DE1405966C - Antriebsvorrichtung für all radangetriebene Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvor- kraft über ein Wechselgetriebe nicht nur auf die hinrichtung für allradangetriebene Kraftfahrzeuge, bei teren Straßenräder, sondern ebenfalls auf die vordenen die Differentialwirkung eines zentralen Diffe- deren Straßenräder übertragen, wobei ein zentrales rentials unter der Steuerung eines Paares von auf Differential (nicht dargestellt) zwischen der vorderen einer Nebenwelle angeordneten Einwegreibungskupp- 5 und hinteren Antriebswelle und die herkömmlichen lungen begrenzt ist, von denen jede einen angetrie- Differentialgetriebe zwischen den hinteren Straßenbenen Laufteil und einen Überholteil umfaßt und rädern und zwischen den vorderen Straßenrädern einen Druckteil aufweist, der mit einem der Lauf- zwischengeordnet sind. Das zentrale Differential teile und Überholteile schraubenförmig verbunden dient dazu, das vom Fahrzeugmotor erzeugte Drehist, um einen begrenzten Betrag relativer Dreh- und io moment zwischen den Antrieben zu den vorderen Axialbewegung zwischen ihnen zu erlauben und von und hinteren Differentialgetrieben aufzuteilen, denen jede zwischen dem dazugehörigen Druckteil Das zentrale Differential weist in üblicher Weise

und einem Widerlager liegt, das mit beiden Druck- einen Planetenträger, Planetenräder, die auf einer teilen der Reibungskupplungen während des Vor- innerhalb des Planetenträgers befestigten Welle gelawärtsfahrens zusammenarbeitet, um die Wirkung des »5 gert sind, und ein Paar gegenüberliegender, koaxialer zentralen Differentials zu begrenzen, wobei mit dem Sonnenräder auf. Über den Planetenträger wird dem Widerlager eine Steuervorrichtung verbunden ist, um zentralen Differential mittels einer durch den Motor das Widerlager und damit die Reibungskupplungen angetriebenen Welle das Drehmoment über ein außer Wirkung zu setzen. Schaltgetriebe zugeleitet. Die Sonnenräder übertragen

Bei einer derartigen Antriebsvorrichtung wurde ao dieses auf die hintere und vordere Antriebswelle des bereits eine hydraulische Steuervorrichtung vorge- Kraftfahrzeuges weiter. Diese Wellen bilden die Anschlagen, um das Widerlager außer Wirkung zu triebe der Differentiale zwischen den hinteren setzen. Straßenrädern und zwischen den vorderen Straßen-

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Antriebs- rädern.

vorrichtung der eingangs genannten Art die Steuer- 25 Das zentrale Differential wird mittels einer Kuppvorrichtung so auszubilden, daß ihre Wirksamkeit lungsanordnung (F i g. 1), die ein Paar von Einwegnicht von Flüssigkeitsleckagen beeinträchtigt wird reibungskupplungen umfaßt, gesteuert. Die Kupp- und daß sie keine Nacheilung oder tote Gänge auf- lungsanordnung ist als eine Einheit gefertigt, die von weisen kann. einer Nebenwelle 30 getragen wird, und die drei

Die Lösung der Aufgabe erfolgt dadurch, daß die 30 Zahnräder 24, 25 und 26 aufweist. Diese drei Zahn-Steuervorrichtung ein mit dem Widerlager über einen räder kämmen mit drei von dem zentralen Differenkeilförmig ausgebildeten Endteil zusammenarbeiten- tial angetriebenen Zahnrädern (nicht dargestellt). Die des, radial gerichtetes Trennglied aufweist, das sich drei somit gebildeten Zahnradpaare weisen unterauf einer konischen Steuerfläche einer in Richtung schiedliche Übersetzungsverhältnisse auf. Dabei einer Hochstellung des Trenngliedes federbelasteten 35 kämmt das Zahnrad 24 der Kupplungsanordnung mit Steuerstange abstützt, die ihrerseits axial verschieb- einem fest mit der Antriebswelle für das Hinterachsbar innerhalb der Nebenwelle gelagert ist und mittels differential verbundenen Zahnrad, während die Zahneiner Auslösevorrichtung verschiebbar ist, die aus räder 25 und 26 mit durch den Planetenträger des einem mittels eines Einwegfreilaufs mit der bei Vor- zentralen Differentials angetriebenen Zahnrädern wärtsfahrt gegebenen Antriebsrichtung drehbar im 40 (nicht dargestellt) kämmen.

Getriebegehäuse gelagerten ersten Ringteil besteht. Das Zahnrad 24 ist auf der Nebenwelle 30 befestigt, dessen eine Stirnseite schräg verzahnt ist und bei Somit dreht sich die Nebenwelle 30 immer mit einer Vorwärtsfahrt in eine Gegenverzahnung eines zweiten Geschwindigkeit, die proportional der Geschwindig-Ringteils fest eingreift und dessen gegenüberliegende keit der hinteren Antriebswelle ist. Die Nebenwelle Stirnseite als Kegelstumpf ausgebildet ist, der mit 45 30 weist zwei kerbverzahnte Abschnitte 32 und 33 einer Kegelfläche des Getriebegehäuses zusammen- auf, die Teile der Einwegreibungskupplungen bilden, wirkt. Die komplementären Kupplungsteile 34 und 35 bei-

Eine derartige Ausführung arbeitet im Betrieb sehr der Kupplungen bestehen aus hohlen Außenteilen, zuverlässig und ohne schädliche Verzögerung. die beide mit inneren Schraubenzähnen 36 ausgebil-

Es ist vorteilhaft, wenn das untere Teil des Trenn- 50 det sind, und die einstückig mit den Zahnrädern 25 gliedes abgerundet ist. Ferner ist vorteilhaft, wenn bzw. 26 verbunden sind. Die Übersetzungsverhältin dem zweiten Ringteil ein mit der Steuerstange zu- nisse der drei Zahnradpaare sind dergestalt, daß die sammenwirkendcr Bolzen befestigt ist, der den ersten Kupplungsteile 34 und 35 mittels des Planetenträgers Ringteil axial durchgreift und über eine in Richtung des zentralen Differentials mit entsprechend höherer des zweiten Ringteilcs wirkende Feder am Getriebe- 55 bzw. geringerer Geschwindigkeit als die Nebenwelle gehäuse abgestützt ist. Schließlich empfiehlt sich 30 angetrieben werden, solange keine Diflerentialauch, den zweiten Ringteil über eine Gleitverbindung wirkung ausgeübt wird. Es ergibt sich somit, daß undrehbar mit der Nebenwelle zu verbinden. beispielsweise in der einen Kupplung der Abschnitt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im 32 der laufende Bauteil ist, der vom Kupplungsteil folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben. Es 60 34 überholt wird, während in der anderen Kupplung zeigt der Kupplungsteil 35 der laufende Bauteil ist, der

Fig. I einen Axialschnitt durch Teile der An- vom Abschnitt 33 überholt wird.

triebsvorrichtung, und zwar durch die auf einer Jede der Kupplungen weist ein Druckteil 40 bzw.

Ncbenwelle angeordneten Einwegreibungskupplun- 40' auf, das äußere Schraubcnzähne 41 aufweist, die gen mit einer erlindiingsgcmäU ausgebildeten Steuer- 65 sich im Eingriff mit den Schraubenzähnen 36 befin-

voriiclitiing /um Ausschalten der Kupplungen, den. Ein Ring 37 bzw. 37' auf jedem Druckteil 40

I· i g. 2 eine Einzelheit der Steuervorrichtung. bzw. 40' begrenzt die Schraubenbewegung der

Bei dem Ausfiihrungsbcispicl wird die Motoren- Druckteile 40 bzw. 40' jedes Paares.

i 405 966

3 4

Die .Kupplungsanordnung weist eine zylinder- tung 57 eingeschraubt ist und als Sitz für die Riickförmige Abdeckung 42 auf, in der drehbar die Kupp- führungsfeder 58 dient; eine Druckeinheit, die aus lungsteile 34 und 35 eingepaßt sind. Ein Paar Ringe einem axial gleitbaren Bolzen 60, einem unter Feder-34 A und 35/1, das zwischen den Enden der Ab- einwirkung stehenden Kolben 61, der von einem Ende deckung 42 und den Kupplungsteilen 34 bzw. 35 be- 5 des Bolzens 60 aus vorspringt, ein von dem anderen festigt ist, dient als Anschläge, mit denen die Ringe Ende des Bolzens 60 aus vorspringendes Element 62 37 bzw. 37' zusammenwirken, um die Schrauben- und einem rastklinkenartigen Ringteil 63 besteht, der bewegungen der Druckteile 40 relativ zu den Kupp- an dem Bolzen 60 befestigt ist, wobei alle Baulungsteilen 34 und 35 zu begrenzen. elemente 60 bis 63 koaxial zu der Steuerstange 51

Die Abdeckung 42 schließt ein Paar gegenüber- io liegen; einen komplementären rastklinkenartigen

Hegender, ringartiger Widerlager 43/1 und 43 B ein, drehbaren Ringteil 64, der den Bolzen 60 umgibt;

die die Abschnitte 32 bzw. 33 der Nebenwelle 30 ein- einen Einwegfreilauf 65, der zwischen dem äußeren

schließen. Diese Widerlager 43 A und 43 B werden Gehäuse 66 und dem Ringteil 64 zwischengeordnet

mittels einer Anzahl Federn, eine derselben ist durch ist, um die Drehung dieses Ringteiles lediglich in

das Bezugszeichen 45 angezeigt, geringfügig ausein- 15 einer Richtung zu ermöglichen; einen als konische

andergedrückt. Diese Federn sind jeweils in gegen- Verlängerung ausgebildeten Kegelstumpf 67 auf die-

überliegenden Taschen ASA in den Widerlagern sem Ringteil 64, der mit einer Kegelfläche 68 in die-

43 Λ bzw. 43 B angeordnet. Die Anschläge werden sem Gehäuse zusammenwirkt. Das Ringteil 63 ist

gegen eine relative Drehung mittels einer Anzahl über eine axiale Gleitverbindung 69 undrehbar mit

Buchsen, von denen eine durch das Bezugszeichen 44 20 der Nebenwelle 30 verbunden. Die Steuerfläche 53

angezeigt ist, gehalten. Jede dieser Buchsen 44 ist in geht in die Steuerstange über ein verjüngtes Teil 70

einem der Widerlager befestigt und in einer Tasche über.

44A im anderen Widerlager gleitbar aufgenommen. Wie die Fig. 2 zeigt, weisen die Rastklinkenzähne

Jede Kupplung besteht aus einer Packung Rei- der Ringteile 63 und 64 flache Spitzen 71 auf. Im

bungsplatten 47 bzw. 47', die zwischen jedem Druck- 25 folgenden wird die Arbeitsweise der Kupplungsanord-

teil 40 bzw. 40' und dem zugeordneten Widerlager nung erläutert.

43A oder 43 B zwischengeordnet sind. In jeder Unter normalen Fahrbedingungen, während das

Packung liegen zwei Reibungsplattensätze vor, wo- Fahrzeug geradeaus gelenkt wird, tritt in dem zen-

bei ein Satz an dem inneren Kupplungsteil bzw. Ab- tralen Differential keine Differentialwirkung auf, und

schnitt 32 oder 33 befestigt ist, so daß eine Drehung 30 somit drehen sich der Planetenträger und die Sonnen-

mit der Nebenwelle 30 erfolgt, und der andere Satz räder und damit die Antriebswellen einheitlich als ein

ist an dem zugeordneten Druckteil 40 bzw. 40' be- starrer Körper. Unter diesen Bedingungen läuft das

festigt, so daß eine Drehung mit dem äußeren Kupp- Kupplungsteil 34 frei bezüglich des Abschnittes 32

lungsteil 34 oder 35 erfolgt. Die Befestigungsvorrich- der Nebenwelle 30, und der Abschnitt 33 der anderen

tung besteht aus Längsnuten 48 auf den Abschnitten 35 Kupplungs läuft frei bezüglich des Kupplungsteiles

32, 33 und 40, 40', so daß die Reibungsplatten ins- 35. Das Trennglied 50 ist so angeordnet, wie es in

gesamt axial auf der Kupplungsanordnung beweglich der F i g. 1 gezeigt ist, wobei dessen abgerundetes

sind. unteres Teil auf der Steuerfläche 53 angeordnet ist

Ein federndes Element 40Λ bzw. 40/1', das frei und dazu dient, die Widerlager 43/1 und 43ß volldurch jedes Druckteil 40 und 40' hindurchtritt, ist so 40 ständig getrennt zu halten. Die Sätze der Reibungszwischen jeder Packung der Reibungsplatten 47 und platten 47 und 47' drehen sich im Leerlauf und stehen 47' und dem zugeordneten Zahnrad 25 bzw. 26 nur unter der Einwirkung des geringfügigen Druckes zwischengeordnet, daß jedes Druckteil 40 bzw. 40' der Federn 45. In jedem Fall dreht sich -der mit dem frei schwimmend relativ zu den Reibungsplatten be- freilaufenden Kupplungsglied 34 oder Abschnitt 33 weglich ist, so daß eine zufriedenstellende Berührung 45 drehende Plattensatz geringfügig schneller als der dazwischen den Reibungsplatten sichergestellt ist. mit zusammenwirkende Satz und übt einen gering-

Die Kupplungsanordnung weist eine mechanische fügigen Reibungszug aus, dessen Wirkung darin beSteuervorrichtung auf, die normalerweise die Wider- steht, daß die Druckteile 40 bzw. 40' vollständig lager 43 A und 43 ß in einer bestimmten Betriebs- »abgewickelt«, d.h. von den Widerlagern 43/1 und lage hält, aus der sie jedoch in axialer Richtung weg- 50 43 S zurückgezogen gehalten werden,
bewegt werden können, so daß sie als Abstützung Unter -diesen Bedingungen kann das Differential unwirksam werden, wodurch auch die Kupplungen wirken, jedoch ist es einer Steuerung unterworfen, unwirksam gemacht werden. Die Steuervorrichtung Somit tritt bei Lenken des Fahrzeugs in Richtung auf weist die folgenden Bauelemente auf: Ein Trenn- die eine oder andere Seite hin die übliche Differentialglied 50 ragt aus einer radialen Bohrung in der Neben- 55 wirkung auf.

welle 30 vor und kommt in den gegenüberliegenden, Es sei angenommen, daß ein Rad oder beide Räder geneigten Flächen an den Widerlagern 43/1 und 43B am hinteren Ende des Kraftfahrzeuges über eine verin Eingriff; eine Steuerstange 51, die längs einer eiste Oberfläche laufen und dazu neigen durchzuaxialen Bohrung 52 durch die Nebenwelle 30 gleit- drehen. Die Wirkung ist dann so, daß die Gcschwinbar angeordnet und mit einer konischen Steuerfläche 60 digkeit der hinteren Antriebswelle relativ zu der Ge-53 ausgebildet ist, auf der das abgerundete untere schwindigkeit des Planetenträgers des zentralen Dif-Teil des Trenngliedes 50 ruht, und mit einem Kragen ferentials und damit zu der Geschwindigkeit der da-55 versehen ist, der mit einer ringförmigen Anschlag- von angetriebenen Teile der Kopplungsanordnung fläche 56 an einem Ende einer Aufweitung 57 der zunimmt, jedoch werden beide inneren Kuppluiuis-Bohr.ung 52 zusammenwirkt; eine Rückführungsfeder 65 teile bzw. Abschnitte 32 und 33 beschleunigt, und die 58 in dieser Aufweitung 57, die die Steuerstange 51 Druckteile 40 und 40' werden mit denselben bcbis zum Anschlag des Kragens 55 an der Anschlag- schleunigt. Sobald die Geschwindigkeit des Abflache 56 drückt; ein Anschlag 59, der in die Aufwei- schnittes 32 den gleichen Wert wie die Geschwin-

digkcit des normalerweise freilaufenden äußeren Kupplungsteiles 34 erreicht und darüber hinaus anzusteigen sucht, wird der Reibungszug der zugeordneten Reibungsplatten zunächst verringert und hört auf und sodann in entgegengesetzter Richtung wirksam, so daß das Druckteil 40 beginnt, sich axial durch das äußere Kupplungsteil 34 zu schrauben, wodurch die Reibungsplatten eng gegen das Widerlager 43 A gedruckt werden, so daß die zugeordnete Kupplung blockiert wird. Dies bedeutet, daß das mit der hinteren Antriebswelle verbundene Sonnenrad an dem Planctenträger des zentralen Differentials blockiert und die Freiheit des Differentials zum Abschluß gebracht wird. Somit wird das Durchdrehen der hinteren Räder bzw. des hinteren Rades gehindert oder verhindert, und zwar auf Grund des Zugeingriffs der vorderen Räder.

Sobald normale Bedingungen erneut vorliegen, wickelt sich das Druckteil 40 unter dem Zug der Reibungsplatten auf, die über Keilnuten mit dem als inneren Kupplungsteil wirkenden Abschnitt 32 verbunden sind.

Wenn man andererseits annimmt, daß eines oder beide der vorderen Räder dazu neigt oder neigen, bei einem starken Bremsen auf einer schlechten Oberfläche zu blockieren, besteht die Wirkung darin, daß die vordere Antriebswelle verlangsamt wird, und diese Wirkung führt über das gesteuerte Differential zu einer Beschleunigung der hinteren Antriebswelle. Somit wird die einfach wirkende Kupplung mit dem Abschnitt 32 und dem Kupplungsteil 34 wiederum in der beschriebenen Weise wirken, wobei das Differentialgetriebe blockiert wird. Somit wirkt der Zugeingriff der hinteren Räder dergestalt, daß ein Blokkicren des vorderen Rades oder der vorderen Räder gehindert öder verhindert wird.

Die andere einfach wirkende Kupplung mit dem Abschnitt 33 und dem Kupplungsteil 35 wirkt entsprechend für den Fall, daß das hintere Rad oder die hinteren Räder dazu neigt bzw. neigen zu blockieren, und in dem Fall, daß das vordere Rad oder die vorderen Räder dazu neigt bzw. neigen durchzudrehen. In jedem dieser unerwünschten Fälle wird das innere, normalerweise freilaufende Kupplungsteil bzw. der Abschnitt 33 auf und unter die gleiche Geschwindigkeil wie das äußere Kupplungsteil 35 verlangsamt, wobei in diesem Fall diese Kupplungsteile automatisch miteinander in Eingriff kommen.

Wie weiter oben angegeben, muß bei einem Betreiben des Fahrzeugs in entgegengesetzter Richtung, also beim Rückwärtsfahren, die Kupplungsanordnung unwirksam gemacht weiden. Das Unwirksammachen erfolgt bei einem Rückwärtsfahren automatisch, wie es weiter unten beschrieben ist. Beim Rückwärtsfahren dreht sich die Nebenwelle 30 in entgegengesetzter Richtung, und der Ringteil 63 beginnt gleichzeitig seine Bewegung. Wenn jedoch das komplementäre Ringtril 64 durch den Einwegfreilauf 65 blockiert ist, so dall untei der Kinwiikung der Rastklinkenzähnc dei Kegelstumpf 67 gegen die slationiirc Kegelfliiche 68 gediückt wird, wodurch dei I:inwcgfieilauf 65 von ilet Hlockieiiinj'.sbilastunji bi-fieil wild und sich eine axiale Kenktionsschtiltci ausbildet. Somit wild die Diucl.i inhdl axial \ ei schoben und das niemeiit 62 diiicKt die Sleueistange 51 deigestalt. dal^; (15 dir Steuerfläche 53 \on dein Ticnnglicd 5(1'entfernt winl. liiini KiiikwiiilslaliicM werden somit die· W'ideilai'i'i 43/1 und 4Mi soloil i;elös(. und iiiik'i dirsrn Bedingungen können die Druckteile 40 und 40' nicht die Reibungsplatten 47 und 47' zusammendrücken. Dies bedeutet, daß die Kupplungsanordnung unwirksam ist.

Bei erneutem Vorwärtsfahren kommt der Ringteil in kämmenden Eingriff mit dem komplementären Ringteil 64 und dreht sich hiermit, und die Rückführungsfeder 58 drückt den Teil 70 und die Steuerfläche 53 dergestalt, daß das Trennglied 50 in die Lage gedrückt wird, in der dasselbe die Widerlager abstützt.

Die flachen Spitzen 71 sind ausgebildet, um den Fall zu vermeiden, daß die Zähne sich gegebenenfalls gegenseitig verkeilen und sich an ihren Spitzen bei erneutem Fahren in Richtung nach vorne verklemmen. Dies wird durch die Kegelfläche 68 unterstützt, die den Ringteil 64 so lange gegen eine Drehung festhält, wie der Ringteil 63 axial verschoben ist.

Unter den Bedingungen eines normalen Fahrens nach vorne befreit der unter Federdruck stehende Kolben 61 den Kegelstumpf 67 von dem Eingriff der Kegelfläche 68.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Antriebsvorrichtung für allradangetriebene Kraftfahrzeuge, bei denen die Differentialwirkung eines zentralen Differentials unter der Steuerung eines Paares von auf einer Nebenwelle angeordneten Einwegreibungskupplungen begrenzt ist, von denen jede einen angetriebenen Laufteil und einen Überholteil umfaßt und einen Druckteil aufweist, der mit einem der Laufteile und Überholteile schraubenförmig verbunden ist, um einen begrenzten Betrag relativer Dreh- und Axialbewegung zwischen ihnen zu erlauben, und von denen jede zwischen dem zugehörigen Druckteil und einem Widerlager liegt, das mit beiden Druckteilen der Reibungskupplungen während des Vorwärtsfahrens zusammenarbeitet, um die Wirkung des zentralen Differentials zu begrenzen, wobei mit dem Widerlager eine Steuervorrichtung verbunden ist, um das Widerlager und damit die Reibungskupplungen außer Wirkung zu setzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung ein mit dem Widerlager (43 A, 43 B) über einen keilförmig ausgebildeten Endteil zusammenarbeitendes, radial gerichtetes Trennglied (50) aufweist, das sich auf einer konischen Steuerfläche (53) einer in Richtung einer Hochslellung des Trenngliedes (50) federbelasteten Stcuerstange (51) abstützt, die ihrerseits axial verschiebbar innerhalb der Nebenwelle (30) gelagert ist und mittels einer Auslösevorrichtung (60 bis 68) verschiebbar ist, die aus einem mittels eines Einwegfreilaufs (65) mit der bei Vorwärtsfahrt gegebenen Antiiebsrichtung drehbar im Getriebegehäuse gelagerten ersten Rinuteil (64) besteht, dessen eine Stirnseite schlag verzahnt ist und bei VoiwärtsfahM in eine Gcgeinrivahnung eines zweiten Rinnteils (63) fest .eingicift und dessen {icgeniibriliegende Stirnseite als Kegelstumpf (67) ausgebildet ist, dei mit i'inei Kei'ellliMie (6H) des dctiidicuehäii'ics xiisnimeuw iil.t.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspiuch 1, dadtiiili j:i'],i:nn/ei<liiK't. dall das untere Teil des Tii'mii'lieik". (5(1) abj'i'iiindil ist. ■:

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zweiten Ringteil (63) ein mit der Stcucrstange (51) zusammenwirkender Bolzen (62, 60) befestigt ist, der den ersten Ringteil (64) axial durchgreift und über eine in Richtung des zweiten Ringteils (63) wir-

kende Feder am Getriebegehäuse abgestützt ist.

4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ringteil (63) über eine Gleitverbindung (69) undrehbar mit der Nebenwelle (30) verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

109 626/8