DE10229862A1

DE10229862A1 - Normal ineinandergreifender Universaldifferentialantrieb

Info

Publication number: DE10229862A1
Application number: DE10229862A
Authority: DE
Inventors: Dianxi Zhou
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-07-13
Filing date: 2002-07-03
Publication date: 2003-02-27
Anticipated expiration: 2022-07-04
Also published as: GB2378227A; JP2003130182A; RU2002118445A; BR0202727A; CN1225374C; SE0201978L; KR20030007016A; US6672986B2; AU5065002A; DE10229862B4; CZ20022329A3; FR2827354B1; AU777780B2; RU2236620C2; MXPA02006783A; ZA200205189B; CA2392861C; SE523808C2; JP3647824B2; SE0201978D0

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen normal ineinandergegriffenen Universaldifferentialantrieb, der aus vier Differentialen und zwei Kraftverteilern besteht, in dessen mittleren Bereich ein zentrales Zusammensetzungsdifferential angeordnet ist, das aus einem inneren und einem äußeren Differential in aufsteckbarer Weise zusammengebaut ist, wobei die Kraft von beiden Enden der seitlichen Differentiale zum Kraftverteiler übertragen ist, ohne Leistungszirkulation. Durch die Ausgestaltung des vorliegenden Differentialantriebes ist erreicht, dass kein Rutschproblem der Räder bei der Fahrt des Wagens im Gebiet von Wüste oder Sumpf auftritt. Der erfindungsgemäße Differentialantrieb weist folgende Vorteile auf: reduziertes Volumen, erleichterte Montage, verbesserte Durchfahrtfähigkeit, außerdem ist es für die Anwendung bei dem Wagen mit allen getriebenen Rädern, Traktoren, Baumaschinenwagen und Arbeitsfahrzeugen geeignet.

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Universaldifferentialantrieb, insbesondere einen normal ineinandergreifenden Universaldifferentialantrieb.

Stand der Technik

Nach Stand der Technik ist der Kraftwagen mittels des an der Vorderachse oder der Hinterachse zusätzlich angeordneten Differentialantriebes getrieben. Da solcher Wagen auf dem schlammigen Weg zu rutschen neigt, ist es schwierig den Wagen bei der Fahrt zu lenken. Auch mit Hilfe von Mehrfachachsenantrieb kann nur das Rutschproblem von zwei getriebenen Rädern gelöst werden. Wenn zum Beispiel das Rutschproblem von den zwei Rädern, wobei eines von denen ein Vorderrad und das andere ein Hinterrad ist und die beiden in einer Seite sind, oder die in diagonaler Richtung gegenüberliegend sind, wegen Mangel an Reibungskraft auftritt, ist der Wagen nicht mehr in der Lage, weiterzufahren. Daher kann dieses Problem auch nicht gelöst werden. Um dieses Problem zu lösen, sind viele Differentialsperren entwickelt. Aber solche Differentialsperren weisen einen gemeinsamen Nachteil auf, dass der Wagen nicht abgebogen werden kann, wenn der Differentialantrieb gesperrt ist und dadurch die erforderliche Zugkraft entfaltet ist. Umgekehrt, wenn der Wagen abgebogen werden kann, kann erforderliche Zugkraft bei der Fahrt des Wagens auf dem schlammigen Weg nicht entfaltet werden, so dass der Wagen nicht reibungslos weiterfahren kann.

In Patentschrift CN ZL98100725.2 ist eine Lösung für Rutschproblem von Rädern bekannt, wobei das Rutschproblem von den Rädern bei der Fahrt auf dem schlammigen Weg vermieden ist. Wenn aber der Wagen auf gutem Weg fährt, darf er nur mittels des Vorderachse-Antriebes oder des Hinterachse-Antriebes getrieben werden. In Gebrauchsmusterschrift CN ZL99208786 ist ein normal ineinandergegriffener Universaldifferentialantrieb bekannt, wobei die Probleme von Differential zwischen Ränder bzw. Achsen, sowie von Ineinandergreifen der Differentiale gelöst sind. Aber solcher Differentialantrieb weist Nachteil auf, dass sein Aufbau kompliziert und sein Volumen recht groß ist, da eine Rutschkontroller in dem mittleren Bereich angeordnet ist.

Beschreibung der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe, die obengenannten Probleme zu vermeiden und ein normal ineinandergegriffener Universaldifferentialantrieb anzugeben, wobei er folgende Vorteile aufweist:
einfachen Aufbau, gute Funktionstüchtigkeit, reduziertes Volumen und erleichterte Montage.

Der vorliegende ineinandergegriffene Universaldifferentialantrieb, bestehend im wesentlichen aus folgenden vier Differentialen:
einem zentralen Zusammensetzungsdifferential, das in dem mittleren Bereich des normal ineinandergegriffenen Universaldifferentialantriebes angeordnet ist und aus einem gemeinsamen Pivot sowie aus einem aufeinander aufsteckbaren inneren und einem äußeren Differential besteht;
zwei seitlichen Differentialen, die jeweils an zwei Enden des genannten zentralen Zusammensetzungsdifferential in Reihe geschaltet sind, wobei jedes seitliche Differential eine massive Achshälfte, ein mit der massiven Achshälfte verbundenes Zahnrad und eine hohle Achshälfte, ein mit der hohlen Achshälfte verbundenes Zahnrad aufweist, wobei ein Ende von zwei massiven Achshälften jeweils durch entsprechende Zahnräder für hohle Achshälfte und massive Achshälfte geführt und an der Außenseite der zwei hohlen Achshälften herausgeführt sind, währen das andere Ende von zwei massiven Achshälften jeweils durch zwei Achshälfte-Zahnräder des zentralen inneren Differential miteinander verbunden sind, wobei zwei hohle Achshälften der zwei seitlichen Differentiale mit einem Paar der in diagonaler Richtung gegenüberliegenden Räder verbunden sind, während zwei massive Achshälften mit dem anderen Paar der in diagonaler Richtung gegenüberliegenden Räder verbunden sind, wobei ein Planetenrad von dem zentralen äußeren Differential mit zwei Zahnkränzen verzahnt sind, die an dem Gehäuse von seitlichen Differentialen angeordnet sind; und zwei
zwei Kraftverteilern, die jeweils treibendes Zahnrad und getriebenes Zahnrad für die Kraftverteilung umfassen, wobei das treibende Zahnrad und das getriebene Zahnrad mit einander verzahnt sind, und die genannten zwei seitlichen Differentiale, die jeweils an beiden Enden des zentralen Zusammensetzungsdifferentials in Reihe geschaltet sind, durch diese zwei Kraftverteiler mit Rädern verbunden sind.

Bei dem erfindungsgemäßen normal ineinandergegriffenen Universaldifferentialantrieb ist ein zentrales Zusammensetzungsdifferential vorgesehen, das aus Differentials in der Mitte in aufsteckbarer Weise zusammengebaut ist, wobei seine beiden Enden jeweils mit einem seitlichen Differential in Reihe geschaltet und dann mit Kraftverteilern verbunden sind, wobei der unabhängige Betrieb von vier Ausgangsachshälften miteinander beschränkt ist, während die vier Ausgangsachshälften selbst funktionieren, so dass die vier Ausgangsachshälften durch die Kombination von vier Differentialen nach dem Bedarf des Antriebes für die Wagenräder in beliebiger Weise ein neues Differential bilden kann, wenn irgend ein Rad oder mehr als eins Räder seine oder ihre Antriebskraft verloren hat oder haben. Dadurch ist das Problem des Differentialantriebes zwischen Rädern und zwischen Achsen, sowie zwischen in diagonaler Richtung gegenüberliegenden Rädern gelöst. Dadurch ist erreicht, den Wagen auch auf dem schlammigen Weg in der Gebirgsgegend und auf dem unebenen und holprigen Weg im Hügelgebiet reibungslos zu fahren und sicher abzubiegen, oder bei der Fahrt auf der Autobahn ist gleichzeitiges beliebiges Differential von vier Rädern zu erreichen, ohne Leistungszirkulation, keine parasitäre Oszillation ist erzeugt, es ist nicht von unterschiedlichem Durchmesser der Räder beeinflusst. Dadurch ist der Aufbau vereinfacht, das Volumen erheblich reduziert und die Montage erleichtert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend ist die vorliegende Erfindung in Verbindung mit Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 der erfindungsgemäße normal ineinandergegriffene Universaldifferentialantrieb in Schnitt;
Fig. 2 Schnitt des erfindungsgemäßen normal ineinandergegriffenen Universaldifferentialantriebes nach Fig. 1 entlang A-A Linie, wobei das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehmomentausgangs dargestellt ist;
Fig. 3 Schnitt des erfindungsgemäßen normal ineinandergegriffenen Universaldifferentialantriebes nach Fig. 1 entlang A-A Linie, wobei das dritte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehmomentausgangs dargestellt ist; und
Fig. 4 Schnitt des erfindungsgemäßen normal ineinandergegriffenen Universaldifferentialantriebes nach Fig. 1 entlang A-A Linie, wobei das vierte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehmomentausgangs dargestellt ist.

Ausführungsform

Wie in Zeichnungen dargestellt, besteht der erfindungsgemäße normal ineinandergegriffene Universaldifferentialantrieb aus vier zusammenkombinierten Differentialen und zwei Kraftverteilern, wobei der Kraftverteiler ein treibendes Zahnrad 9 und ein getriebenes Zahnrad 10 für Kraftverteilung umfasst; vier Differentiale, die innere und äußere Differentiale mit einem gemeinsamen Pivot 2 sind und in dem mittleren Bereich in aufsteckbarer Weise zu einem zentralen Zusammensetzungsdifferential 1 zusammengebaut sind, an dessen beiden Enden jeweils ein seitliches Differential 3 in Reihe geschaltet ist; das seitliches Differential 3 zwei Achshälften, nämlich eine massive Achshälfte 4 und eine hohle Achshälfte 5 aufweist, wobei die massive Achshälfte 4 mit einem massive Achshälfte-Zahnrad 7 und die hohle Achshälfte 5 mit einem hohle Achshälfte-Zahnrad 8 verbunden ist, die massive Achshälfte 4 durch das hohle Achshälfte-Zahnrad 8 und die hohle Achshälfte geführt und an ihrer Außenseite herausgeführt ist, und gleichzeitig über das treibende Zahnrad 9 für die Kraftverteilung und das getriebene Zahnrad 10 für Kraftverteilung jeweils mit Rädern verbunden ist, wobei zwei hohle Achshälften 5 und zwei massive Achshälften 4 jeweils mit in diagonaler Richtung gegenüberliegenden Rädern verbunden sind. Wie in Fig. 4 dargestellt, wird die Treibrichtung der massiven Achshälfte 4 durch den auf einer Seite des Rades angeordneten Reduktor verändert. Ein Ende der zwei massiven Achshälften 4 von zwei seitlichen Differentialen 3 ist über zwei Achshälfte-Zahnräder 6 des zentralen inneren Differentials miteinander verbunden, zwei Achshälfte-Zahnräder 6 des zentralen inneren Differentials und zwei massive Achshälfte-Zahnräder 7 sind jeweils über massive Achshälfte 4 einstückig integriert, das Planetenrad 18 des zentralen äußeren Differentials ist mit zwei an dem Gehäuse der seitlichen Differentiale 3 angeordneten Zahnkränzen 11 verzahnt, wobei der Zahnkranz 11 direkt an dem Gehäuse der seitlichen Differentiale ausformbar ist oder vorangefertigt und dann am Gehäuse befestigt ist; das getriebene Zahnrad 15 des Hauptreduktors ist am Gehäuse 16 des zentralen Zusammensetzungsdifferentials befestigt, so dass das zentrale Zusammensetzungsdifferential 1 und die zwei seitlichen Differentiale 3 gleichzeitig in Drehung gebracht sind. Das innere und das äußere Differential des zentralen Zusammensetzungsdifferentials sind durch eine Stahlkugel zwischen ihnen gehalten, während das äußere und das seitliche Differential auch durch eine Stahlkugel zwischen ihnen und ihren Gehäusen gehalten sind.
Wenn das Rutschproblem der zwei in diagonaler Richtung gegenüberliegenden Räder oder der zwei einseitigen Räder gleichzeitig auftritt, wird ein neues Differential durch zwei seitliche Differentiale und mit ihnen verbundene Achshälfte-Zahnräder des zentralen inneren Differentials gebildet, so dass ein Differential zwischen zwei sich nicht rutschenden Rädern erzeugt ist und dadurch der Wagen bei der Fahrt reibungslos getrieben ist. Da zwei massive Achshälften der zwei seitlichen Differentiale bei dem erfindungsgemäßen normal ineinandergegriffenen Universaldifferentialantrieb über das zentrale Zusammensetzungsdifferential miteinander verbunden ist, das Planetenrad des zentralen äußeren Differentials mit zwei am Gehäuse der seitlichen Differentiale befestigten Zahnkränzen verzahnt ist, sind das Differential zwischen Rädern und zwischen Achsen, sowie das Ineinandergreifen erreicht. Bei der Fahrt auf dem Ödland, wenn das vornrechte Rad in der Luft hängt, nämlich sich das vornlinke Rad, das durch die massive Achshälfte getrieben ist, nicht dreht, so dreht sich das mit dieser massiven Achshälfte verbundene Zahnrad der vorderen Achshälfte des zentralen inneren Differentials nicht und dreht sich das Zahnrad der hinteren Achshälfte des zentralen inneren Differentials und das mit dem genannten Zahnrad verbundene massive Achshälfte-Zahnrad dreht, so dass das hinterrechte Rad durch die hintere massive Achshälfte in Drehung getrieben ist. In diesem Fall ist das hinterrechte Rad, das mit der hinteren massiven Achshälfte verbunden ist, mit dem vornrechte Rad in einer selben Seite, das heißt, dass der Wagen reibungslos fahren kann, wenn mindestens ein Rad in einer Seite nicht in der Luft hängt. Daher kann der Wagen weiterfahren, wenn die in diagonaler Richtung gegenüberliegenden Räder auf dem Boden liegen.
Beim Abbiegen des Wagens ist das Differential zwischen den Achsen von Vorderrädern und Hinterrädern durch das zentrale äußere Differential und das zentrale innere Differential erreicht, aus denen ein Differential in synchronisierter Weise den beiden in Reihe geschalteten seitlichen Differentialen abgegeben ist. Das Differential zwischen dem vorderen und dem hinteren Rad bzw. zwischen dem linken und dem rechten Rad ist durch das zentrale innere Differential und die beiden in Reihe geschalteten seitlichen Differentiale erreicht.
Dabei ist die Leistung aus dem hohle Achshälfte-Zahnrad mittels der Verzahnung des treibenden Zahnrades der hohlen Achshälfte und des getriebenen Zahnrades des Kraftverteilers abgegeben; zwei Achshälfte- Zahnräder des zentralen inneren Differentials sind jeweils mittels der Reiheschaltung der massiven Achshälfte mit dem benachbarten Achshälfte- Zahnrad einstückig integriert, und durch die Verzahnung des treibenden Zahnrades des Kraftverteilers mit dem getriebenen Zahnrad des Kraftverteilers oder mit der massiven Achshälfte ist das Drehmoment jeweils zu den in diagonaler Richtung gegenüberliegenden Rädern übertragen.
Die Funktionsweise zur Erreichung des Differentials zwischen den Achsen ist: das Pivot des zentralen Differentials - das Planetenrad des zentralen äußeren Differentials - die Zahnkränze, die am Gehäuse der an beiden Enden in Reihe geschalteten Differentiale angeordnet sind - das zentrale innere Differential.
Die Funktionsweise zur Erreichung des Differentials zwischen den Räder, zwischen in diagonaler Richtung gegenüberliegenden Rädern ist: das Pivot des zentralen Differentials - das Planetzahnrad des zentralen äußeren Differential-Zahnkränze, die am Gehäuse der zwei in Reihe geschalteten seitlichen Differentiale angeordnet sind - das zentrale innere Differential.
Die Funktionsweise zur Erreichung des Differentials zwischen den Rädern und zwischen in diagonaler Richtung gegenüberliegenden Rädern ist: das Pivot des zentralen Differentials - das Planetzahnrad des zentralen inneren Differentials - zwei Achshälfte-Zahnräder des zentralen inneren Differentials - das Planetenrad der in Reihe geschalteten seitlichen Differentials - zwei hohle Achshälfte-Zahnräder - zwei hohle Achshälften - zwei massive Achshälfte- Zahnräder und zwei massive Achshälften.
In Fig. 2 und 4 ist die Funktionsweise zur Erreichung der Kraftverteilung dargestellt: die Zahnräder der beiden Enden in Reihe geschalteten hohlen Achshälften - hohle Achshälften - das treibende Zahnrad des Kraftverteilers - das getriebene Zahnrad des Kraftverteilers; das Achshälfte-Zahnrad des zentralen inneren Differentials - das Zahnrad der an beiden Enden in Reihe geschalteten massiven Achshälften - massive Achshälfte - das treibende Zahnrad des Kraftverteilers - das getriebene Zahnrad des Kraftverteilers.
In Fig. 3 ist die Funktionsweise zur Erreichung der Kraftverteilung dargestellt: die Zahnräder der an beiden Enden in Reihe geschalteten hohlen Achshälften - hohle Achshälften - das treibende Zahnrad des Kraftverteilers - das getriebene Zahnrad des Kraftverteilers; die Achshälfte-Zahnräder des zentralen inneren Differentials - die Zahnräder der an beiden Enden in Reihe geschalteten massiven Achshälften - massive Achshälften.
Der erfindungsgemäße normal ineinandergegriffenen Differentialantrieb ist in längster Richtung am Fahrwerk in dem mittleren Bereich angeordnet und ist in das Wagenabdomen zurückziehbar. Da der vorliegende Differentialantrieb braucht keine Triebsachse, so sind ebenes Unterteil des Wagens, reduzierter Luftwiderstand und reduzierte Hubkraft, gute Durchfahrtfähigkeit, erhöhte Fahrwerkhöhe und Sparsamkeit von Brennstoff erreicht. Da insbesondere ein Rutschkontroller bei dem konventionellen Aufbau nicht mehr erforderlich ist, so sind der Aufbau vereinfacht und rationalisiert, das Volumen reduziert und die Montage und Durchfahrtfähigkeit optimiert. Da außerdem die Stahlkugel zur Haltung verwendet ist, ist die Reibkraft reduziert und das Antriebsverhalten dadurch verbessert.
Der erfindungsgemäße ineinandergegriffene Differentialantrieb ist für die Anwendung bei Wagen mit allen getriebenen Rädern, Traktoren, Panzerkampfwagen, Baumaschinewagen und Arbeitsfahrzeug geeignet.

Claims

1. Ein normal ineinandergreifender Universaldifferentialantrieb, bestehend aus:
einem zentralen Zusammensetzungsdifferential, das in dem mittleren Bereich des normal ineinandergegriffenen Universaldifferentialantrieb angeordnet ist und aus einem gemeinsamen Pivot und aus einem inneren und äußeren Differential, die in aufsteckbarer Weise zusammengebaut sind, besteht;
zwei seitlichen Differentialen, die jeweils an zwei Enden des genannten zentralen Zusammensetzungsdifferential in Reihe geschaltet sind, wobei jedes seitliche Differential eine massive Achshälfte, ein mit der massiven Achshälfte verbundenes Zahnrad und eine hohle Achshälfte, ein mit der hohlen Achshälfte verbundenes Zahnrad aufweist, wobei ein Ende der zwei massiven Achshälften jeweils durch entsprechende Zahnräder der hohlen Achshälfte und die hohle Achshälfte geführt sind, so dass die massive Achshälfte und die hohle Achshälfte in aufsteckbarer Weise zusammengebaut sind, und die massive Achshälfte an der Außenseite der zwei hohlen Achshälften herausgeführt ist, wobei das andere Ende der zwei massiven Achshälften jeweils über zwei Achshälfte-Zahnräder des zentralen inneren Differentials miteinander verbunden ist, wobei zwei hohle Achshälften des seitlichen Differentials mit einem Paar der in diagonaler Richtung gegenüberliegenden Räder verbunden sind, wobei zwei massive Achshälften mit dem anderen Paar der in diagonaler Richtung gegenüberliegenden Räder verbunden sind, wobei ein Planetenrad des zentralen äußeren Differentials mit zwei Zahnkränzen verzahnt sind, die an dem Gehäuse des seitlichen Differentials angeordnet sind;
und zwei Kraftverteilern, die jeweils ein treibendes und ein getriebenes Zahnrad des Kraftverteilers umfassen, wobei das treibende und das getriebene Zahnrad miteinander verzahnt sind, und die genannten zwei seitlichen Differentiale, die jeweils an beiden Enden des zentralen Zusammensetzungsdifferentials in Reihe geschaltet sind, jeweils über zwei Kraftverteiler mit Rädern verbunden sind.

2. Universaldifferentialantrieb nach Anpruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten zwei Achshälfte-Zahnräder des zentralen inneren Differentials jeweils über zwei massive Achshälften des seitlichen Differentials mit dem Zahnrad der massiven Achshälfte zusammen verbunden sind, und dass hohle Achshälften und massive Achshälften des seitlichen Differentials jeweils mit zwei treibenden Zahnrädern der Kraftverteiler verbunden sind.

3. Universaldifferentialantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei treibende Zahnräder des Kraftverteilers, die mit massiven und hohlen Achshälften verbunden sind, jeweils mit zwei getriebenen Zahnrädern des Kraftverteilers in externer Weise verzahnt sind.

4. Universaldifferentialantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei mit massiven Achshälften verbundenen treibenden Zahnräder des Kraftverteilers mit seinen getriebenen Zahnräder in externer Weise verzahnt sind, während die mit hohlen Achshälften verbundenen treibenden Zahnräder des Kraftverteilers mit seinen getriebenen Zahnräder in formschlüssiger Weise verzahnt sind.

5. Universaldifferentialantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Achshälften-Zahnräder des zentralen inneren Differentials jeweils über zwei massive Achshälften der seitlichen Differentiale mit den Zahnrädern der massiven Achshälften zusammen verbunden sind, während zwei massive Achshälften aber nicht mit den treibenden Zahnrädern des Kraftverteilers verbunden sind, sondern direkt mit Ausgang verbunden sind, dass zwei hohle Achshälften jeweils mit den treibenden Zahnrädern des Kraftverteilers verbunden sind.

6. Universaldifferentialantrieb nach einem von den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere und das innere Differential, das äußere Differential und sein Gehäuse, und zwei seitliche Differentiale und ihre Gehäusen sind jeweils durch eine Stahlkugel jeweils zwischen ihnen gehalten sind.