-
Mit dem Ausgleichgetriebe verbundenes Umlaufrädergetriebe für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft ein mit dem Ausgleichgetriebe verbundenes Umlaufrädergetriebe
für Kraftfahrzeuge, bei dem ein im Achsgetriebegehäuse gelagertes, das Ringrad des
Umlaufrädergetriebes bildendesAntriebsglied vorgesehen ist, ein die Ausgleichkegelräder
tragender Ausgleichräderträger gleichzeitig die mit dem Ringrad in Eingriff befindlichen
Umlaufräder trägt und ein mit den Umlaufrädern kämmendes Sonnenrad auf einer eine
der Achswellen konzentrisch umgebenden, zum Schalten des Umlaufrädergetriebes in
dessen Längsrichtung verschiebbaren Steuerhülse angeordnet ist. Die Steuerhülse
ist in der Schaltstellung, in der das Sonnenrad nur mit den Umlaufrädern kämmt,
mittels einer auf ihr angeordneten Verzahnung mit einer ortsfesten Verzahnung im
Eingriff. In einer anderen Stellung greift die Steuerhülse mittels des mit den Umlaufrädern
im Eingriff befindlichen Sonnenrades in eine am Ausgleichräderträger angeordnete
Verzahnung ein. Das Ausgleichgetriebe ist ferner durch eine auf einer der Achswellen
drehfest, aber axial verschiebbar angeordnete Kupplungsmuffe sperrbar.
-
Bei einem mit dem Ausgleichgetriebe verbundenen Umlaufrädergetriebe
dieser Art ist in der einen Schaltstellung das Sonnenrad festgehalten und damit
die niedrige Geschwindigkeitsstufe eingeschaltet, während in der anderen Schaltstellung
das Umlaufrädergetriebe in sich verblockt ist und auf die hohe Geschwindigkeit geschaltet
ist. Die zum Schalten dieser Geschwindigkeitsstufen axial verschiebbare Steuerhülse
ist auf einer der Achswellen angeordnet. Zum Sperren des Ausgleichgetriebes ist
eine axial verschiebbare, jedoch undrehbar mit der anderen Achswelle verbundene
Kupplungshülse angeordnet. Diese mit Zähnen versehene Kupplungsmuffe kann mit einer
Klauenverzahnung auf einer Verlängerung des Ausgleichräderträgers zum Eingriff kommen.
Dieser Eingriff kann dabei bei beiden eingeschalteten Geschwindigkeiten erfolgen.
-
Anordnungen für den Antrieb von Fahrzeugachsen mit zwei Geschwindigkeiten
werden in der Praxis im allgemeinen nur bei Lastkraftwagen angewendet. Bei schlüpfrigem
Untergrund, Schlamm od. dgl. können die Fahrzeugräder jedoch in erheblichem Maße
einsinken, so daß der Widerstand gegen eine Vorwärts-oder Rückwärtsbewegung sehr
hoch sein kann. Es ist daher wesentlich, daß das maximale Drehmoment, das auf die
Fahrzeugräder übertragen werden kann, in gewissem Umfang begrenzbar ist, um eine
Beschädigung der Achswellen zu vermeiden. Diese Begrenzung des Drehmoments erreicht
man beim bekannten, mit dem Ausgleichsgetriebe verbundenen Umlaufrädergetriebe dadurch,
daß die Betätigungshebel oder das Betätigungsgestänge für die Schaltung der zwei
Geschwindigkeiten und für die Sperre des Ausgleichgetriebes so gegeneinander verriegelt
sind, daß die Sperre des Ausgleichgetriebes nicht eingelegt werden kann, solange
das Umlaufrädergetriebe auf die niedrigere der beiden Geschwindigkeiten geschaltet
ist. Dazu werden aber eigene Sperrmittel benötigt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mit dem Ausgleichgetriebe
verbundenes Umlaufrädergetriebe zu schaffen, bei dem das Ausgleichgetriebe so sperrbar
ist, daß die Sperre nur dann eingelegt werden kann, wenn das Umlaufrädergetriebe
auf hohe Geschwindigkeit geschaltet ist, ohne daß dazu eigene Sperrmittel vorgesehen
zu werden brauchen.
-
Zum Lösen dieser Aufgabe besteht die Erfindung bei einem mit dem Ausgleichgetriebe
zusammengebauten Umlaufrädergetriebe der eingangs genannten Art darin, daß die Steuerhülse
eine Verzahnung, z. B. eine Stirnverzahnung, trägt, in die nur in der Schaltstellung,
in der das mit der Steuerhülse verbundene
Sonnenrad in die Umlaufräder
und in die am Ausgleichräderträger vorgesehene Verzahnung eingreift, eine Verzahnung
der mit der einen Achswelle drehfest, aber axial begrenzt verschiebbar verbundenen
Kupplungsmuffe einschiebbar ist.
-
In Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß ein die
Kupplungsmuffe verschiebender Kupplungshebel in seiner Bewegung in Richtung des
Eintritts der Verzahnungen durch eine Anschlagfläche im Achsgetriebegehäuse begrenzt
ist.
-
Durch das mit dem Ausgleichgetriebe verbundene Umiaufrädergetriebe
nach der Erfindung ist auf einfache Weise ein sperrbares Ausgleichgetriebe geschaffen,
bei dem die Sperrung nur in dem Gang mit dem kleineren Übersetzungsverhältnis, welcher
der höheren Geschwindigkeit entspricht, vorgenommen werden kann. Das bedeutet insofern
einen erheblichen Vorteil, als dadurch die Gefahr vermieden wird, daß ungewöhnlich
große Drehmomente auf das Ausgleichgetriebe und die Achswellen durch einen unerfahrenen
Fahrzeugführer übertragen werden, der auf diese Weise daran gehindert wird, die
Ausgleichgetriebesperre gerade dann zu benutzen, wenn das höhere Übersetzungsverhältnis
und damit die niedrigere Geschwindigkeitsstufe eingeschaltet ist.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des mit dem Ausgleichgetriebe
verbundenen Umlaufrädergetriebes nach der Erfindung im Längsschnitt in der durch
die Achswellen gehenden Ebene dargestellt, das in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert wird.
-
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Achsgetriebe 10 mit einem
als Umlaufrädergetriebe 13 ausgebildeten Geschwindigkeitswechselgetriebe, das in
einer Getriebekammer 12 des Achsgetriebegehäu- ; ses 11 angeordnet ist. Der Antrieb
des Achsgetriebes 10 erfolgt über eine Eingangswelle 14, die das eingeleitete Drehmoment
auf das Umlaufrädergetriebe 13 überträgt, von dem dieses über ein Ausgleichgetriebe
28 auf die seitlich herausragenden Achswellen 15 und , 1.6 geleitet wird, die mit
den Antriebsrädern verbunden sind.
-
Das Achsgetriebegehäuse 11 besteht aus einem Ge-
häuseteil 19
und einem Deckel 20, die die Getriebekammer 12 bilden, sowie aus den Achsrohren
23 und 24, wobei diese durch die Schrauben 21 und 22 miteinander verbunden sind.
In den sich seitlich von der Getriebekammer 12 erstreckenden Achsrohren 23 und 24
sind die Achswellen 15 und 16 koaxial zueinander angeordnet.
-
Das Umlaufrädergetriebe 1.3 weist ein in der Getriebekammer 12 angeordnetes,
das Ausgleichgetriebe 28 und das Umlaufrädergetriebe 13 einschließendes Antriebsglied
27 auf. Das Antriebsglied 27 wird durch die beiden Teile 30 und 31, die mit Hilfe
von Bolzen 32 zusammengeschraubt sind, gebildet, wobei der Teil 30 das Ausgleichgetriebe
28 umschließt und im Teil 31 das Ringrad vorgesehen ist, das mit den Umlaufrädern
29 im Eingriff steht.
-
Der Gehäuseteil 19 des Achsgetriebegehäuses 11 umfaßt einen nach vorn
herausragenden Stützteil 34, in dem ein rückwärts liegendes Wälzlager 35 sowie ein
Paar von vorderen Wälzlagern 36 angeordnet sind. Die Wälzlager 35 und 36 dienen
zur Lagerung der Eingangswelle 14 und eines mit ihr verbundenen Kegelritzels. Das
Antriebsglied 27 des Umlaufrädergetriebes 13 ist mit einem Tellerrad 38 verbunden,
das mit dem Kegelritzel 37 kämmt. Das Tellerrad 38 umgibt den gesamten Umfang des
Antriebsgliedes 27 und enthält einen ringförmigen Verbindungsteil 40, der mit Hilfe
der Bolzen 32 zwischen die Teile 30 und 31 des Antriebsgliedes gespannt ist.
-
Der Gehäuseteil 19 hat weiterhin ringförmige Stütz= teile
41 und 42, in denen die Wälzlager 43 und 44
angebracht
sind, durch die das Antriebsglied 27 des Umlaufrädergetriebes 13 in der Getriebekammer
12 drehbar gelagert ist. Die Außenringe der Wälzlager 43 und 44 sind dazu in den
Stützteilen 41 und 42 befestigt, während das Antriebsglied 27 seinerseits nach entgegengesetzten
Richtungen herausragende hohle Stützträger 45 und 46 aufweist, die
die Innenringe dieser Wälzlager tragen.
-
Das Ausgleichgetriebe 28 besteht aus einem Paar seitlicher Achswellenkegelräder
49 und 50 mit den Naben 51 und 52, in denen die inneren Teile der Achswellen 15
und 16 mit Hilfe von Keilverzahnungen 53 und 54 befestigt sind, während die Ausgleichkegelräder
56 in die seitlichen Achswellenkegelräder eingreifen und drehbar auf einem Ausgleichräderträger
57 angeordnet sind. Die Ausgleichkegelräder 56 treiben die seitlichen Achswellenkegelräder
49 und 50 an und übertragen damit das Drehmoment über die Achswellen 15 und
16 auf die Antriebsräder und bewirken auch eine Ausgleichwirkung zwischen den Achswellen
15 und 16, wie sie bei Achsantrieben für Fahrzeuge allgemein bekannt
ist, wenn das eine oder andere Antriebsrad nacheilt.
-
Das als Umlaufrädergetriebe 13 ausgebildete Geschwindigkeitswechselgetriebe
besteht aus einem im Antriebsglied 27 vorgesehenen Ringrad 58, das mit dem Tellerrad
38 in Verbindung steht, den mit dem Ringrad 58 in Eingriff befindlichen Umlaufrädern
29,
die drehbar auf dem Ausgleichräderträger 57 gelagert sind. Der Ausgleichräderträger
57 gehört also auf diese Weise sowohl zu dem Ausgleichgetriebe 28 als auch
zu dem Umlaufrädergetriebe 13 insofern, als die Ausgleichkegeiräder 56 und die Umlaufräder
29 drehbar darauf gelagert sind. Die Ausgleichkegelräder 56 sind in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel dadurch drehbar auf dem Ausgleichräderträger 57 gelagert, daß
eine quer verlaufende Achse 60 mit ihren äußeren Enden von Teilen des Ausgleichräderträgers
getragen wird. Die Umlaufräder 29 sind auf im Ausgleichräderträger 57 angebrachten
Bolzen 61 drehbar gelagert.
-
Der Ausgleichräderträger 57 besitzt einen hohlen Teil 63, der das
Ausgleichgetriebe 28 umschließt, und einen ringförmigen Teil 64, die miteinander
beispielsweise durch Haltestifte 65 od. dgl. verbunden sind. Der Ausgleichräderträger
57 ist drehbar im Antriebsglied 27 gelagert. Dazu ist der hohle Teil 63 an den seitlich
herausragenden Naben 51 und 52 der Achswellenkegelräder 49 und
50 gelagert, und der Umfang des ringförmigen Teils 64 ist drehbar
in einer Ausnehmung des Teils 31 des Antriebsgliedes 27 angeordnet.
-
Die Bolzen 61 für die Umlaufräder 29 sind mit ihren Enden in dem hohlen
Teil 63 und dem ringförmigen Teil 64 des Ausgleichräderträgers 57 befestigt und
dienen neben der Lagerung der Umlaufräder 29 noch zur Verbindung des hohlen und
des ringförmigen Teiles 63 und 64 des Ausgleichsräderträgers 57.
-
Das Umlaufrädergetriebe 13 besitzt außerdem noch eine Steuerhülse
66, die die Achswelle 16 umgibt und
sich auf dieser verschieben
läßt. Die Steuerhülse 66 ist zum Schalten des Umlaufrädergetriebes 13 verschiebbar
und weist zum Kuppeln mit anderen Teilen und zum Abstützen am ortsfesten Achsgetriebegehäuse
Verzahnungen auf.
-
Die Steuerhülse 66 ist an ihrem inneren Ende als Sonnenrad 68 ausgebildet,
das dauernd mit den Umlaufrädern 29 kämmt. Die Steuerhülse 66 ist ferner mit einer
Außenverzahnung 69 versehen und weist an dem äußeren, dem Sonnenrad abgewandten
Ende eine Stirnverzahnung 70 auf. Die Außenverzahnung 69 dient dabei in Verbindung
mit einer ortsfesten Verzahnung zum Festhalten der Steuerhülse 66, und die Stirnverzahnung
70 wirkt mit einer Stirnverzahnung 81 einer auf der Achswelle 16 angeordneten, mit
dieser drehfest aber axial verschiebbaren Kupplungsmuffe 80 zusammen.
-
Die Verbindung des Sonnenrades 68 mit dem Ausgleichräderträger 57
erfolgt durch die Verzahnung 25 des Sonnenrades 68, die in eine im ringförmigen
Teil 64 des Ausgleichräderträgers 57 angeordnete Innenverzahnung 71 einschiebbar
ist.
-
Zum Festhalten der Steuerhülse 66 ist diese in die innere Endlage
verschiebbar, in der die Verzahnung 25 des Sonnenrades 68 nur mit der Verzahnung
59 der Umlaufräder kämmt.
-
Die Außenverzahnung 69 der Steuerhülse 66 wirkt dann mit einer Innenverzahnung
72 zusammen, die an einem im Achsgetriebegehäuse einschraubbaren Haltering 73 sitzt,
der zugleich das Wälzlager 44 axial festlegt.
-
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, haben sowohl die Innenverzahnungen
71 und 72 am Ausgleichräderträger 57 und am Haltering 73, als auch die Außenverzahnung
69 und die Stirnverzahnung 70 an der Steuerhülse bestimmte Abstände
voneinander, und die Zahnbreite der Verzahnung 25 des Sonnenrades weist eine darauf
abgestellte Zahnbreite auf.
-
Die Steuerhülse 66 kann eine innere Stellung einnehmen, in der das
Sonnenrad 68 nur mit den Umlaufrädern kämmt, wobei durch die miteinander in Eingriff
befindliche Außenverzahnung 69 und Innenverzahnung 72 die Steuerhülse 66 und damit
das Sonnenrad 68 festgehalten ist. In dieser Stellung schlägt die Steuerhülse 66
gegen die Nabe 52 des Achswellenkegelrades 50 an, und das festgehaltene Sonnenrad
68 des Umlaufrädergetriebes 13 bildet den Reaktionsteil desselben.
-
Die Steuerhülse 66 ist in der Zeichnung in ihrer äußeren Stellung,
in der sie drehbar ist, wiedergegeben. Dabei ist die Verzahnung 25 des Sonnenrades
68 mit der Innenverzahnung 71 am Ausgleichräderträger 57 und mit der Verzahnung
59 der Umlaufräder im Eingriff, so daß das Umlaufrädergetriebe 13 in sich gesperrt
ist.
-
Um die Steuerhülse 66 aus ihrer inneren Stellung, in der sie festgehalten
ist, in ihre äußere Stellung, in der sie drehbar ist, und umgekehrt zu verschieben,
ist eine ringförmige Nut 75 in der Steuerhülse 66 in der Nähe ihres äußeren Endes
vorgesehen, in die ein Verschiebehebel 76 eingreift. Der Verschiebehebel
76 ist an dem Achsgetriebegehäuse 11 drehbar, beispielsweise um einen Stift
77 gelagert, und kann mit Hilfe einer Schaltvorrichtung 78 betätigt werden.
-
Das Achsgetriebe 10 enthält weiterhin eine Ausgleichgetriebesperre,
die durch die Stirnverzahnung 70 der Steuerhülse 66 und durch eine verschiebbare
Kupplungsmuffe 80 gebildet wird, die eine Stirnverzahnung 81 für die Zusammenarbeit
mit der Stirnverzahnung 70 aufweist. Die Kupplungsmuffe 80 ist längs der Achswelle
16 axial verschiebbar, mit dieser jedoch über eine Keilverzahnung drehfest verbunden.
-
Beim axialen Verschieben der Kupplungsmuffe 80 auf der Achswelle 16
nach innen kommt die Stirnverzahnung 81 mit der Stirnverzahnung
70 in Eingriff, wenn die Steuerhülse 66 in ihrer äußeren Stellung ist. Ein
Verschieben der Kupplungsmuffe 80 nach außen bewirkt dann eine Entkupplung der beiden
Stirnverzahnungen 70 und 81.
-
Die Kupplungsmuffe 80 kann dazu durch irgendwelche Betätigungsmittel
verschoben werden. In dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist
dazu in der Kupplungsmuffe 80 eine Ringnut 83 vorgesehen, in die ein verschwenkbarer
Kupplungshebel 84 eingreift. Der Kupplungshebel 84 ist mit Hilfe der drehbaren Lagerkugel
85 schwenkbar im Achsgetriebegehäuse 11 angeordnet und wird vorzugsweise
willkürlich bedient, wobei die Übertragung durch ein Gestänge 86 auf den Kupplungshebel
84 erfolgt.
-
Eine Anschlagfläche 87 am Achsgetriebegehäuse 11 arbeitet mit dem
Kupplungshebel 84 zusammen, um das Ausmaß der Verschiebung der Kupplungsmuffe 80
in Richtung auf die Steuerhülse 66 zu begrenzen, so daß die Stirnverzahnung 81 nicht
mit der Stirnverzahnung 70 an der Steuerhülse 66 zum Eingriff kommen kann, wenn
die Steuerhülse 66 in ihre innere Stellung verschoben worden ist, in der sie festgehalten
wird.
-
Aus der Darstellung des mit dem Ausgleichgetriebe verbundenen Umlaufrädergetriebes
in der Zeichnung und aus der bisherigen Beschreibung ist ersichtlich, daß damit
das Ausgleichgetriebe 28 je nach der Stellung der Steuerhülse 66 mit zwei verschiedenen
Geschwindigkeiten angetrieben werden kann. Weiterhin ist erkennbar, daß bei Verschieben
der Steuerhülse 66 in ihre äußere, drehbare Stellung, die in der Zeichnung wiedergegeben
ist, die Kupplungsmuffe 80 mit der Steuerhülse 66 verbindbar ist, wodurch
das Ausgleichgetriebe 28 gesperrt wird, so daß keine Ausgleichwirkung zwischen den
Achswellen 15 und 16 und keine relative Drehung zwischen den Antriebsrädern des
Fahrzeugs herbeigeführt werden kann, wie dies beim Schleudern der Antriebsräder
sonst vorkommt.
-
Die Schaltstellungen der Steuerhülse 66 und der Kupplungsmuffe 80
sollen im folgenden noch etwas ausführlicher beschrieben werden. Ist die Steuerhülse
66 nach rechts in die innere nicht drehbare Stellung geschoben, dann wird sie dadurch
gegen Drehung festgehalten, daß die Außenverzahnung 69 mit der feststehenden Innenverzahnung
72 zum Eingriff kommt, wodurch das Sonnenrad 68 Reaktionsglied des Umlaufrädergetriebes
13 wird. Das über das Tellerrad 38 eingeleitete Drehmoment wird von diesem auf das
Antriebsglied 27 übertragen. Das im Antriebsglied 27 gebildete Ringrad 58 dreht
sich somit mit der Drehzahl des Tellerrades 38 und treibt die Umlaufräder 29 an,
die sich auf dem feststehenden Sonnenrad 68 abwälzen. Dadurch wird der die Umlaufräder
29 tragende Ausgleichräderträger 57 mit einer verringerten Drehzahl angetrieben,
von dem das folglich erhöhte Drehmoment über das Ausgleichgetriebe 28 auf die Achswellen
15 und 16 übertragen wird.
-
In dieser Schaltstellung ist das Sonnenrad 68 außer Eingriff mit der
Innenverzahnung 71 des Ausgleichräderträgers
57 und ermöglicht
eine Drehung des letzteren mit relativ unterschiedlicher Drehzahl. Die Stirnverzahnung
70 der Steuerhülse 66 ist dabei nach innen von der Stirnverzahnung 81 abgerückt
und liegt außerhalb des Verschiebebereiches der Kupplungsmuffe 80, da das
Ausmaß der Verschiebebewegung der Kupplungsmuffe 80 durch die Anschlagfläche 87
begrenzt wird.
-
Die Achswelle 16 kann daher in dieser Schaltstellung der Steuerhülse
66 nicht mit dieser verbunden werden.
-
In dieser Schaltstellung ist die Drehzahl der Achswellen 15 und 16
niedrig, und das Ausgleichgetriebe 28 ist während dieser Zeit voll wirksam und gleicht
Drehzahlunterschiede zwischen den Achswellen 15 und 16 aus. Somit kann das Fahrzeug
beim Fahren von Kurven oder unter bestimmten anderen Bedingungen, beispielsweise
während des Fahrens auf einer schlammigen Straße, mit einem eingeschalteten Ausgleichgetriebe
angetrieben werden.
-
Ist die Steuerhülse 66 andererseits nach außen in ihre drehbare Stellung
verschoben, wie sie in der Zeichnung wiedergegeben ist, dann greift das Sonnenrad
68 in die Innenverzahnung 71 des Ausgleichräderträgers 57 ein, während seine Verzahnung
25 immer noch im Eingriff mit der Verzahnung 59 der Umlaufräder 29 ist. Dies bewirkt
eine Verriegelung des Umlaufrädergetriebes 13, so daß das über das Tellerrad 38
eingeleitete Drehmoment mit der L7bersetzung 1: 1 mittels des verblockten Umlaufrädergetriebes
13 auf das Ausgleichgetriebe 28 übertragen wird. Dadurch wird eine höhere Drehzahl
der Achswellen 15 und 16 erreicht. Die Außenverzahnung 69 der Steuerhülse 66 ist
in dieser Schaltstellung außer Eingriff mit der Innenverzahnung, wobei die Stirnverzahnung
70 der Steuerhülse 66 im Verschiebebereich der Kupplungsmuffe 80 liegt.
-
In dieser Schaltstellung kann willkürlich die Kupplungsmuffe 80 betätigt
werden, um die Stirnverzahnung 81 mit der Stirnverzahnung 70 zum Eingriff zu bringen
und dadurch die Steuerhülse 66 mit der Achswelle 16 zu verbinden. Diese Verbindung
der Achswelle 16 mit der Steuerhülse 66 verhindert jede relative Drehbewegung zwischen
dem Ausgleichräderträger 57 und der Achswelle 16, so daß das Ausgleichgetriebe 28
gesperrt ist.
-
Das mit dem Ausgleichgetriebe verbundene Umlaufrädergetriebe nach
der Erfindung erreicht also die obenerwähnten Wirkungen, wobei der Gesamtaufbau
äußerst einfach und zweckmäßig ist und zusätzliche ; Sperrteile zwischen den Betätigungshebeln
oder zwischen den Betätigungsgestängen vermieden sind.