DE1934340A1

DE1934340A1 - Schaltbare Sperre fuer Kegelrad-Ausgleichgetriebe von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE1934340A1
Application number: DE19691934340
Authority: DE
Inventors: Kurt Steinert
Original assignee: Schmidt dipl-Ing Karl Heinz
Current assignee: Schmidt dipl-Ing Karl Heinz
Priority date: 1969-07-07
Filing date: 1969-07-07
Publication date: 1971-01-28

Description

Schaltbare Sperre für Kegelrad-Ausgleicfigetriebe von Kraft: fahrzeugen Die Erfindung betrifft eine schaltbare Sperre für Kegelrad-Ausgleichgetriebe von Kraftfahrzeugen.
Derartige schaltbare Ausgleichgetriebesperren sind schon seit mehreren Jahrzehnten bekannt und weisen im allgemeinen eine von Hand einzurückende Klauenkupplung zwischen dem angetriebenen Ausgleichgetriebegehäuse und einer Achswelle auf. Derartige Ausgleichgetriebesperren lassen sich folglich nur bei stillstehendem Fahrzeug einlegen bzw. ausdrücken.
Außerdem sind sogenannte Sperr-Ausgleichgetriebe bzw.
selbstsperrende Ausgleichgetriebe bekannt, bei welchen sich die Ausgleichwirkung selbsttätig in dem Augenblick stark vermindert, in welchem sich eines der beiden, über das be= treffende Ausgleichgetriebe angetriebenen Fahrzeugräder von der Fahrbahn abhebt bzw. infolge glatter Fahrbahn durchrutscht.
In Verbindung mit derartigen selbstsperrenden Ausgieichgetrieben ist es auch bekannt, zwischen dem angetriebenen Ausgleichgetriebe: gehäuse und mindestens einer der Achswellen bzw. einem der Antriebskegelräder eine Lamellenkupplung anzuordnen.
Durch die vorliegende Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, bei schaltbaren Ausgleichgetriebesperren mittels einer einfachen Konstruktion ein Schalten während der Fahrt zu ermöglichen und außerdem den Verschleiß der hierzu dienenden Elemente auf ein vernachlässigbar geringes Maß herabzusetzen.
Im Zuge der Lösung dieser Aufgabe beinhaltet die Erfindung eine schaltbare Sperre für Kegelrad-Ausgleichgetriebe von Eraftfahrzeugen, mit Mitteln zur Kupplung mindestens einer Achswelle mit dem angetriebenen Ausgleichgetriebegehäuse und eine derartige schaltbare Sperre ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß als Kupplungsmittel mindestens eine in an sich bekannter Weise zwischen dem der zu kuppelnden Achswelle zugeordneten Achswellenkegelrad und einer Innenfläche des Ausgleichgetriebegehäuses angeordnete Lamellenkupplung dient, deren ringartiges Betätigungsorgan an einer Stirnseite des Ausgleichgetriebegehäuses angeordnet und unter Zwischen= schaltung eines reibungsarmen Längs lagers durch einen ring= förmigen oder mehrere kreisförmig angeordnete Kolben eines Druckmittelantriebes betätigbar ist, dessen bzw. deren Zylinder in bzw. an einem dem Ausgleichgetriebegehäuse benachbarten, nicht umlaufenden Teil des betreffenden Fahrzeuges gebildet bzw. angeordnet sind. Vorzugsweise ist der bzw. sind die Zylinder des Druckmittelantriebes in bzw. an einem das ange= triebene Aus6leichgetriebegehäuse umgebenden äußeren Achsge= trieDebehause angeordnet.
Gegenüber den bekannten schaltbaren Ausgleichgetriebe: sperren für Kraftfahrzeuge bringt die erfindungsgemäße schaltbare Ausgleichgetriebesperre den Fortschritt, daß sie während der Fahrt geschaltet werden kann, in ihrem Aufbau einfach und raumsparena ist und außerdem nahezu keinem Verschleiß unter: worfen ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ausgleichgetriebesperre wird nunmehr anhand der anliegenden Zeichnung, welche einen schematischen Viertels-Axialschnitt durch ein mit der erfindungsgemäBen Sperre ausgestattetes Kegelrad-Ausgleichgetriebe zeigt, in ihren Einzelheiten beispielsweise beschrieben.
In einem Achsgetriebegehäuse 1 ist mittels eines Wälzlagers 2 eine Antriebswelle 9 gelagert welche ihre Antrlebsleistung mittels eines Antriebskegelrades 4 auf den Kegelzahnkranz 5 eines angetriebenen Ausgleichgetriebengehäuses 6 überträgt, welch letzteres innerhalb des Achsgetriebegehäuses 1 in Wälzlagern 7 drehbar gelagert ist. Im Ausgleichgetriebegehäuse 6 sind Achswellen 8 mit den daran befestigten Achswellenkegelrädern 9 und die zugehörigen Ausgleichkegelräder 10 in üblicher Weise gelagert.
Gemäß der Erfindung ist in an sich bekannter Weise zwischen mindestens einer der beiden Achswellen 8 und dem Auagleichgetriebegehäuse 6 eine Lamellenkupplung angeordnet, die vorzugsweise in Getriebeöl läuft. Bei der in der Zeichnung dargestellten und hier zu beschreibenden bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Lamellengruppe 11 der Lamellenkupplung in Umfangs-A2ialnuten 12 der Nabe des betreffenden hchswellenkegelrades 9 drehfest gelagert, während die andere Lamellengruppe 13 der Lamellenkupplung in an der radial äußeren Innenwandung eines Ringraumes 14 des Ausgleichgetriebegehäuses 6 angeordneten Axialnuten 15 drehfest gelagert ist. Zwischen der, der Lamellen= kupplung 11, 13 zugewandten Stirnfläche des Achswellen= kegelrades 9 und dieser Lamellenkupplung befindet sich gemäß der Erfindung eine in einer äußeren Ringnut 16 des Ring= raumes 14 axial unverschieblich gelagerte Scheibe 17, welche verhindert, daß in der Zeichnung von links her gerichtete, auf die Lamellenkupplung ausgeübte Axialdrücke an das Achswellen= kegelrad 9 und damit an das Ausgleich-Kegelradgetriebe 9, 10 weitergegeben werden.
Im Ringraum 14 des Ausgleichgetriebegehäuses 6 befindet sich an der, der Ringscheibe 17 gegenüberliegenden Seite eine axial verschiebbare Ringscheibe 18, die mit einer Anzahl von in achsparallelen, auf einem Kreis angeordneten Bohrungen 19 gelagerten Betätigungsstiften 20 zusammenwirkt. Das bei unbe= tätigter Lamellenkupplung 11, 13 zwischen den beiden Lamellen= gruppen 11 und 13 vorhandene Spiel ist so groß, daß in der Lamellenkupplung bei unbetätigter Kupplung praktisch keine Reibung vorhanden ist. Ebenso sind die Spiele zwischen der Ringscheibe 18 und dem Ringraum 14 einerseits und zwischen den Betätigungßstiften 20 und ihren Lagerungsbohrungen 19 anderer: seits so groß, daß auch hier keine merklichen Reibungskräfte auftreten Auf einem äußeren Absatz 21 des angetriebenen Ausgleichgetriebegehäuses 6 ist ein mit den Betätigunssstiften 20 zusammenwirkender Betätigungsring 22 im wesentlichen reibungsfrei gelagert. An der von dem Ausgleichgetriebegehäuse 6 abgewandten Stirnfläche des Betätigungsringes 22 ist ein Axiallager, vorzugsweise ein Axial-Wälzlager 23 befestigt, welches den Druck eines Ringkolbens 24 auf den Betätigungsring 22 zu übertragen vermag.
Zwischen der dem Ausgleichgetriebegehäuse 6 zugewandten Stirnfläche des Betätigungsringes 22 und der diese Btätigungsring zugewandten Stirnfläche des Absatzes 21 ist zweckmäßig eine in der Zeichnung nicht dargestellte Feder angeordnet, welche den Betätigungsring 22 in steter Anlage an dem Axiallager 23 und dem Ringkolben 24 und damit die Lamellenkupplung 11, 13 in gelöstem Zustande hält.
Der Ringkolben 24 ist in einem Ringzylinder 25 axial verschiebbar, welch letzterer an der, der Stirnfläche des angetriebenen Ausgleichgetriebegehäuses 6 zugewandten inneren Stirnfläche des Achsgetriebegehäuses 1 angeordnet ist. Anstelle eines Ringzylinders 25 und eines Ringkolbens 24 kann auch eine Anzahl einzelner, kreisartig angeordneter, im Achsgetriebegehäuse 1 gebildter oder an diesem befestigter normaler Zylinder zenit normalen Kolben Anwerdung finden, welche über das Axiallager 23 auf den Betätigungsring 22 dc Lamellenkupplung einwirken. Die Beaufschlagung des bzw. der Kolben 24 mit Druckmittel erfolgt über eine Druckmitteleitung 26, welche ihrerseits über ein vom Falirerplatz aus betätigbares Schaltorgan an eine Druckmittelquelle angeschlossen ist.
Zweckmäßig laufen alle beweglichen Teile der Anordnung in übliher Weise im Clbad.
Die soeben beschriebene Lamellenkupplungsanordnung und der zugehörige Betätigungsmechanismus sind zwekmäßig an beiden Achswellenseiten des Ausgleichgetrietes 9, 10 angeordnet, doch würde eine einseitige Anordnung in einfacher Forn laren Zweck ebenfalls erfüllen. Die doppelseitige Anordnung hat gegenüber de einsseitigen Anordnung den Vorteil, daß die Sperrkräfte nicht über das Ausgleichgetriebe 3, 10 auf die andere Seite übertragen werden und somit eine spielfreie Sperrwirkung an beiden Seiten eintritt und kein zusätzlicher Verschleiß an den Kegelradzahnflanken auftritt. Außerdem kann bei doppelseitiger Anordnung das Sperrdrehmomemt größer sein, ohne daß die Flächenbeanspruchun der Reibbeläge unzulässig groß wird.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Ausgleichgetriebesperre ergibt sich ohne weiteres aus der Zeichnung.
Will der fahrer die Ausgleichgetriebesperre einschalten, so betätigt er das am Fahrerplatz angeordnete Schaltorgan im Sinne einer Beaufschlagung des oder der Betätigungskolben 24 mit Druckmittel, welche sodann über das bzw.
die Axiallager 23 den bzw. die Betätigungsringe 22 entgegen der Wirkung der gegebenenfalls vorgesehenen Rückholfedern axial zur Mitte des Ausgleichgetriebes 9, 10 verschieben, wodurch die Betätigungsstifte 20 in gleichem Sinne verschoben werden und über die Iwigscheiben 18 die Lamellenkupplungen 11, 13 in Tätigkeit setzen, wodurch die Achswellenkegelräder 9 mit dem angetriebenen Ausgleichgetriebe 6 gekuppelt werden. Diese Wirkung tritt einerseits wei£ph, andererseits aber doch so rasch ein, daß ein merklicher Verschleiß der Kupplungslamellen 11 und 13 nicht eintritt. Durch Betätigung des Schaltorganes im Sinne eines Abbaues des den bzw.die Betätigungskolben 24 beaufschlagendn Druckmitteldruckes kann die Ausgleichtriebe-Sperre ebenso schnell wider gelost werden, wobei wegen des zwischen den Kupplungslamellen 11 und 13 vorgesehenen großen Axialspieles jogliche Leerlaufreibung vermieden wird.
Die erfindungsgemäße Ausgleichgetriebesperre kann, da keine formschlüssige Kupplung zwischen den Achswellen 8 bzw.
deren Kegelrädern 9 und den angetriebenen Ausgleichgetriebegehäuse 6 vorhanden ist, jederzeit willkürlich während der Fahrt betätigt werden, ohne daß irgendwelche Stöße im Ausgleichgetriebe auftreten. Da die erfindungsgemäße Ausgleichgetriebesperre hinsichtlich ihrer konstruktiven Ausgestaltung sehr raumsparend ist, unterscheiden sich mit der erfindungsgemäßen Ausgleichtriebesperre ausgestattete Ausgleichgetriebe baulich nur geringfügig von normalen Ausgleitrieben ohne Ausgleichgetriebesperre, so daß durch iusstattung von Kraftfahtzeugen mit der erfindungsgemäßen Ausgleichgetriebesperre in diesen keine wesentlichen weiteren konstruktiven Veränderungen oder Anpassungen erforderlich sind. Gegebenenfalls ist sogar ein nachträglicher Einbau der erfindungsgemäßen Ausgleichgetriebesperre in bereits vorhandene Ausgleichgetriebe ohne große Schwierigkeiten möglich. Infolge des einfachen konstruktiven Aufbaues der erfindungsgemäßen Ausgleichgetriebe sperre sind praktisch keine Störungquellen vorhanden. Sin besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lamellenkupplungsanordnung gegenüber den in Verbindung pit bekannten selbsttätigen Ausgleichgetriebesporren bekanntgewordenen Lamellenkupplungen liegt darin,daß infolge des Vorhandenseins der axial unverschieblich im Ausgleichtriebegehäuse 6 gelagerten Ringscheiben 17 die Betätigungskräfte der Lamellenkupplung bzw. -kupplungen nicht auf das Ausgleichgetriebe 9, 10 übertragen werden, so daß das vorgesehene Segelradspiel sich nicht ändert und folglich unnötiger Verschleiß der Kegelradflanken vermieden wird. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist darin zu erblicken, daß die Betätigungsorgane 25, 24, 23 und 22 innerhalt des Achsgetriebegehäuses 1 angeordnet und folglich jeglicher Verschmutzung 7on außen her antzogen sind.
In Weiterbildung der Erfindung kann in das Druckmittelsystem des Durckmittelantriebe ein Einstellorgan, beispielsweise ein von Hand einstellbares Durckbewegungsventil einbezogen sein, welches eine beliebige Einstellung des Betätigungsdruckes der Lamellenkupplen 11, 13 gestattet. Dieses Einstellorgan ist vorzugsweise feststehluni in festgestelltem Zustand plombierbar, so daß der Betätigungsdruck voii Werk oder von einer vorgesetzten Dienststelle auf einen bestimmten Wert eingestellt und festgelegt werden kann.

Claims

Patentansprüche

1, Schaltbare Sperre für Kegelrád-XusUleichgetriebe von Kraftfahrzeugen, mit Mitteln zur Kupplung mindestens einer Achwelle mit dem angetriebenen Ausgleichgetriebegehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß als Kupplungsmittel minlestens eine in an sich bekannter Weise zwischen dem ier zu kuppelnden Achswelle (8) zugeordneten Achswellenkegelrad (9) und die Innerfläche des Ausgleichgetriebegehäuses (6) angeordnete Lamellenkupplung (11,13) dient, deren ringartiges Betätigungsorgan (22) an einer Stirnseite des Ausgleichgetriebegehäuses angeordnet und unter Zwischenschaltung eines reibungsarmen Längslagers (23) durch einen ringförmigen (24) oder mehrere kreisartig anteordnete Kolben eines Druckmittelantriebes (24, 25) betätigbar ist, dessen bzw. deren Zylinder (25) in bzw. an einem dem Ausgleichgetriebegehäuse benachbarten, nicht umlauffenden Teil (1) des betroffenden Fahrzeugs gebildet bzw. angeordnet sind.
2. Ausgleichgetriebesperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Zylinder (25) des Druckmittelantriebes (24, 25) in bzw. an eines das angetriebene Ausgleichtriebegehäuse (6) umgebenden äußeren Achsgetriebegehäuse (1) angeordnet sind
3. Ausgleichgetriebesperre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lamellenkupplung (11, 13) und der ihr zugekehrten Stirnfläche des ihr zugeordnete Achswellenkegelrades (9) ein im Ausgleichgetriebegehäuse (6) axial unverschieblich (16) gelagerter Ring (17) angeordnet ist.
4. Ausgleichgetriebesperre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lamellengruppe (13) der Lamellenkupplung (11, 13) in an der radial äußeren Innenwandung eines RiAgrtumes (14) des Ausgleichgetriebegehäuses (6) angeordneten Axialnuten (15) drehfest gelagert ist, während die andere Lamellengruppe (11) in Umiangs-AYialnuten (12) der Nabe des der Kupplung zugeordneten Achswellenkegelrades (9) drehfest gelagert ist.
5. Ausgleichgetriebesperre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Betätigungsorgan der Lamellenkupplung (11, 13) ein in einer stirnseitigen Ringnut (21) des Ausgleichgetriebehäuses (6) gelagerter Ring (22) dient, der über eine Anzahl von achsparallelen, im Ausgleichgetriebegehäuse verschieblich gelagerten Betätigungsstiften (20) auf einen in dem genannten Ringraum (14) dieses Gehäuses gelagerten Ring (18) wirkt, welcher seinerseits die Lamellenkupplung betätigt.
6. Ausgleichgetriebesperre nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Lamellen (11 bzw. 13) der unbetätigten Lamellenkupplung (11, 13) so viel Spiel ist, daß dieselbe in unbetätigtem Zustand praktisch reibungsfrei ist.
7. Ausgleichgetriebesperre nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem bzw. den Kolben (24) des Druckmittelantriebes (24, 25) einerseits und dem Betätigungsring (22) der Lamellenkupplung (11, 13) andererseits ein Axial-Wälzlager (23) angeordnet ist.
8. Ausgleichgetriebesperre nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,daß in dem Druckmittelsystem des Druckmittelantriebes (24, 25) ein Einstellorgan zur Einstellung des Betätigungsdruckes der Lamellenkupplung (11, 13) angeordnet ist.
9. Ausgleichgetriebesperre nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Einstellorgan feststell-und in festgestelltem Zustand plombierbar ist.

L e e r s e i t e