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Selbstsperrendes Ausgleichgetriebe für Kraftfahrzeuge Die Erfindung
betrifft ein selbstsperrendes Ausgleichgetriebe für Kraftfahrzeuge, mit einem angetriebenen
Ausgleichgetriebegehäuse, in welchem auf mit dem Ausgleichgetriebegehäuse verbundenen
Zapfen drehbar gelagerte Ausgleichkegelräder vorgesehen sind, die mit auf den gegenüberliegenden
Achswellen drehbar und axial verschiebbar angeordneten Achswellenkegelrädem kämmen,
deren axiale Auswärtsverschiebung durch das Ausgleichgetriebegehäuse begrenzt ist,
wobei die Achswellenkegelräder an ihrer Stirnseite mit Schrägflächen versehene Kupplungszähne
aufweisen, die mit entsprechenden Schrägflächen von an zwischen den Achswellenkegelrädern
vorgesehenen, mit den Achswellen drehfest verbundenen Antriebsgliedern angeordneten
Kupplungszähnen zusammenwirken, wodurch der abhängig vom eingeleiteten Drehmoment
aus den Schrägflächen entstehenden Axialschub eine zum Sperren des Ausgleichgetriebes
vorgesehene Reibungskupplung belastet.
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Derartige Ausgleichgetriebe dienen dazu, auf beide Antriebsräder eines
Kraftfahrzeugs selbst dann ein beträchtliches Antriebsmoment zu übertragen, wenn
eines der Antriebsräder wenig oder keinen Reibungsdruck hat.
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Aus der USA.-Patentschrift 2 932 218 ist bereits ein Ausgleichgetriebe
der vorstehend beschriebenen Art bekannt, bei welchem zwischen jedem der Achswellenkegelräder
und dem Ausgleichgetriebegehäuse eine zum Sperren des Ausgleichgetriebes vorgesehene
Reibungskupplung vorgesehen ist. Bei diesem selbstsperrenden Ausgleichgetriebe müssen
aber nachteilig zwei Kupplungen verwendet werden, die zudem zum Ausüben einer gleichen
Sperrwirkung auf beide Achswellen genau gleich wirken müssen, was meist nur schwer
erreichbar ist. Außerdem müssen in nachteiliger Weise zum Aufbringen der Sperrwirkung
die Achswellenkegelräder gegenüber den Ausgleichkegelrädern bewegt werden, wodurch
sich deren Eingriffsverhältnisse ändern, und letztlich müssen auch noch Flächen
des Ausgleichgetriebegehäuses als Kupplungsflächen ausgebildet werden, was dazu
führt, daß beim Auswechseln der Reibungskupplungen auch das Gehäuse ausgetauscht
werden muß.
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Weiterhin sind selbstsperrende Ausgleichgetriebe bekannt, bei denen
zwischen den Achswellenkegelrädern direkt Kupplungsmittel wirken. Während die Kupplungsmittel
bei einem dieser Ausgleichgetriebe (USA.-Patentschrift 1104 005) eine
konstante Sperrung ausüben, welche bei der übertragung von großen Drehmomenten unerheblich
ist und bei der übertragung von geringen Drehmomenten zu stark sperrt und somit
nur sehr unvollkommen arbeitet, sind die Kupplungsmittel bei einem anderen bekannten
Ausgleichgetriebe (USA.-Patentschrift 2 624 216) erst von einer bestimmten
Drehzahl in Eingriff bringbar und stellen dann eine formschlüssige Verbindung zwischen
den Achswellenkegelrädem her. Hierbei wirkt sich nachteilig aus, daß bei geringen
Drehzahlen noch keine Sperrung auftritt und beim Ansteigen der Drehzahl die Sperrung
schlagartig eintritt. Dieses Ausgleichgetriebe arbeitet also auch nur sehr unvollkommen.
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Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber die Schaffung eines selbstsperrenden
Ausgleichgetriebes, bei welchem eine im Verhältnis zum Drehmoment gleichmäßig ansteigende
Sperrwirkung ausgeübt wird, bei welchem die Nachteile der vorstehend genannten Ausgleichgetriebe
nicht mehr auftreten, welches einfach aufgebaut ist, bei welchem alle Kupplungsteile
leicht auswechselbar sind und welches unter größtmöglicher Schonung der benötigten
Zahnräder arbeitet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem eingangs beschriebenen
Ausgleichgetriebe dadurch gelöst, daß jedes Antriebsglied axial verschiebbar auf
seiner Achswelle gelagert ist und zwischen den Antriebsgliedem die zum Sperren des
Ausgleichgetriebes vorgesehene Reibungskupplung angeordnet ist.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes zur Gewährleistung
einer gleichmäßig ansteigenden Sperrwirkung kann darin bestehen, daß die Reibungskupplung
eine Anzahl achsgleich angeordneter Reibscheiben aufweist, von denen der eine Satz
von Reibscheiben in Drehrichtung formschlüssig
mit dem einen Antriebsglied
und der andere Satz Reibscheiben mit dem anderen Antriebsglied in Drehrichtung formschlüssig
verbunden ist. Weiterhin kann zur Erzielung einer leichteren Montierbarkeit der
Reibungskupplung auf einer Außenkeilververzahnung des einen Antriebsglieds eine
Hülse mit einer Innenkeilverzahnung aufgeschoben sein, die auch mit einer Außenkeilverzahnung
des einen Satzes der Reibscheiben in eine Axialbewegung zulassendem Eingriff steht,
und eine Innenkeilverzahnung des anderen Satzes von Reibscheiben mit einer Außenkeilverzahnung
des anderen Antriebsglieds in eine Axialbewegung zulassender Verbindung stehen.
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In der Zeichnung ist ein in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutertes
Ausführungsbeispiel des selbstsperrenden Ausgleichgetriebes nach der Erfindung im
Schnitt dargestellt.
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Das selbstsperrende Ausgleichgetriebe weist ein angetriebenes Ausgleichgetriebegehäuse
auf, das aus einem Gehäuseteil 10 und einem entlang seiner lotrechten Mittelebene
daran befestigten Deckel 11 besteht. Der Gehäuseteil 10 ist mit einem
Flansch 12 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Tellerrads versehen, das in ein
entsprechendes Antriebsritzel eingreift, um auf herkömmliche Weise das Antriebsdrehmoment
auf das Ausgleichgetriebe zu übertragen. Der Deckel 11 und der Gehäuseteil
10 sind jeweils mit Naben 13 bzw. 14 versehen, an denen das Ausgleichgetriebegehäuse
über nicht dargestellte Lager in einem Achsgetriebegehäuse drehbar gelagert ist.
Die Naben 13 und 14 sind mit Bohrungen 15 bzw. 16
versehen,
die von den Achswellen 17 durchsetzt werden.
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Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß das Ausgleichgetriebe mit Ausnahme
von Achswellenkegelrädern 39 und Antriebsgliedem 40 und 41 in herkömmlicher
Weise aufgebaut ist. Ausgleichkegelräder 42 stehen mit den Achswellenkegelrädern
39 im Eingriff und sind auf mit dem Ausgleichgetriebegehäuse verbundenen
Zapfen 43 angebracht und relativ zu diesen drehbar.
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Die Achswellenkegelräder 39 sind drehbar auf den Achswellen
17 angeordnet und weisen stirnseitige Kupplungszähne 44 mit Schrägflächen
auf, die mit an der Rückseite der Antriebsglieder 40 und 41 ausgebildeten, entsprechende
Schrägflächen aufweisenden Kupplungszähnen 45 im Eingriff stehen. Durch die zusammenwirkenden
Schrägflächen der Kupplungszähne 44 und 45 werden die Antriebsglieder ungeachtet
der Richtung des eingehenden Drehmoments in Axialrichtung einwärts verschoben.
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Das Antriebsglied 40 besitzt an seinem Außenumfang eine Außenkeilverzahnung
46, die mit einer in einer Innenbohrung einer Hülse 48 vorgesehenen Innenkeilverzahnung
47 im Eingriff steht und deren Funktion später beschrieben werden wird. Dieses Antriebsglied
40 ist drehfest, aber axial verschiebbar mit der einen Achswelle 17 verbunden,
während das andere Antriebsglied 41 mit der anderen Achswelle 17
drehfest,
aber axial verschiebbar verbunden ist. Dieses Antriebsglied 41 weist eine Nabe 49
mit einer Außenkeilverzahnung 50 auf, die der Innenkeilverzahnung 47 der
Hülse 48 gegenüberliegt und konzentrisch zu dieser angeordnet ist.
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Die Ausbildung und Anordnung der mit Schrägflächen versehenen Kupplungszähne
44 und 45 und der Antriebsglieder 40 und 41 bildet das Betätigungsmittel zum Belasten
einer zwischen den Antriebsgliedern 40 und 41 angeordneten Reibungskupplung, welche
die Achswellenkegelräder 39 durch Reibung miteinander verbindet und ihre
freie Drehung sperrt. Die beschriebene Reibungskupplung besteht aus zwischen den
Antriebsgliedern 40 und 41 angeordneten, ineinandergefügten Reibscheiben
51 und 52, von denen der Satz Reibscheiben 51 drehfest aber
axial verschiebbar über die Innenkeilverzahnung 47 mit der Hülse 48 verbunden ist,
während der andere Satz Reibscheiben 52 drehfest, aber axial verschiebbar
durch die Außenkeilverzahnung 50 mit dem Antriebsglied 41 gekuppelt ist.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist dazu jede Reibscheibe
52 mit einer Innenkeilverzahnung versehen, die mit der Außenkeilverzahnung
50 des Antriebsglieds 41 im Eingriff steht, während jede Reibscheibe
51 eine mit der Innenkeilverzahnung 47 der Hülse 48 kämmende Außenkeilverzahnung
aufweist.
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Im Betrieb wird das Antriebsdrehmoment von der Antriebsmaschine auf
das Ausgleichgetriebegehäuse in herkömmlicher Weise übertragen. Beim Drehen des
Ausgleichgetriebegehäuses wird das Antriebsdrehmoment auf die Zapfen 42 und über
die Ausgleichkegelräder 42 auf die gegenüberliegenden Achswellenkegelräder
39 übertragen. Dieses Antriebsdrehmoment wird dann durch die im Eingriff
miteinander stehenden Kupplungszähne 44 und 45 der Achswellenkegelräder
39 und der Antriebsglieder 40 und 41 auf letztere übertragen. Da die Kupplungszähne
44 und 45 zusammenwirkende Schrägflächen besitzen, trachtet das angelegte Drehmoment
danach, die Antriebsglieder 40 und 41 in Axialrichtung einwärts zu verschieben.
Durch diesen einwärts gerichteten Axialschub der Antriebsglieder 40 und 41 werden
die Reibscheiben 51 und 52 zusammengepreßt und stellen somit zwischen
den Antriebsgliedem 40 und 41 eine Reibungsverbindung her, so daß die Achswellenkegelräder
39 als eine Einheit umlaufen.
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Aus der vorangehenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Erfindung
ist es ersichtlich, daß das eingegebene Antriebsdrehmoment vom getriebenen Ausgleichgetriebegehäuse
auf die Ausgleichkegelräder und damit auch auf die gegenüberliegenden Achswellenkegelräder
übertragen wird, die ihrerseits die zwischen ihnen angeordnete Reibungskupplung
betätigen. Es ist zu beachten, daß die Reibung zwischen den Reibscheiben nicht ausreicht,
die Achswellenkegelräder miteinander zu verbinden, aber andererseits groß genug
ist, die Bewegung zwischen ihnen zu behindern. Die erzeugte Bremskraft beschränkt
die Ausgleichwirkung der Achswellenkegelräder, verhindert sie jedoch nicht.
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Der Reibungswiderstand gegenüber der ungehinderten Ausgleichwirkung
bewirkt eine übertragung eines Antriebsdrehmoments auf beide Antriebsräder des Fahrzeugs,
selbst wenn sich eines der Antriebsräder auf rutschigem Untergrund befindet und
wenig oder gar keine Bodenhaftung hat. Wenn die Ausgleichwirkung benötigt wird,
beispielsweise, wenn das Fahrzeug eine Kurve durchfährt, wird das Antriebsdrehmoment
gewöhnlich vermindert, und es ist somit, wenn überhaupt, nur eine geringe Beeinträchtigung
der Ausgleichwirkung des Ausgleichgetriebes durch die Reibungskupplung vorhanden.