange 51 verschoben werden.
Diese greift mit einem Bügelarm 52 in die Nut des Kupplungsgliedes 38 und mit einem zweiten Bügelarm 53 in die Nut des Rades 46 ein. Auf diese Weise wird durch Bewegung der Schubstange 51 nach rechts das Kupplungsglied 38 mit dem Innenzahnrad 36 in Eingriff gebracht und das Wechselgetriebe auf den direkten Gang eingestellt. Wird dagegen die Schubstange 51 nach links bewegt, so wird das Kupplungsglied 38 ausser Eingriff mit dem Innenzahnrad 36 gebracht und das Rad 46 kommt mit dem Rade 39 in Eingriff. Auf diese Weise ergibt sich die zweite Geschwindigkeit. Eine besondere Schubstange 54 mit einem Bügelarm 55 ist erforderlich für die Verschiebung des Umkehrrades 50 und eine dritte Schubstange 56 mit einem in das Rad 47 eingreifenden Bügelarm 57 ist für die Verschiebung des Rades 47 erforderlich.
Die Verwendung von drei Schubstangen für die Schaltung des Wechselgetriebes ist allgemein üblich und ihr wird in einfacher und bequemer Weise durch die Benutzung eines einzigen Schaltorgans für 46,38 Rechnung getragen.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform sind die Teile gegenüber der in Fig. 1 dargestellten etwas umgruppiert, um eine gedrängtere Anordnung des Getriebes zu erzielen, insbesondere eine Anordnung dieser Räder innerhalb der Grenzen des Tellerrades. Mit andern Worten, die Getriebeelemente sind hier sämtlich innerhalb eines Raumes angeordnet, dessen Längsabmessung den Durchmesser des Tellerrades nicht überschreitet. In diesem Fall hat das Tellerrad etwas grösseren Durchmesser, wodurch seine Aussenkanten dichter an die Wände des Gehäuses 10 kommen, und das Kupplungsglied 36 ist völlig innerhalb des Durchmessers des Tellerrades untergebracht.
Das Ritzel 35 ist dicht an dem betreffenden Ende des Gehäuses 10 angeordnet, damit es mit dem vergrösserten Tellerrade kämmt, und das Rad 40 ist von der Stelle zwischen dem Ritzel 35 und der Gehäusewand an eine innerhalb des Durchmessers des Tellerrades liegende Stelle gebracht. Das Rad 47 wird natürlich auf der Gegenwelle 43 in eine dem Rade 40 benachbarte Lage gerückt, und das Umkehrrad wird in Übereinstimmung damit verschoben. Das Rad 47 und das Umkehrrad wird in diesem Falle statt nach links in
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Eingriff mit dem Rade 40 bewegt zu werden, nach rechts verschoben (Fig. 5). Das Umkehrrad besteht in diesem Falle aus zwei Rädern 571 und 58, die aus einem gemeinsamen Stück bestehen.
Der Durchmesser des Rades 57'ist so klein gehalten, dass das Rad 47 frei liegt, wenn es in eine Ebene mit diesem gebracht wird und mit dem Rade 40 nach der Verschiebung in Eingriff tritt. Das Rad 58 ist so gross, dass es mit dem Rade 47 kämmt. In diesem Falle drehen sich die Umkehrräder 571 und 58 nicht, wenn sie ausser Betrieb sind und brauchen
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Es versteht sich, dass die in Fig. 5 veranschaulichte Anordnung der Getrieberäder auch bei einer Bauart Verwendung finden kann, die nicht notwendigerweise ein Tellerrad von ver-
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bei einem Tellerrade von dem in Fig. 1 gezeigten Durchmesser ermöglichen, die Endwände des Gehäuses dichter an die Aussenkanten des Tellerrades heranzurücken, wodurch die Längsabmessung des Gehäuses verringert und eine gedrängtere Bauart erzielt würde.
Das Gehäuse 10 kann natürlich verändert werden, um es der besonderen Bauart, mit der es in Verbindung gebracht wird, anzupassen. Wenn es beispielsweise als Teil der Hinterachse benutzt wird, können die Seiten des Gehäuses mit den üblichen rohrartigen Achsgehäusen versehen sein. Wird es in Verbindung mit einem Vorderradantrieb benutzt, so können an dem Gehäuse geeignete Flanschen zur unmittelbaren Verbindung mit dem vom Motorrahmen getragenen Kupplungsgehäuse versehen sein. In Fällen, wo die Bauart für Vorderradantriebe verwendet wird, enden die Wellen 17 und 18 meist in der Nähe der Gehäuseseiten und sind durch Universalgelenke mit anderen Wellen verbunden, die sich in Antriebsverbindung mit den Vorderrädern befinden.
Die Anwendung der Bauart auf einen Vorderradantrieb ist in Fig. 7 schematisch veranschaulicht. Wie diese Figur zeigt, ist das Gehäuse 10 mit einem flanschartigen Fortsatz 59 versehen, der unmittelbar an das Kupplungsgehäuse 60 angeschlossen ist, das seinerseits unmittelbar von dem Motor 61 getragen wird. Die Welle 31 kann in diesem Falle die von der Kupplung angetriebene Welle sein. Es ist ersichtlich, dass die dargestellte Bauart die übliche Länge der Übertragung zwischen dem Motor und den getriebenen Achswellen verkürzt, sowie ferner auch das übliche am äusseren Ende der von der Kupplung getriebenen Welle vorgesehene Lager, da das Lager 23 seine Stelle einnimmt.
Der Motor kann näher an die Vorderräder herangerückt werden, wodurch auf diese mehr Gewicht konzentriert wird, so dass eine stärkere Antriebskraft ausgeübt werden kann, ohne dass ein Rutschen zu befürchten wäre.
Ferner wird, wenn die Getriebewelle 33, wie in den Zeichnungen veranschaulicht, über den Achswellen angeordnet wird, die Achse der Motorwelle um ein erhebliches Mass nach oben über die Achsen der Achswellen hinaus gerückt, woraus sich ein grösserer Bodenabstand als bei den üblichen Vorderradantrieben ergibt, ohne dass die weiteren sonst auftretenden Übelstände in Kauf genommen zu werden brauchten.
Ferner ist auf die Leichtigkeit der Montierung und Demontierung der dargestellten Bauart hinzuweisen. Nach Abnahme der Kappe 29 können der Träger 27, das Lager 28, die Welle 33,
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entfernt werden. Die Entfernung der Wellen 17 und 18 kann, wie bei den üblichen Bauarten, in der Längsrichtung erfolgen, nachdem eines der Gewindestücke 13 von seinem Lager 12 abgenommen ist. Das Differential kann man dann durch die Öffnung 68 fallen lassen.
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Achswellen erstrecken zu lassen. Bei einem Schneckenantrieb könnte sich die Antriebswelle auch quer zum Rade erstrecken, in diesem Falle würde es aber unmöglich sein, die Zahnräder auch nur einigermassen so gedrängt anzuordnen, wie es bei der Verwendung von Hyperboloidrädern möglich ist.
Ausserdem werden die sonstigen Nachteile der Verwendung von Schneckenrädern vermieden.
Es versteht sich natürlich, dass die Stellungen der Zahnräder gegeneinander geändert werden können, um dem jeweiligen Bedürfnis Rechnung zu tragen. Beispielsweise kann es bei der in Fig. 1 dargestellten Bauart zweckmässig sein, das Rad 39 auf die linke Seite der Achswelle zu setzen, um die Biegungsbeanspruchungen in der Getriebewelle während der Kraft- übertragung durch diese zu verringern. Derartige Umstellungen sind für den Fachmann ohne weiteres gegeben, wie auch viele andere möglichen Änderungen in der allgemeinen Anordnung.
Diese und andere formalen Änderungen können bei den im vorstehenden beschriebenen besonderen Verkörperungen der Erfindung getroffen werden, ohne dass dadurch das Wesen der
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