DE1920829C3

DE1920829C3 - Selbstsperrendes Ausgleichsgetriebe für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1920829C3
Application number: DE19691920829
Authority: DE
Inventors: Nobuteru Hitomi; Koichi Takahashi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1969-04-24
Filing date: 1969-04-24
Publication date: 1974-03-07
Also published as: DE1920829A1; DE1920829B2

Description

»5 getriebes;

F i g. 8 zeigt die gegenseitige Lage des Mittelrings

und der Druckringe bei Betrachtung in Richtung des Pfeils A in F i g. 7.

Bei einem bekannten Ausgleichsgetriebe (deutsche Gemäß den F i g. 1 bis 3 besitzt das Ausgleichs-Auslegeschrift 1 086 564) nach dem Ausgangspunkt 30 getriebe im wesentlichen ein Ausgleichsgehäuse 1 mit der Erfindung sind auf die beiden Enden der Ausgleichs- einem Gehäuseteil la und einem Flanschteil Ib, welle etwa sechseckförmige Ausgleichsriegel angeord- ein Paar von Druckringen 2 und 2' mit Keilabschnitten net, die die Schrägflächen tragen und mit den Druck- 3 bzw. 3' und ein Mittelring 4 mit Einschnitten 5 und ringen zusammenwirken, so daß bei Auftreten einer 5', die der Form der Keilabschnitte 3 bzw. 3' entspre-Relativdrehung zwischen dem Ausgleichsgehäuse und 35 chen und mit diesen zusammenpassen. Wie man am der Ausgleichsachse Spreizkräfte an den Druck- besten aus der F i g. 2 ersieht, liegt der Einschnitt 5 ringen erzeugt werden, wodurch die Sperrkupplungen am Mittelring 4 derart, daß er gegenüber dem Mitteleingerückt werden und damit die Ausgleichswirkung punkt 0 des Mittelrings symmetrisch zu dem Einaufgehoben wird. Die in diesem bekannten Fall schnitt 5' liegt; der Mittelpunkt 0 ist der Punkt, an erzielbare Spreizkraft ist durch die Symmetrie der 40 dem die Achse der durch die Linie L-V angedeuteten Anordnung verhältnismäßig gering, so daß die Effekti- Achswelle die Achse der Ausgleichswelle schneidet, die vität in der Sperrwirkung nicht ausreicht. gemäß späterer Beschreibung diametral zum Mittelring Aufgabe der Erfindung ist es, selbst bei scharfer mit diesem zu verbinden ist. Entgegen der Darstellung Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs ein Durchdrehen der können die Keilabschnitte 3 und 3' an dem Mittelring 4 Achswellen zu verhindern. 45 und die Einspränge 5 und 5' an den Druckringen 2

Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist keine bzw. 2' vorgesehen sein.

Schrägfläche am Mittelring vorgesehen, die der an- Die Druckringe 2 und 2' sind durch Radialachsen 6 deren axial gegenüberliegt. Durch diese Anordnung der Ringe und durch entsprechende Ausnehmungen 7 der Schrägflächen wird erreicht, daß der Mittelring des Gehäuseteils la mit dem Gehäuseteil la des kippt, wenn von den Druckringen über die Schräg- 50 Ausgleichsgehäuses 1 verzahnt. Der mit dem Gehäuseflächen Umfangskräfte auf den Mittelring übertragen teil la verbundene Mittelring 4 kann somit in dem werden. Durch das Kippen stützt sich der Mittelring Gehäuse in der Axialrichtung L-V gleiten,
an zwei diametral entgegengesetzten Seiten gegen- Die Außennwand des Mittelrings 4 ist zu seinen über den Schrägflächen an den Druckringen ab, so Umfangskanten hin abgeschrägt, so daß der Ring mit daß zusätzlich zu der sich aus der Relativdrehung 55 einer Toleranz in den Gehäuseteil la paßt, die ihm ergebenden Spreizkraft noch eine sich aus der durch erlaubt, daß er um den Mittelpunkte kippen kann; das Abstützen des Mittelrings an den· Druckringen . die Größe der Toleranz ist in den F i g. 1 und 2 beim Kippen ergebende, in Richtung der Achswellen mit S angedeutet.

wirkende zusätzliche Spreizkraft vorliegt. Bei sonst Das Ausgleichsgetriebe besitzt ein Paar von Ausgleichen Bedingungen ergibt sich dadurch gegenüber 60 gleichskegelrädern 8 und 8' und ein Paar von Achsdem bekannten Fall eine doppelte Spreizkraft. welienkegelrädern 9 und 9', die mit den Ausgleichs-Es ist ein selbstsperrendes Ausgleichsgeiriebe he- kegelrädern8und 8'zusammenarbeiten. DieAusgleichskannt (USA.-Patentschrift 3 053 114), bei dem mit kegelräder 8 und 8' sind durch eine Ausgleichswelle 10 Nockenflächen an den Ausgleichskegelrädern Schräg- miteinander verbunden, die sich diametral durch den flächen an Druckringen in Kontakt stehen, die bei 65 Mittelring 4 erstreckt und die Ausgleichskegelräder 8 Auftreten einer Relativdrehung auseinandergespreizt und 8' drehbar trägt.

werden, um die Sperrkupplungen einzurücken. Die Beiderseits der Achswellenkegelräder 9 und 9' sind

Ausgleichskegelräder sitzen axial verschiebbar auf den Sperrkupplungen angeordnet. Diese haben ein Paar

von Kupplungsscheiben 11 und 11', mit denen die Das in dieser Weise ausgedrückte Moment wsrkt

Achswellenkegelräder 9 bzw. 9'üb?r Naben 12 und 12' auf die Einschnittes und 5' mit einer Kratt

mit Keilnutprofil verzahnt sind, sowie ferner ein Paar , _2/}

von Kupplungsscheiben 13 bzw. 13', die mit dem _p ^F° \^h~. '.3^ru" ^col-T-. (3)

Gehäuseteil und dem Flanschteil 1 α bzw. Xb des 5 2 ro

Ausgleichsgehäuses 1 in Arbeitsverbindung stehen. . . ₂

Die von der (nicht gezeigten) Maschine zugefüiirte Die Kraft Pm wird durch das auf die Druckringe *.

Antriebskraft wird wie gewöhnlich durch das Antriebs- und 2' ausgeübte kombinierte Moment ausgegiicne

ritzel P und den Zahnkranz R an das Gehäuseteil la und wird auf die gegenüberliegenden y^ruc*^ri"^{B e}*

abgegeben und anschließend mii Hilfe der Radial- io und 2 übertragen, so daß die Summe der Krau rμ

achsen 6 und Ausnehmungen 7 an die Druckringe 2 und die auf die Keilabschnitte 3 und 3 ausgeuoie

und 2' übertragen. Der Mittelring 4 ist andererseits Gegenkraft P₁ an die Druckringe 2 und Z .^an8^e.'^

durch die Ausgleichswelle 10, die Ausgleichskegel- wird. Daraus ergibt sich, daß ein Druckring einer

räder 8 und 8' und die Achswellenkegelräder 9 und 9' Kraft Pf ausgesetzt wird, die sich wie folgt ergiDi. mit den Achswellen verriegelt und wird dem auf die 15

Hinterräder einwirkenden Laufwiderstand ausgesetzt. ^f ~ 'Ί + "■"

Daraus ergibt sich folgendes: Wenn die auf die / τ / /ι* + 4nr· col^sß\

Schrägflächen der Keilabschnitte 3 und 3'übertragene = F₀ (cot/? -r I/ - J- <⁴)

Antriebskraft mit dem au? die Schrägflächen der \ \ -^rD

Einschnitte 5 und 5' übertragenen Laufwiderstand im 20 „,

Gleichgewicht steht, ergibt sich eine bestimmte Kraft Wird der durch die Achswellenkegelrader V una y

zwischen den Druckringen und dem Mittelring in ausgeübte Schub vernachläss.gt, dann laut sicn aie

Richtung von L-L', wie es in den F i g. 4 und 5 durch Gesamtkraft /V, die auf die beiden Druckringe i

/>, angedeutet ist. und 2' ausgeübt wird, wie folgt ausdrucken

Nimmtmanan, daß das auf das Ausgleichsgehäuse 1 as , //241 t*/M

zu übertragende Eingangsdrehmoment T₀ und der ₌ 7^ /_t ο ₊ "I /A_t—? ' ^P I (5)

wirksame Radius der Druckringe 2 und 2'ro ist, dann ^F r_D \ \ 2r_D '

ist die durch einen der Druckringe zu üöertragende _R(»„ren-

_K,. ft F · Hieraus ersieht man, daß die Kraft, die zur Begren °' _T 30 zung der Ausgleichswirkung wirkt, proportional zur

F₀= — ■ · (!) Größe des Eingangsdrehmomentes T₀ anwächst.

^2r° Bei diesem Beispiel wurde angenommen, daß die

Sind die Keilabschnitte 3 und 3' (und entsprechend Neigung der Schrägflächen der Keilabschnitte und

die Einschnitte 5 und 5') mit einem Winkel β abge- der Einschnitte β beträgt ,es kann jedoch «*S*nj

schrägt, wie es in F i g. 6 angedeutet ist, dann läßt 35 fläche jedes dieser Teile 3 und 5 und 3 und 5 einen

el die Kraft P₁ wie folgt ausdrucken: unterschiedlichen Winkel Sauber de«^ anderen

Schrägfläche besitzen, so daß eine unterschiediicne

P₁ = F₀- cot β. (2) Sperrwirkung erhalten wird.

¹ ° ^P Fährt das Kraftfahrzeug geradeaus, so werden die Somit beansprucht die Kraft P₁ die Druckringe 2 40 Gehäuseteile-Aa und IA durch das Ritzel /' ™^Jen

und 2' an den betroffenen Keilabschnitten 3 und 3' in Zahnkranz R, die von der Maschine ■"£"«"

Richtung von L-L und beansprucht durch die Gegen- werden gedreht Liegt kein Unter^h«* ^^der Um

kraft den Mittelring 4 in derselben R.chtung. laufgeschwindigkeit der beiden AchswHen;rar, so

Da die Einschnitte 5 und 5' gegenüber dem Mittel- arbeiten das Ausgle.chsgehause 1, die_ Druck mge Z punkt 0 symmetrisch zueinander liegen, beansprucht 45 und 2', der Mittelring 4, J^!^^^

die an einem der Keilabschnitte 3 oder 3' von einem Ausgleichskegelrader 8 und 8 und **£™£™

Druckring 2 oder 2' ausgeübte Kraft den gegenüber- kegelrader 9 und 9 °fne/gliche ^eTdne Sv*

liegenden Druckring 2' oder 2 an den Einschnitten 5' untereinander Es erfolgt demzufolge kerne Relativ

bzw. 5. Dies bedeutet, daß auf den Mittelring 4 ein drehung zwischen dem Ausgle«hsjhause^ und den kombiniertes Moment aus einem Moment infolge ₅o Achswellenkegelradern 9 und 9 so daßuJie auf de

eines Paars der Kräfte P₁ und e.nem Moment infolge Kupplungsscheiben 11 und 11 und 1 ^^{nd 13 3}^_n

eines Paars der Kräfte F₀ wirkt, und zwar in einer geübte Kraft Pf kerne Reibungskraft zwischen mnen

angenommen, daß der Abstand zwi- Kupplungsscheiben 11' und 13' eneugl -

mmiimim

erzeugte Moment P₀Zi und 2 P_xrt>. Das kombinierte drücken:

Moment dieser beiden Paare ergibt sich daraus wie 65

^f0l*^t: I·- (cot β + 1/ "²^ ⁴^² · «*i) r_m-,-N.

1 920 8:

Dieses Bremsmoment wirkt in der Weise, daß es den Unterschied zwischen den Umlaufgeschwindigkeiten der beiden Achswellen beseitigt.

Wird eine Ausgleichswirkung bei Kurvenfahrten des Kraftfahrzeugs erforderlich, so überwindet der Laufwiderstand in einem Hinterrad das Bremsmoment, so daß die eine Achswelle mit einer gegenüber der anderen unterschiedlichen Geschwindigkeit umläuft. Da in diesem Fall das auf das Ausgleichsgehäuse 1 übertragene Eingangsdrehmoment T₀ ziemlich klein ist und dementsprechend das Bremsmoment in den Kupplungsscheiben beträchtlich unter einer unteren Grenze liegt, so wird die Ausgleichswirkung im wesentlichen nichtig.

Erfolgt jedoch z. B. bei Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs ein Durchdrehen oder ein Schlupf im Hinterrad, so wird auf das Ausgleichsgehäuse eine vergrößerte Antriebskraft übertragen und das auf die Kupplungsscheiben ausübende Bremsmoment vergrößert, wodurch die Relativdrehung zwischen dem Ausgleichsgehäuse 1 und den Achswellenkegelrädern ¹J und 9' verhindert und dementsprechend die unterschiedliche Drehung der beiden Achswellen begrenzt wird.

Wird das Ausgleichsgehäiuse bei verminderter Antriebskraft, z. B. bei Leerlauf oder Ausrollen, durch die Achswellen angetrieben, so wird entsprechend Andeutung bei C an der entgegengesetzten

ίο Seite eine Kraft ausgeübt, während sich die Kraft an der Seite D ergibt, wenn das Ausgleichsgehäuse von den Zahnrädern P und R ungetrieben wird. Auch in diesem Fall wird auf die Kupplungsscheiben ein Bremsmoment ausgeübt.

Die den Einschnitten S und S' entgegengesetzten Schrägflächen des Mittelrings 4 können kronenförmig oder ballig ausgebildet werden, um die speziellen Flächen vor starkem Aufpressen auf die Druckringe zu schützen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Enden der drehfest mit dem Ausgleichsgehäuse

" Patentanspruch: verbundenen Ausgleichs welle, die ihrerseits begrenzt

in Richtung der Achswellen frei beweglich ist, so daß

Selbstsperrendes Ausgleichsgetriebe für Kraft- sie sich die den Umständen entsprechende optimale fahrzeuge, bei dem innerhalb eines drehbaren 5 Mittellage selbst wählt. Auch die Achswelienkegelräder Ausgleichsgehäuses eine Ausgleichskegelräder tra- sind begrenzt auf ihren Achswellen axial verschiebbar, gende Ausgleichsachse und beiderseits der Achs- so daß die Druckringe einerseits durch die Ausgleichswellenkegelräder Sperrkupplungen angeordnet sind, kegelräder und andererseits durch die Achswellendie von axial verschiebbaren Druckringen betätigt kegelräder unter den in der Verzahnung der Kegelwerden, durch die das Ausglei6hsgehäuse mit den io räder auftretenden Kräften beansprucht werden. Achswellenkegelrädern kraftschlüssig verbunden Die Erfindung wird im folgenden an Hand schemaist, wobei zwischen den Druckringen auf der tischer Zeichnungen näher erläutert.
Ausgleichsachse Mittelteile angeordnet sind, durch F i g. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausgleichsdie die Druckringe entlang der Achswellen ausein- getriebe in schaubildiicher auseinandergezogener Daranderdrückbar sind, wozu die Mittelteile und die 15 stellung;

beiden Druckringe an ihren Stirnflächen mit F i g. 2 zeigt das Ausgleichsgetriebe nach Fig. 1 in

korrespondierenden Schrägflächen versehen sind, einem Axialschnitt;

dadurch gekennzeichnet, daß die F i g. 3 ist ein Schnitt längs der Linie L-V in

Mittelteile zu einem Mittelring(4) ausgebildet Fig. 2; ,

sind, dieser Mittelring begrenzt um die Ausgleichs- 20 F i g. 4 bis 6 sind Darstellungen für die schema-

achse kippbar ist und an seinen Stirnflächen jeweils tische Analyse der an dem Mittelring und den Druck-

nur ein Paar um 180° zueinander versetzte Schräg- ringen, die bei dem erfindungsgemäßen Ausgleichs-

fiächen (5,5') vorgesehen sind. getriebe verwendet werden, auftretenden Kräfte;

F i g. 7 zeigt das Arbeitsprinzip des Ausgleichs-