CH657903A5 - Ausgleichsgetriebe. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ausgleichsgetriebe, mit einem Paar linear ausgerichteter Achswellen, einem ringförmigen Antriebsglied in Form eines Armkreuzes, das konzentrisch zu und im Abstand von den einander zugekehrten Enden der Achswellen angeordnet ist, mit einer Kupplungsvorrichtung, die im Ruhezustand das Antriebsglied mit jeweils den Achswellen antriebsverbindet, welche Kupplungsvorrichtung ein Paar ringförmiger Achswellenräder aufweist, die jeweils mit den einander zugekehrten Enden der Achswellen drehfest verbunden sind, mit einem Paar getriebener Kupplungsglieder, die derart mit den Achswellenrädern verbunden sind, dass sie bei einander entgegengesetzt angeordneten Seiten des Antriebsgliedes axial verschiebbar sind, und eine Federvorrichtung aufweisen, die die getriebenen Kupplungsglieder nach innen in die Richtung des Kupplungseingriffs gegen das Antriebsglied vorspannt; mit einer ein ringförmiges, mittleres Nockenglied aufweisenden Vorrichtung, welches Nockenglied innerhalb der Antriebsglieder und damit drehbar verbunden ist, welches Nockenglied dazu dient, beim Voreilen der einen Achswelle relativ zur anderen Achswelle den Eingriff desjenigen Kupplungsgliedes vom Antriebsglied zu lösen, das der voreilenden Achswelle zugeordnet ist; und mit einer Aushaltringvorrichtung, die dazu dient, das genannte zugeordnete Kupplungsglied in der entkuppelten Stellung zu halten, so lange bis die eine Achswelle der anderen Achswelle voreilt.

Ausgleichsgetriebe, auch Differentialgetriebe genannt, welche einen Aushaltring aufweisen, sind im patentierten Stand der Technik sehr bekannt, wie aus den US-PS Nrn. 2 638 794 und 3 397 593 (Knoblock) und Nr. 3 791 238 (Bokovoy) hervorgeht. Bei diesen Ausgleichsgetrieben wird ein Voreilen einer der Achswellen relativ zur anderen, das getriebene Kupplungsglied, das der voreilenden Achswelle zugeordnet ist, mittels einer mittleren Nockenvorrichtung ausser Eingriff vom armkreuzförmigen Antriebsglied gebracht, wobei ein zugeordneter Aushaltring aus einer Ruhestellung um einen kleinen Betrag in eine Arbeitsstellung gedreht wird, um das getriebene Kupplungsglied so lange ausser Eingriff zu halten, bis der Voreilzustand beendet ist.

In der oben erwähnten Anmeldung USSN 188 668 (Bawks) ist ein verbessertes Ausgleichsgetriebe offenbart, bei dem die Aushaltringe des Ausgleichsgetriebes zwischen Kupplungsgliedern bzw. Achswellenrädern konzentrisch angeordnet sind, wobei die vorspannenden Druckfedern zwischen den Aushaltringen bzw. Achswellenrädern konzentrisch angeordnet sind, so dass die Abmessungen, das Gewicht und Kosten der Vorrichtung vermindert sind und zugleich die

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Abmessungen und Kosten der Druckfedern vermindert sind. Die dazugeordneten Aushaltringe sind ein Paar ringförmiger Federhalteglieder, die zwischen den Aushaltringen bzw. Achswellenrädern konzentrisch und im Abstand angeordnet sind.

Ziel der Erfindung ist, ein noch einfacher aufgebautes Ausgleichsgetriebe zu schaffen und die Anzahl Einzelteile zu vermindern, so dass das Zusammenbauen einfacher und die Kosten niedriger werden, und weiter die Stärke der Aushaltringe zu erhöhen, um damit die Lebensdauer der Vorrichtung zu verlängern.

Das erfindungsgemässe Getriebe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Aushaltvorrichtung ein Paar ringförmige, geschlitzte Aushalteringe aufweist, die bei entgegengesetzten Seiten des mittleren Nockengliedes angeordnet sind und bei ihrer entfernt gelegenen Enden konzentrisch zwischen den getriebenen Kupplungsgliedern bzw. den Achswellenrädern verlaufen, wobei die Aushaltringe radial auswärts in jeweils einem Reibungseingriff mit den Innenumfangsseiten der getriebenen Kupplungsglieder nachgiebig vorgespannt sind, die Aushaltringe bei ihren entfernt gelegenen Enden äussere, ringförmige Flanschabschnitte aufweisen, die jeweils in zugeordneten Rillen verlaufen, die in den Innenumfangsseiten der getriebenen Kupplungsglieder angeordnet sind, derart, dass die Aushaltringe mit dem jeweiligen getriebenen Kupplungsglied drehbar verbunden, jedoch gegen eine Axialverschiebung gehalten sind, die Aushaltringe bei ihren gegenübergelegenen Enden eine Mehrzahl in Umfangsrich-tung im Abstand gelegenen Aushaltzapfen aufweisen, die in zugeordneten Schlitzen axial verlaufen, die jeweils in den gegenübergelegenen Enden des mittleren Nockengliedes angeordnet sind, welche Schlitze im Längsschnitt eine Form aufweisen, die Aushaltschultern ähnlich ist, welche Zapfen derart bemessen und derart angeordnet sind, dass, falls eine der Achswellen in einem voreilenden Zustand ist, der zugeordnete Aushaltring relativ zum mittleren Nockenglied von einer mittleren Ruhestellung relativ zum zugeordneten Schlitz axial und in Drehrichtung auf einer der Schultern in eine Aushaltstellung verschoben ist, in welcher Stellung das zugeordnete, getriebene Kupplungsglied ausser Eingriff vom armkreuzförmigen Antriebsglied gehalten ist; die Aushaltringe bei ihren benachbarten Enden axial verlaufende, rohr-förmige Abschnitte aufweisen, die relativ zu dem Zapfenabschnitt radial innen angeordnet sind, welche rohrförmigen Abschnitte gegeneinander verlaufen und konzentrisch im Abstand um die benachbarten Enden der Wellen verlaufen, welchen rohrförmigen Abschnitte im Abstand zueinander einander gegenüberliegend enden, und die Aushaltringe bei den benachbarten Enden der rohrförmigen Abschnitte radial nach innen gerichtete innere, ringförmige Federhalteflanschen aufweisen.

Gemäss der bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Aushalteringe durch Federhalteflanschabschnitte strukturell verstärkt, womit nicht nur die Dauerhaftigkeit und Lebensdauer des Aushaltbetriebes verbessert ist, sondern auch keine getrennte Aushalteglieder mehr notwendig sind. Dabei ist gemäss der bevorzugten Ausführung jeder Aushaltring von einem ringförmigen, nachgiebigen Körper gebildet, der axial geschlitzt ist, so dass er eine grob-C-förmige Form aufweist, welcher Körper radial auswärts in einen Reibeingriff mit der Innenumfangsseite des dazugeordneten getriebenen Kupplungsgliedes nachgiebig vorgespannt ist. Dabei weist der Aushaltring bei einem Ende einen äusseren, ringförmigen Flanschabschnitt auf, der in eine dazugeordnete Rille hinein verläuft, die bei der Innenseite des getriebenen Kupplungsgliedes angeordnet ist, derart, dass der Aushaltring relativ zum dazugeordneten getriebenen Kupplungsglied drehbar, jedoch axial unverschiebbar gehalten ist.

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Zusätzlich zu den im Umfang im Abstand angeordneten Aushaltzapfen, die mit dem mittleren Nockenglied zusammenwirken, um dann das getriebene Kupplungsglied ausser Eingriff zu bringen, wenn das dazugeordnete Rad im vor-5 eilenden Zustand ist, weist der Aushaltring einen mittleren rohrförmigen Abschnitt auf, der in axialer Richtung nach innen gegen den anderen Aushaltring verläuft und relativ zum dazugeordneten Seitenrad konzentrisch und im Abstand verläuft. Bei dieser Ausführung weist der rohrförmige io Abschnitt bei seinem freien äusseren Ende einen radial nach innen gerichteten Haltefederflanschabschnitt auf. Damit kann die dazugeordnete schraubenförmige Vorspannfeder, die konzentrisch um das Achswellenrad angeordnet ist und zwischen dem Achswellenrad und dem Haltefederflansch im 15 Aushaltring zusammengedrückt ist, den Aushaltring und das dazugeordnete, getriebene Kupplungsglied relativ zum mittleren armkreuzförmigen Antriebsglied in eine Kupplungseingriffrichtung vorspannen. Währenddem der Aushaltring vorteilhaft mittels Stanzen geformt werden kann, können 20 andere Herstellungsverfahren zur Herstellung der nachgiebigen Aushaltringe verwendet werden.

Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt:

25 Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführung des erfin-dungsgemässen Ausgleichsgetriebes,

Fig. 2 eine Stirnansicht des mittleren Nockengliedes der Fig. 1,

Fig. 3 und 4 Schnitte entlang den Linien 3-3 und 4-4 der 30 Fig. 2,

Fig. 5 eine Stirnansicht einer der Kupplungen der Fig. 1,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 der Fig. 5,

Fig. 7 eine Stirnansicht eines der Aushaltringe der Fig. 1, und

35 Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie 8-8 der Fig. 7.

Gemäss der Fig. 1 dient das erfindungsgemässe Ausgleichsgetriebe 2 dazu, ein Paar Achswellen 4 und 6 von einer Gelenkwelle 8 her über ein Antriebsritzel 10, ein Tellerrad 40 12, ein Ausgleichsgehäuse 14, ein ringförmiges Antriebsglied 16, das drehfest mit dem Ausgleichsgehäuse 14 verbunden ist, und ein Paar getriebener Kupplungsglieder 18 und 20 anzutreiben, welche axial verschiebbar auf den Achswellenrädern 22 und 24 aufgekeilt sind, so dass sie drehfest mit den 45 Achswellen 4 bzw. 6 verbunden sind. Konzentrisch innerhalb des armkreuzförmigen Antriebsgliedes 16 ist ein mittleres Nockenglied 28 angeordnet, welches mittels eines nachgiebigen geschlitzen Sprengringes 30 gegen eine axiale Verschiebung gehalten ist. Das getriebene Kupplungsglied 18 so weist Zähne 18a auf, die einen Querschnitt aufweisen wie in der Fig. 6 gezeigt ist, welche Zähne in bezug auf die Anzahl und auf die Querschnittsform den dazugeordneten Zähnen des armkreuzförmigen Antriebsgliedes 16 entsprechen. In gleicher Weise weist das getriebene Kupplungsglied 20 Kupp-55 lungszähne gleicher Ausbildungsform auf, die zum Eingriff in entsprechend ausgebildete Zähne auf der diesen benachbarten Seite des armkreuzförmigen Antriebsgliedes 16 bestimmt sind. Keilzähne 18b, die auf dem axial verschiebbaren Kupplungsglied 18 angeordnet sind, kämmen mit ent-60 sprechenden Keilzähnen auf dem Achswellenrad 22, und eine gleiche Keilzahnverbindung ist zwischen dem Kupplungsglied 20 und dem Achswellenrad 24 vorhanden.

Gemäss der vorliegenden Erfindung ist ein Paar identischer, geschlitzer, nachgiebiger Aushaltringe 34 und 36 kon-65 zentrisch innerhalb der jeweiligen Kupplungsglieder 18, bzw. 20 angeordnet, welche Aushaltringe 34 und 36 nach aussen in einen Reibungseingriff mit den jeweiligen getriebenen Kupplungsgliedern nachgiebig vorgespannt sind. Der

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Aushaltring 34 weist einen radial nach aussen gerichteten, ringförmigen Flanschabschnitt 34a auf, welcher in einer fortlaufenden Rille angeordnet ist, die in der Innenumfangsseite des getriebenen Kupplungsgliedes 18 ausgebildet ist, derart, dass der Aushaltring mit dem Kupplungsglied 18 zu diesen relativ drehbar verbunden ist, jedoch dazu axial unverschiebbar gehalten ist. Der Aushaltring 34 weist zudem einen radial nach innen gerichteten, ringförmigen Körperteil 34b auf, der eine Mehrzahl von im Umfang im Abstand gelegener Zapfenabschnitte 34c trägt, welche axial innerhalb entsprechenden durchgehenden Schlitze 28b verlaufen, die in der Innenumfangsseite des mittleren Nockengliedes angeordnet sind. Der andere Aushaltring 36 ist in gleicher Weise mit einem radial nach aussen gerichteten Flansch und einem nach innen gerichteten Körperteil ausgebildet und weist eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung im Abstand gelegenen Zapfenabschnitte 36c auf, die axial innerhalb der anderen Enden der durchgehenden Schlitze 28b verlaufen, die im mittleren Nockenglied angeordnet sind. Aus der Fig. 4 geht hervor, dass die Schlitze 28b eine stufenförmige Querschnittsform aufv/eisen, so dass Schultern 28c gebildet sind. Das mittlere Nockenglied 28 weist bei beiden Enden Zähne 28a auf, welche im Ruhezustand mit den Zähnen der getriebenen Kupplungsglieder 18 bzw. 20 kämmen. Aus der Fig. 3 geht hervor, dass die mittleren Nockenzähne 28a eine Querschnittsform aufweisen, die von derjenigen der getriebenen Kupplungsgliedern verschieden ist, so dass ein Entkuppeln des getriebenen Kupplungsgliedes durchgeführt werden kann, welches der voreilenden Achswelle zugeordnet ist, wie im einzelnen weiter unten noch beschrieben sein wird.

Die geschlitzten, nachgiebigen Aushaltringe weisen weiter ausgerichtete, etwa rohrförmige Abschnitte 34d und 36d auf, welche axial gegeneinander verlaufen und konzentrisch im Abstand relativ zu den benachbarten Enden der Achswellenräder 22 und 24 bzw. Achswellen 4 und 6 angeordnet sind. Bei ihren benachbarten Enden sind die Aushaltringe mit radial nach innen gerichteten Zurückhalteflanschab-schnitten 34e bzw. 36e ausgerüstet. Die Aushaltringe 34,36 werden vorteilhaft mittels Stanzen hergestellt, jedoch können auch andere Herstellungsverfahren angewendet werden.

Im Ruhezustand sind die getriebenen Kupplungsglieder 18 und 20 von Druckfedern 40 und 42 nach innen zum Kämmeingriff mit dem armkreuzförmigen Antriebsglied 16 vorgespannt, welche Druckfedern 40 und 42 konzentrisch um die einander gegenüberliegenden Enden der Achswellenräder 22 bzw. 24 angeordnet sind. Bei ihren entfernt gelegenen Enden greifen die Federn in ortsfeste Schultern auf den zugeordneten Achswellenrädern ein, welche Federn bei ihren benachbart gelegenen Enden die erwünschte, nach innen gerichtete Vorspannkraft der getriebenen Kupplungsglieder 18 und 20 über die ringförmigen Halteflansche 34e und 36e auf den Aushaltringen 34 bzw. 36 übertragen.

Nachfolgend wird nun der Betrieb beschrieben. Solange die Achswellen 4 und 6 mit derselben Drehzahl getrieben werden, wird das Antriebsmoment von der Gelenkwelle 8 den Achswellen 4 und 6 über das Antriebsritzel 10, das Tellerrad 12, das Ausgleichsgehäuse 14, das armkreuzförmige Antriebsglied 16, die getriebenen Kupplungsglieder 18 bzw. 20 und den Achswellenrädern 22 bzw. 24 übertragen. In diesem Zustand sind die Aushaltringe 34 und 36 in ihren jeweiligen Ruhestellungen, in welchen Stellungen die darauf vorhandenen Zapfen axial innerhalb der mittleren Abschnitte der durchgehenden Schlitze 28b, die im mittleren Nockenglied vorhanden sind, angeordnet sind. Die Zähne der getriebenen Kupplungsglieder 18 und 20 kämmen mit den entsprechenden Zähnen sowohl auf dem armkreuzförmigen Antriebsglied 16 und dem mittleren Nockenglied 28.

Man nehme nun an, dass die links gelegene Achswelle 4 der rechts gelegenen Achswelle 6 voreilt (beispielsweise beim Durchfahren einer Kurve). Aufgrund der Ausbildung der links gelegenen Zähne 28a auf dem mittleren Nockenglied relativ zur Ausbildung der Zähne auf dem linksgelegenen getriebenen Kupplungsglied 18, wird das getriebene Kupplungsglied 18 allmählich relativ zum Achswellenrad 22 gegen die Vorspannkraft der Feder nach links verschoben, so dass ein Entkuppeln zwischen den antreibenden Zähnen des Antriebsgliedes 16 und den Zähnen des getriebenen Kupplungsgliedes 18 bewirkt wird. Nachdem das getriebene Kupplungsglied 18 entkuppelt ist, bewirkt die Relativverschiebung in Rotationsrichtung gesehen zwischen dem armkreuzförmigen Antriebsglied 16 und dem getriebenen Kupplungsglied 18, dass der Aushaltring 34 (der im Reibeingriff mit dem getriebenen Kupplungsglied 18 steht) in Rotationsrichtung gesehen in die Betriebsstellung verschoben wird, die in der Fig. 4 strichliniert dargestellt ist, wobei das freie äussere Ende des Zapfenabschnittes 34c auf der Schulterfläche 28c des Schlitzes 28b aufliegt, der im mittleren Nockenglied angeordnet ist, so dass das Kupplungsglied 18 ausser Eingriff und schwingungsfrei gehalten ist.

Wenn die Drehzahl der voreilenden Welle 4 wieder vermindert wird, so dass sie gleich derjenigen der Achswelle 6 ist (Kurvenfahrt beendet), wird der Aushaltring durch Reibung in die Ruhestellung relativ zu den Schlitzen, die im mittleren Nockenglied angeordnet sind, verschoben, worauf das getriebene Kupplungsglied 18 nach rechts geschoben wird und die Zähne desselben mit denjenigen des armkreuzförmigen Antriebsgliedes 16 kämmen.

Der rechtsgelegene Aushaltring 36 arbeitet in der gleichen Weise, sobald die rechtsgelegene Achswelle 6 voreilt.

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1 Blatt Zeichnungen

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1. Ausgleichsgetriebe, mit einem Paar linear ausgerichteter Achswellen (4,6), einem ringförmigen Antriebsglied ( 16 ) in Form eines Armkreuzes, das konzentrisch zu und im Abstand von den einander zugekehrten Enden der Achswellen (4,6) angeordnet ist, mit einer Kupplungsvorrichtung, die im Ruhezustand das Antriebsglied (16) mit jeweils den Achswellen (4,6) antriebsverbindet, welche Kupplungsvorrichtung ein Paar ringförmiger Achswellenräder (22,24) aufweist, die jeweils mit den einander zugekehrten Enden der Achswellen drehfest verbunden sind, mit einem Paar getriebener Kupplungsglieder ( 18,20), die derart mit den Achswellenrädern verbunden sind, dass sie bei einander entgegengesetzt angeordneten Seiten des Antriebsgliedes axial verschiebbar sind und eine Federvorrichtung (40,42) aufweisen, die die getriebenen Kupplungsglieder nach innen in die Richtung des Kupplungseingriffs gegen das Antriebsglied (16) vorspannt; mit einer ein ringförmiges, mittleres Nockenglied (28) aufweisenden Vorrichtung, welches Nockenglied (28) innerhalb des Antriebsgliedes und damit drehbar verbunden ist, welches Nockenglied dazu dient, beim Voreilen der einen Achswelle relativ zur anderen Achswelle den Eingriff desjenigen Kupplungsgliedes vom Antriebsglied zu lösen, das der voreilenden Achswelle zugeordnet ist; und mit einer Aushaltringvorrichtung (34,36), die dazu dient, das genannte zugeordnete Kupplungsglied in der entkuppelten Stellung zu halten, solange die eine Achswelle der anderen Achswelle voreilt; dadurch gekennzeichnet, dass die Aushaltvorrichtung ein Paar ringförmige, geschlitzte Aushaltringe (34,36) aufweist, die an entgegengesetzten Seiten des mittleren Nokkengliedes angeordnet sind und an ihren entfernt gelegenen Enden konzentrisch zwischen den getriebenen Kupplungsgliedern bzw. den Achswellenrädern (22,24) verlaufen,

wobei a) die Aushaltringe radial auswärts in jeweils einem Reibungseingriff mit den Innenumfangsseiten der getriebenen Kupplungsglieder nachgiebig vorgespannt sind,

b) die Aushaltringe an ihren entfernt gelegenen Enden äussere, ringförmige Flanschabschnitte (34a, 36a) aufweisen, die jeweils in zugeordneten Rillen verlaufen, die in den In-nenumfangsstreifen der getriebenen Kupplungsglieder angeordnet sind, derart dass die Aushaltringe mit dem jeweiligen getriebenen Kupplungsglied drehbar verbunden,

jedoch gegen eine Axialverschiebung gehalten sind,

c) die Aushaltringe an ihren gegenübergelegenen Enden eine Mehrzahl in Umfangrichtung im Abstand gelegenen Aushaltzapfen (34c, 36c) aufweisen, die in zugeordneten Schlitzen axial verlaufen, die jeweils in den gegenübergelegenen Enden des mittleren Nockengliedes angeordnet sind, welche Schlitze im Längsschnitt eine Form aufweisen, die Aushaltschultern ähnlich ist, welche Zapfen derart bemessen und derart angeordnet sind, dass, falls eine der Achswellen in einem voreilenden Zustand ist, der zugeordnete Aushaltring relativ zum mittleren Nockenglied von einer mittleren Ruhestellung relativ zum zugeordneten Schlitz axial und in Drehrichtung auf einer der Schultern in eine Aushaltstellung verschoben ist, in welcher Stellung das zugeordnete getriebene Kupplungsglied ausser Eingriff mit dem armkreuzförmigen Antriebsglied gehalten ist,

d) die Aushaltringe an ihren benachbarten Enden axial verlaufende rohrförmige Abschnitte (34d, 36d) aufweisen, die relativ zu dem Zapfenabschnitt radial innen angeordnet sind, welche rohrförmigen Abschnitte gegeneinander verlaufen und konzentrisch im Abstand um die benachbarten Enden der Wellen verlaufen, welche rohrförmigen Abschnitte im Abstand zueinander einander gegenüberliegend enden;und e) die Aushaltringe an den benachbarten Enden der rohrförmigen Abschnitte radial nach innen gerichtete innere ringförmige Federhalteflanschen (34e, 36e) aufweisen.

2. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der getriebenen Kupplungsglieder einen Satz getriebener Zähne mit gleichförmiger Ausbildung aufweist, dass das armkreuzförmige Antriebsglieder treibende Zähne aufweist, die dieselbe Ausbildung wie die ersten Abschnitte der getriebenen Zähne der Kupplungsglieder aufweisen und damit kämmen, und dass das mittlere Nockenglied beim Voreilen ausser Eingriff mit der Kupplung kommende Zähne aufweist, die mit zweiten Abschnitten der Zähne der getriebenen Kupplungsglieder kämmen.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Ausgleichgsgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Ende jedes durchgehenden Schlitzes gestuft ist, um ein Paar Aushalteschultern zu bilden.