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Triebwerk für allradgetriebene Fahrzeuge Die Erfindung bezieht sich
auf Triebwerke für allradgetriebene Fahrzeuge, insbesondere für Schlepper mit Prontlader
od. dgl., deren eine Achse über Getriebemittel ständig mit der Antriebemaschine
des Zahrzeugee in Verbindung steht und deren andere Achse mittels einer Kupplung
unter last zu- und abschaltbar istund betrifft Maßnahmen zur Verbesserung des Betriebeverhaltens
derartiger Antriebeanlagen.
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Triebwerke für allradgetriebene Fahrzeuge sind bereits in verschiedenen
Ausführungsvarianten bekannt geworden. Auch ist es bei solchen Antriebeanlagen bekannt,
die Vorderachse mittels einer Reibungskupplung mit der Antriebsmaschine kraftschlüesig
zu verbinden, wobei mit der als Lamellenkupplung ausgebildeten Reibungskupplung
der Antrieb der Achse unabhängig von dem jeweiligen Fahrzustand ein- oder abgeschaltet
werden kann.
Diese Ausbildung eines-Triebwerke hat sich in der Praxis
bisher zwar gut bewährt, es hat sich jedoch gezeigt, daß insbesondere bei der Verwendung
von nassen Reibungskupplungen das Abreißmoment und auch das Rutschmoment der Kupplung
im Betrieb stark von den vorgegebenen Werten abweichen. Da jedoch diese Momente,
die auf Grund geänderter Betriebsbedingungen erheblich ansteigen oder abfallen können,
für das Betriebeverhalten eines derartigen Triebwerkes von großer Bedeutung-sind,
treten mitunter Betriebsstörungen aufg so daß diese Triebwerke nicht für alle Verwendungsfälle
geeignet sind. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Triebwerk der vorgenannten
Art zu schaffen, bei dem die Zuschaltung.beispielsweise der Vorderachse.auf einfache
Weise vorgenommen werden kann und wobei die dieser Achse zugeordnete Kupplung derart
ausgebildet ist, daß das vorbestimmte Eutschmoment und auch das Abreißmoment stets
gleich bleiben, so daß dadurch bedingte Betriebsstörungen nicht auftreten können.
Gemäß der Erfindung wird dies bei einem Triebwerk, dessen eine Achse über Getriebemittel
ständig mit der Antriebsmaschine des Pahrzeuges in Verbindung steht und dessen andere
Achse mittels einer Kupplung unter Last zu- und abschaltbar ist, dadurch erreicht,
daß die Kupplung zum Zu- und Abschalten der einen Antriebeachse als eine aus einer
Reibungs- und einer Ratschenkupplung zusammengesetzten Sicherheitskupplung ausgebildet
ist,-mittels der das auf die anzutreibende Achse übertragbare Drenmoment begrenzbar
ist.
Vorteilhaft ist es hierbei, die Reibungskupplung als eine an
sich bekannte lamellenkupplung auszubilden und die Ratschenkupplung aus zwei mit
Ausnehmungen versehenen Scheiben herzustellen, zwischen denen, vorzugsweise durch
einen Käfig od. dgl. geführte Wälzkörper, beispielsweise Kugeln, angeordnet sind,
wobei zumindest eine der Scheiben axial nachgiebig gelagert ist. In zweckmäßiger
Weise wird dabei die Reibungskupplung und die Ratschenkupplung unmittelbar nebeneinander
angeordnet und zu einer Baueinheit zusammengefaßt, wobei eine Scheibe der Ratschenkupplung
in dem Innenmitnehmer und die andere Scheibe in dem Aussenmitnehmer der Reibungskupplung
geführt ist, und die die Wälzkörper aufnehmenden Scheiben der Ratschenkupplung werden
mit in Umfangsrichtung verlaufenden Schrägflächen, beispielsweise in Form von Prismen,
Kalotten od. dgl.$ versehen. Des weiteren kann auch die Sicherheitskupplung durch
vorzugsweise auf eine Scheibe der katschenkupplung einwirkende Federelemente, beispielsweise
Tellerfedern od. dgl., vorgespannt werden. Ein Triebwerkg das mit einer gemäß der
Erfindung ausgebildeten Sicherheitskupplung versehen ist, zeichnet sich bei einfachem
Aufbau durch eine hohe Betriebssicherheit ausq denn eine Überlastung der anzutreibenden
Achse ist, da das Übertragbare Drehmomentt falle an der anderen Achse kein Drehmoment
abgegeben werden kann, durch die Ratschenkupplung begrenzt wird, nicht mehr möglich.
Außerdem gewährleistet die Reibungskupplungg daß bei eingeschalteter Kupplung stets
ein Moment übertragen wird, so daß ein Antrieb zumindest der dieser Achse zugeordneten
Räder
gegeben ist. Trotz des geringen Bauaufwandes und ohne daß
dazu zusätzlicher Räuraum. erforderlich istt wird somit mit einfachen Mitteln eine
äußerst zuverlässige Einrichtung zur Begrenzung des übertragbaren Moments auf eine
Achse geschaffen.
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Weitere Einzelheiten eines Triebwerkst das mit einer gemäß der Erfindung
ausgebildeten Sicherheitskupplung versehen ist, sind dem in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel zu entnehmen. Hierbei zeigen: Pig. 1: eine schematische
Darstellung der Antriebsanlage eines allradgetriebenen 2ahrzeugs, Tig. 2: einen
Axialschnitt durch die aus Reibungs- und Ratschenkupplung gebildete Sicherheitskupplung
des in Fig. 1 dargestellten Triebwerkes, Pig. 3: einen Teil einer
Scheibe der Ratscheiikupplung nach Fig. 29 Fig. 4: eine weitere Ausführungsform
einer Scheibe nach Fig. 3 und Fig. 5: einen Schnitt nach der linken
V-V der Fig. 4.
Die in Fig. 1 dargestellte und mit
1 bezeichnete Antriebeanlage für ein allradgetriebenes Fahrzeug besteht aus
einer Antriebsmaschine 2 und einem dieser nachgeschalteten Getriebe 3, von
dem die Antriebeenergie der Hinterachse 4 und wahlweise auch der Vorder Achse
5 des Fahrzeuges zugeleitet wird. Zur Verbindung des Getriebes
3 mit der Hinterachse 4 dient ein auf der Abtriebswelle 6
des Getriebes
3 angeordnetes Kegelrades 7, das mit dem Zellerrad. des Ausgleichsgetriebes
8 ständig in Eingriff ist, während der Abtrieb zur Vorderachse
5 über ein ebenfalls auf der Welle 6 angeordnetes Zahnrad
10 erfolgt, das mit einem auf einer Zwischenwelle 12 gelagerten weiteren
Zahnrad 11 in Eingriff ist. Auf der Welle 12 ist ferner eine aus einer Reibungskupplung
14 und einer Ratschenkupplung 15 gebildete Sicherheitskupplung
13 angeordnet, durch die eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Zahnrad
11
und einem weiteren Zahnrad 16 hergestellt werden kann, das mit einem
auf der Welle 18 drehfest gelagerten Zahnrad 17 kämmt, Bo daß bei
eingeschalteter Sicherheitskupplung 13 über das ebelifalls mit der Welle
18 verbundene Kegelrad 19 das der Vorderachse 5
zugeordnete
Ausgleichsgetriebe 9 angetrieben wird.
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Wie es in Figur 2 in einem Axialschnitt im einzelnen dargestellt ist,
besteht die in einem Gehäuse 21 eingesetzte Sicherheitskupplung 13 aus einer
als lamellenkupplung ausgebildete Beibungskupplung und einer Ratschenkupplung
15, die unmittelbar nebeneinander angeordnet und zu einer Baueinheit zusammengefasst
sind.
Der Innenmitnehmer 23 der Kupplung 13, der über eine Verzahnung 22
mit der Welle 12 fest verbunden ist, und der Außenmitnehmer 24, der mit dem Zahnrad
11-verschraubt ist, werden hierbei sowohl für die Reibungskupplung 14 als auch für
die Ratschenkupplung 15 verwendet, und zwar ist die Innenlamelle
25
und eine Scheibe 28 der aus zwei Scheiben 28 und
29 gebildeten Ratschenkupplung 15 drehfest mit dem Innenmitnehmer
23 verbunden, während die Außenlamelle 26 sowie die andere Scheibe
29 in dem Außenmitnehmer 24 geführt sind. Zwischen den Scheiben 28 und
29,
die mit entsprechend geformten Ausnehmungen 30 und 31 ausgestattet
sind, sind hierbei Wälzkörper 34 eingesetzt, die wiederum durch einen mit Unterbrechungen
33 versehenen Käfig 32 geführt werden. Zur Betätigung der Sicherheitskupplung
13 dient ein Druckstück 359 durch das die Scheiben 28 und 29
sowie die Lamellen 25
und 26 gegen ein Widerlager 27 gepresst
werden können.
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Um ein Ratschen der Wälzkörper 34 zu ermöglichen, ist die Scheibe
28 axial nachgiebig gelagert, und zwar wirken auf das Druckstück
35 Tellerfedern 36 ein, die sich an dem Zahnrad 16
abstützen.
Durch die Tellerfedern 36 wird bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel somit
ständig eine Zusammenpressung der Kupplungsbauteile ermöglicht. Durch ein Schaltglied
37, das über ein Wälzlager 38 auf das Druckstück einwirkt, kann hierbei
die Kraft der Feder 36 aufgehoben werden. Steigt bei eingeschalteter Kupplung
13 das zu übertragende Moment stark an, beispielsweise weil an der Hinterachse
4 das abzunehmende Moment kleiner geworden ist oder kein Moment mehr abgenommen
wird, so wird durch die Sicherheitskupplung 13 dennoch nur das auf Grund
der Vorspannung der Peder# 36 vorbeatimmte Moment übertragen. Die Wälzkörper
34
werden nämlich in diesem Fall beispielsweise von der mit dem Außenmitnehmer 24 verbundene
Scheibe 29 mitgenommen und drücken die andere Scheibe 28 zusammen
mit dem Druckring 35 entgegen der Kraft der Federn 36 nach linke,
daß sie bei einer Relativdrehung der Scheiben 28 und 29 zueinander
auf den Schrägflächen der als Prismen ausgebildeten AusnehmÜngen 30 und
319 wie es in Figur 3
dargestellt ist, auflaufen. Die Wälzkörper 34
ratschen somit über die Scheiben 30 und 31 9 so daß nur durch die
Reibungskupplung 14 ein Moment übertragen wird. Beschädigungen an der Vorderachse
5
werden auf diese Weise auf Grund eines dieser zugeleiteten erhöhten Momentes
nahezu ausgeschlossen. Gemäß der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Auaführungeform
einer Scheibe 41 der Ratschenkupplung ist es auch möglich# die die nicht dargestellten
Wälzkörper, fUr die in vorteilhafter Weise Kugeln verwendet werden, aufnehmende
Ausnehmungen 43 kalottenförmig auszubilden. Außerdem kann die Scheibe 41 mit einer
kreisförmigen Eindrehung 43 zur Führung der Wälzkörper ausgestattet sein, in der
diese während des Ratschens sich abwälzen,