DE1400651A1

DE1400651A1 - Kraft-UEbertragungs-Mechanismus

Info

Publication number: DE1400651A1
Application number: DE19611400651
Authority: DE
Inventors: Hegar Harry J; Seliger James M
Original assignee: HY TORQ PRODUCTS CORP
Current assignee: HY TORQ PRODUCTS CORP
Priority date: 1960-06-14
Filing date: 1961-02-02
Publication date: 1968-10-17
Also published as: GB923987A

Description

Patentanwälte J *^r * ι

E. Maemecke Dr. W. ί—.

Berlin-Llchterfelde-Weet Hamburg 36 1400651

RlngstraO· 10 Itplanad· se» TelegramnvAdreesei Döllnerpatent Berlin Ttltgramm-AdrauB ι Döllnerpatent Hamburg Telefon ι 73 13 4« Telefon· 34 «1 31 HAMBURG 36, «»planade 3· α

^l Februar 1961

üY-TORQ PRODUCTS CORFQEAiDION Beschreibung

PRODUCTS CORPORATION, Nevada, 3o3 ö.E. 172nd Avenue, portland, Oregon

Kraft-Übertragungs-Mechanismus

Für diese Anmeldung wird die rriorität aus der üS-Patentanmeldung vom 14-_oJuni 196o, uS.Ser. No. 35 93o in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kraft-Übertragungs-Mechanismus und insbesondere einen differentialartigen mechanismus für Kraftfahrzeuge und andere Maschinen·

Eine Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung eines automatischen Differential-Antriebs-Mechanismusses, der aufbaumässig durch das Fehlen eines verhältnismässig teuren

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Differentialgetriebes und dessen Ersatz durch Mittel gekennzeichnet ist, die wirkungsvoller als ein üblicher Differential-Antriebs-Mechanismus sind.

Insbesondere liegt eine Aufgabe der Erfindung in der Herstellung eines Differential-Mechanismusses, der in seiner Anwendung an Motorfahrzeugen, wie Personenkraftwagen , Lastkraftwagen, Zugmaschinen, Hebefanrzeugen, Hol2trä:^;;ern und dergl. und/oder anderen Maschineneinrichtungen, in welchen ein Differential-Antriebs-Mechanismus angewendet wird,absolut zwangsläufig das rechte und linke Rad sowohl in Vorwärts- als auch Rückwärtsrichtung antreibt, und der die Leistung an ein Rad liefert, sofern das andere Had keine oder nur geringe Zugkraft ausübt. Das steht im Gegensatz zu einer üblichen Type eines Differential-Llechanismusses, bei welchem das Rad mit geringer Zugkraft Leistung empfängt, welche unbenutzt verbraucht wird.

• Eine andere Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung eines automatischen Leistungs-Differential-Antriebs-Mechanismus ses der oben beschriebenen Art, der das Fahrzeug bei allen Geschwindigkeiten von selbst stabil macht, indem eine Seitenschwingung und Wanderbewegung verhindert wird. Das ist eine wirkungsvolle automatische Hilfe, um das Fahrzeug nach einer Kurve auf einem geraden Kurs zu halten, unabhängig davon, ob die Drehung nach rechts oder links unter Antrieb gemacht worden ist, oder wenn

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Leerlauf gefahren wird, immer mit dem Ergebnis, dass ein Schleudern oder Gleiten des Fahrzeuges auf der Strasse ausgeschlossen, wenn nicht absolut verhindert wird, und zwar unabhängig davon, ob Überland-Strassenbedingungen vorhanden sind oder nicht, die die Art des Fahrzeuges unter der Voraussetzung berücksichtigen, dass es zwangsläufig Bodenhaftung hat.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt in der Herstellung eines Mechanismusses der oben beschriebenen" Art, welcher bei seiner Anwendung an einem Kraftfahrzeug die rechten und linken Räder während einer Geradeausf ahrt, einer Drehung oder Kurvenbewegungen des Fahrzeuges unabhängig voneinander antreiben kann, ob die Fahrt nun auf verschlamp ten, vereisten oder schneebedeckten Strassen oder Böden ".; erfolgt. Immer wird eine völlige und vollendete Differen-tialwirkung der Räder sichergestellt, wenn das Fahrzeug in anderer als Geradeausfahrt läuft. Dabei tritt der zusätzliche Vorteil auf, dass im Falle des Bruches der rechten oder linken Halbachse der unterteilten Radachse der an — dere Abschnitt das Fahrzeug vortreiben wird, um sicheren,'«* stellen, dass dasselbe die Fahrt in normaler Weise fort— . ^?i setzen kann, bis die Reparatur durchgeführt werden kann« Das ist anders als ein Stillstand auf der Strass· oder den Boden, was unter gleichen Bedingungen bei üblichen,, betypen der Differential-Meonanismen der fall eein wür4*_t die allgemein in Gebrauch sind·

Die Erfindung ist besser unter Bessug auf die beigefügten., Zeichnungen zu verstehen, wobei sugleich zusätzliche

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Aufgaben ersichtlich, werden. In der Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel darstellen, zeigen:

Figur It einen Längssphnitt eines die Grundlagen der

Erfindung aufweisenden Differential-Mechanismus sea im Schnitt längs der Linie I - I in Fig. 2$

Figur 21 einen Querschnitt längs der Linie II - II in Fig. 1;

Figur 3: einen Schnitt länge der Linie III - III in Fig. bei Darstellung der Verriegelungs-Antriebsmittel Herstellung einer Antriebsverbindung;

Figur 4ι «inen Schnitt längs der Linie IY - IV la Fig.

*ur Darstellung von Einzelheiten der Verriegelungs· Antriebemittelj

Figur 51 «ine ins einzeln« gehende Ansicht eines Teiles

der Yerriegelunge-Antriebsmittel aur Darstellung γ besonderer Steuer-Einrichtungen, ««loh« «ine neue Zueammenwirlcung awl β ehe η dessen Elementen -jl^irbeif uhren· ^:--_

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*ui ftie^tiichnungeii B«»üs «enommen

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01· IrfinÄUng beeitet in ihrer bevorzugten Aueführungsforni

in For»_; eines tylindriscbÄji (MlUitises 0,

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das aus einem, drehbaren, ringförmigen Hauptteil-Abschnitt und den Endabschnitten 18 und 18' besteht, weiche die Enden des Hauptteil-Abschnittes schliessen. Der Hauptteil und die Endabschnitte sind durch Kopf-Schrauben 26 einteilig miteinander verbunden, die durch geeignete öffnungen an umfangsmässig voneinander entfernten Stellen in den Endabschnitten hindurchgehen und in mit Gewinde versehenen Bohrungen in dem Abschnitt 6 eingeschraubt sind.

Die jfindabschnitte 18, 18' sind mit rechten und linken rohrförmigen Lageransätzen 5 be zw. 15 für innere Laufringe von Wälzlagern 25 versehen, welche äussere Laufringe haben, die starr in einem Gehäuse 16 abgestützt sind. Für den vorliegenden Zweck kann das Gehäuse an dein hinteren und/oder vorderen Ende des Fahrzeuges angeordnet sein, 7/i.e erwünscht ist, und es stützt, wie ersichtlich, das Gehäuse C ab.

Ber Hauptteil-Abschnitt 6 des Gehäuses C ist mit einem Flansch 28 versehen, an welcnem starr koaxial zu dem Gehäuse mittels Nieten oder Bolzen 27 ein Sahnkranz 17 befestigt ist..Der Zahnkranz 17 kämmt bleibend mit einem Ritzel 19 und wird von diesem angetrieben. Das Ritzel ist in einem geringe Reibung aufweisenden Lager 52 in dem vorderen rohrförmigen Ansatz des Acnsengehauses 16 gelagert und an der üblichen Antriebswelle 2o befestigt.

Rechte und linke angetriebene Segmente 7 bezw. 8 in der Form zylindrischer rohrförmiger Körper sind koaxial in dem Hauptteil-Abschnitt 6 angeordnet und mit diametral

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abgesetzten Ansätzen versehen, die in den Ansätzen 5 bezw. 15 der Endabschnitte gelagert sind. Die getriebenei Segmente 7 und 8 haben keilverzahnte Verbindungen 3o bezw. 29 mit den inneren Enden von unabhängig verdrehbaren Wellen 15» 14-, die in der dargestellten Ausführungsforin der Erfindung die rechten und linken Achsenabschnitte A, A' einer unterteilten Radachse sind.

Die treibenden Elemente besitzen in einem Käfig gehaltene" Rollen 9 und Io, welche auf den Umfang der mittleren angetriebenen Segmente 8 bezw. 7 wirken und infolgedessen durch das Segment über eine iieilv/irxung angetrieben werden. Die Keilwirkung wird durch hyperbolische Ausschnitts oder gekrümmte Flächen 25 erzeugt, welche in gleichüic.ssioje.i Abständen an dem inneren Umfang des ringförmigen Antriebs-Hauptteil-Abschnitts 6 angeordnet sind. Ein Zwecke eines derartigen Aufbaues liegt in eine;a grösseren Kontakt,oder eine grössere Antriebsverbindungsfläche wird geschaffen,· als in üblichen Differentialtypen, so dass ein zwangsläufigerer Antrieb herbeigeführt wia?d. Die Anzahl der treibenden Elemente 9 oder Io entsprechen der Anzahl der hyperbolischen Ausschnitte 25« Die treibenden Elemente haben die Form gehärteter runder Metallstangen, deren Acnsen parallel zu der Achse des Hauptteil-Abschnittes 6 verlaufen. Die Rollen 9 und Io können keilartig zwischen dem Hauptteil- Abschnitt 6 und den getriebenen Teilen 8 und 7 in Eingriff kommen, um die entsprechenden Aclisenabs chnit te . anzutreiben oder dieselben für Differentialbewegungen freizumachen.

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Die Rollen Io sind in Radi als chlitzen in einem Käfig 11 rohrförmiger Gestalt (Fig« 2, 3 und 5) genalten, und die Rollen 9 sind in Radialschlitzen in einem ähnlichen Käfig 12 gefangen. Beide Käfige 11 und 12 sind drehbar auf den getriebenen Segmenten 7 bezw. 8 gelagert»

Bine Reibungsvorrichtung 33, die einen aus Neopren-Stoffen hergestellten O-Ring besitzen kann, ist zwischen den getriebenen Teil 7 "^iid den Käfig 11 und zwischen, den getriebenen Teil 8 und den Käfig 12 eingesetzt und stützt eich reibungsmässig an diesen getriebenen Teilen ab» Dadurch wird eine leichte "Verzügerungswirkung hervorgerufen, um die Rollenkäfige 11 und 12 in den gewünschten Stellungen au halten·

Wie in Fig. 5 ersichtlich ist, hat der Käfig 12 einen Keil oder Vorsprung 34, der sich über dös eine Ende und in einer Richtung parallel zur Achse des Käfigs, hinaus— erstreckt. In dem zusammengebauten Zustand ragt dieser Keil in einem verbreiterten Keil-AufnahmesohlitB 55 i& de&· ,Käfig 11. In der bevorzugten Anordnung kann eh Paar zusammenarbeitender Keile und Keilfährungen an solchen Einheiten vorgesehen und diametral angeordnet sein·

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Die Keilführungen haben eine grossere Brette ale die Keile 3A-, und für den vorliegenden Zweck und unter Beiuguahae

'■·'■■' ■ ■ ' ■ -·. auf die Pig. 2, 3 oder 4 umfasst die Relativbewegung der

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Käfige, die durch den Keil und die Keilführung zugelassen wird, annähernd eine Hälfte des Abstandes des gesamten Wanderungsweges eine Rolle 9 oder Io von einer Seite des hyperbolischen Ausschnittes zu der anderen Seite. Ein derartiger Aufbau schafft eine verbesserte Differential— wirkung, die nun beschrieben werden wird·

Be wird an genommen ι dass ein erfindungsgemässer Mechanismus in ein Kraftfahrzeug eingebaut ist und dass die Antriebsleistung an die Antriebswelle 2o angelegt wird, um den Zahnkranz 1? und somit das Gehäuse 6 über das Ritzel 19 in einer Sichtung zur Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges anzutreiben· Diese Reibung entspricht der Drehrichtung des Gehäuses, welche durch die Pfeile in den Fig. 3 und 4 angegeben ist. Fährt das Fa&raeug geradeaus und haben die rechten und linken Hinterräder gleiohmässige Straesenhaftung, so nehmen die Antriebe elemente die in Fig. 3 gezeigte Extremstellung ein, in die Rollensätze 9 und Io durch die Arbeitsflächen 25 der Antriebeelemente an den Umfangen der entsprechenden getriebenen Teile 8 und 7 verkeilt werden, so dass sie dieselben »wangeläufig antreiben und somit das rechte und linke fiad ein und dieselbe Geschwindigkeit haben.

Jedoch bei Aueführung.einer Linkskurve unter Antriebskraft, wird beispielsweise das linke Rad (Achse A¹) «wangeläufig durch die Rollen 9 angetrieben, während das schneller laufend· rechte Rad, das nun eine Differentialwirkung benötigt» durch den schneller laufenden rechten auge-

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triebenen Teil 7 veranlasst, dass der Reibungsring 33 den [ Rollenkäfig 11 entgegen dem Urzeigersinn durch eine für die Rollen genügende Drehstrecke zieht, dass diese von ihrem Keiltrieb-Verhältnis an den Arbeitsflächen der treibenden Kammer 25, wie in Fig. 2 gezeigt ist, frei kommen, und in die in dieser S'igur gezeigte Leerlaufstellung bewegt werden, in welcher der Rollenkäfig 11 in einer neutralen Stellung angehalten wirdο Eine derartig neutrale Stellung wird durch Zusammenarbeit der Keile 34- und der Keilführungen 35 herbeigeführt, d. h. ein solcher Käfig kann sich nicht mehr als den halben Weg der Wanderung der Rollen in den Segmenten 25 in entgegengesetzter Richtung bewegen«

Bei Ausführung einer Rechtskurve unter Antriebskraft wird das rechte Rad nun durch die Rollen Io positiv angetrieben, während das schneller laufende linke Rad, das nun die Differentialwirkung erfordert, über den schneller laufenden getriebenen Teil 8 bewirkt, dass der Reibungsring 33 den Rollenkäfig über eine genügende Dreh— strecke mitzieht, dass die Rollen 9 aus ihrer verkeilten Antriebslage an den Arbeitsflächen der treibenden Elemafce 6 ausser Eingriff kommen und in ihre neutrale oder Le erlaufstellung bewegt werden» Diese entspricht der Stellung, welche vorher von den Rollen Io bei Durchführung einer Linkskurve unter Antriebsleistung eingenommen worden ist, so dass der getriebene Teil 8 in dem Gehäuse 6 frei um-

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laufen kann, wobei eine wahre DifferentialwirKung unabhängig von dem Radius der Kurve auftritt»

Sollte die Antriebskraft während der Geradeausfahrt des Fahrzeuges von der Yortriebswelle 2ο abgenommen werden,werden die Käfige 11 und 12 durch den Reibungsring 35 mitgenommen, so dass eine Verschiebung der Rollen Io bezw. 9 iijdie andere äusserste Stellung bek wirkt wird. Dann verriegeln sie. sich an den entgegengesetzten Arbeitsflächen der treibenden Elemente, um die zwangsläufige Antriebsverbindung zu der Antriebswelle 2o aufrechtzuerhalten·

Sollte die Leistung von der Antriebswelle während der Ausführung einer Rechtskurve oder Linkskurve abgenommen werden, bewirkt das in der Kurve schneller laufende Aussenrad, dass die Rollen 9 oder Io, Je nach der Kurve, die treibenden Elemente in die Stellung gemäss Fig. 3 treiben und sich an. den Arbeitsflächen 25 der Elemente verriegeln, während die anderen Rollen in ihrer Freilaufstellung bleiben. Dadurch wird dem inneren Rad, unabhängig von dem Radius der Kurve,eine wahre Differentialwirkung erteilt.

Die gLeiche Differentialwirkung wird erhalten, wenn das Fahrzeug mit oder ohne Antriebsleistung entweder in äner geraden Fahrt oder bei Ausführung von Kurven rückwärts

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- Io -

fährt. Sollte ein Rad in einer ausgefahrenen Spur oder unter irgendeiner Strassenbedxngung steckenbleiben, in welcher ein Rad grössere Zugkraft als das andere hat, wirkt das treibende Element 6 und die Rollensätze 9 oder Io, je nachdem, wie es der Fall ist, mit den entsprechenden getriebenen Teilen 8 oder 7 zusammen, um den getriebenen Teil automatisch in einer treibenden Stellung zu verriegeln, damit das Rad mit der grösseren Zugkraft in Wirkungsverbindung mit der Antriebswelle gebracht wird, wenn sie angetrieben ist, bis die Zugkraft beider Räder ausgeglichen ist· Dadurch wird ein Verlust der Leistung an dem Rad mit geringerer Zugkraft vermieden, was bei üblichen, getzt verwendeten Differentialmechanismen der Fall ist-,

Bs wird darauf hingewiesen, dass die Ausführungsform der Erfindung, die hier offenbart und beschrieben ist, ale bevorzugtes Beispiel anzusehen ist, und dass verschiedene Änderungen in der Form, der Grosse und Anordnung der Teile vorgenommen werden können, ohne von dem Wesen der Erfindung oder aus dem Bereich der beigefügten Ansprüche abzuweichen·

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Claims

Patentanwalt··

E. Maemecke ^ Dr. W. Kühl

Berlin-Llchterfelde-Weet Hamburg 36

RlngstraBe 10 Esplanade sea

Telegramm-Adressei Dullnerpatent Berlin Telegramm-Adresse: Dollnerpatent Hamburg

Telefon 1 73 13 46 Telefon ι 34 61 31

HAMBURG 36, Esplanade It«

1. Februar 1961

HY-TORQ PRODUCTS CORPORATION

r Patentansprüche

le Differential-Antriebs-Mechanismus mit einem drehbaren Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse ein Paar ümfangsflachen aufweisender jangetriebener Teile vorgesehen ist, zwischen denen und dem Gehäuse Rollen ,zur Herstellung einer Antriebsverbindung in jeder Richtung durch eine Keilwirkung der Rollen zwischen dem Gehäuse und den getriebenen Teilen angeordnet sind, und dass Steuereinrichtungen auf die Rollen einwirken, um die Rollen aufgrund eines Differential-Bedürfnisses des Mechanismusses von dem angetriebenen Teil ausser Eingriff zu bringen.

2· Differential-Antriebs-Mechanismus insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Käfige, welche die Rollen zwischerTllem Gehäuse und den ge triebenen Tfeilen lagern, vorgesehen sind und ringförmige

..809803/0023 ' ^{BAD 0RfG1NAL}

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Reibungsmittel auf einen Käfig einwirken, um die Hollen infolge eines Differential-Bedürfnisses des lviechanismusses von einem getriebenen Teil ausser eingriff zu bringen.

3ο Mechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Keibungsmittel einen O-Ring besitzt.

4-e Differential-Antriebs-Mechanismus mit einem drehbaren Gehäuse, insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch in dem Umfang entweder des liehäuses oder des getriebenen '.Teiles vorgesehene Ausnehmungen, welche hyperbolische Krümmung haben, wobei Rollen zwischen dem Gehäuse und den getriebenen xeilen angeordnet und in den Ausnehmungen zur verstellung einer Antriebsverbindung zwischen dem Gehäuse und den getriebenen Teilen in jeder Drehrichtung durch eine Keilwirkung eingefangen sind, und Steuereinrichtungen auf die rollen einwirken, um diese infolge eines Differential-Bedürfnisses von einem der getriebenen Teile des Mechanismusses ausser Eingriff zu bringen.

5. Differential-Antriebs-Mechanismus mit einem drehbaren Gehäuse, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar koaxial in dem Gehäuse gelagerter Teile vorgesehen und zwischen dem gehäuse und den getriebenen '!'eilen zur Herstellung einer Antriebsverbindung durch Keilwirkung zwischen diesen Rollen gelagert sind, für welche ein Paar Käfige arbeitsmässig auf den getriebenen Teilen gelagert sind, wobei in den Käfigen zusammenwirkend ein Keil und eine Keil— führung zur Einstellung der Käfige vorgesehen sind, um die Rollen infolge eines Differential- Bedürfnisses

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des Mechanismusses von dem getriebenen Teil ausser Eingriff zu bringen.

6. Differential-Antriebs-Mechanismus, insbesondere nach Anspruch 5_? gekennzeichnet durch Einrichtungen, welche mit den Käfigen zusammenarbeiten, um sie einzustellen, so dass die Rollen aufgrund eines Differential- Bedürfnisses des Mechanismusses von einem getriebenen Teil ausser Eingriff gebracht werden.

7· Differential-Antriebs-Mechanismus, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar icoaxialer, stirnseitig zueinander ausgerichteter eingetriebener und unabhängig drehbarer Teile in dem Genäuse gelagert ist, an dem Umfang entweder des Gehäuses oder der getriebenen Teile Ausnehmungen mit hyperbelförmiger Krümmung- vorgesehen sind, in welchen Rollen zur Herstellung einer Antriebsverbindung in jeder Drehrichtung durch eine Keilwirkung zwischen dem Gehäuse und den getriebenen Teilen gelagert sind, wobei auf den getriebenen Teileu ein Paar Käfige betriebsmässig gel&gert ist, in welchen ein Keil und eine Keilführung zur Einstellung der Käfige zusammenarbeiten, um die Hollen infolge eines Differential-Bedürfnisses des Mechanismusses von einem der getriebenen Teile ausser Eingriff zu bringen«

8« Differential-Antriebs-Mechanismus, insbesondere nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen zur

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Herstellung einer Antriebsverbindung in jeder Drehriehtung durch Keilwirkung in den Ausnehmungen von deren einer Seite zu der anderen beschränkt beweglich vorgesehen sind, und dass der Keil und die Keilführung so ausgeführt sind, dass sie eine Relativdrehung der Käfige gleich annähernd einer Hälfte der beschränkten Bewegung der Rollen in den Ausnehmungen zulassen, um die Rollen infolge eines Differential-Bedürfnisses des Mechanismusses von dem getriebenen Keil ausser Eingriff zu bringen.

Patentanwalt·

Moemejdce,

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