DE19637456A1 - Ausgleichsvorrichtung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Ausgleichsvorrichtung für
Fahrzeuge.
Ausgleichsvorrichtungen 201, 205, wie sie aus den Fig. 9
und 10 ersichtlich sind, sind in der japanischen
Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 6-344783
beschrieben.
Die Ausgleichsvorrichtungen 201, 205 weisen jeweils
Ausgleichsgehäuse 207, 211, schrägverzahnte Nebenräder 213,
215, 221, 223 an einer Abtriebsseite, einen Ritzelsatz, der mit
einem Paar schrägverzahnten Ritzeln 225, 227, 233, 235 zur
Verbindung mit den jeweiligen Nebenrädern,
Ausgleichssperrmechanismen 237, 241 zum Sperren eines
Ausgleichsbetriebs, ein Stellglied zum Durchführen eines
Sperrbetriebs jedes der Ausgleichssperrmechanismen, usw. auf.
Der Ausgleichssperrmechanismus 237 ist derart aufgebaut,
daß ein Sperrteil 243 direkt mit dem Ritzel 225 mit einer
Schrägverzahnung in Eingriff steht. In dem
Ausgleichsmechanismus 241 ist ein Stirnrad 249, das mit einem
Sperrteil 247 in Eingriff steht, an dem Nebenrad 223
ausgebildet.
Bei der Ausgleichvorrichtung 201 und 205, die wie oben
beschrieben aufgebaut ist, wird die Antriebskraft eines Motors
zur Drehung des jeweiligen Ausgleichsgehäuses von einem Ritzel
mittels der Nebenräder auf eine Fahrzeugradseite übertragen.
Wenn eine Differenz des Schlupfes zwischen den Fahrzeugrädern
beispielsweise aufgrund einer schlechten Straße auf tritt, wird
die Antriebskraft des Motors unterschiedlich auf jede
Fahrzeugradseite durch Eigendrehung des Ritzels verteilt.
Gleichzeitig wirkt ein Reibungswiderstand durch eine
Reaktionskraft aus dem Eingriff zwischen jedem Zahnrad und dem
Ausgleichsgehäuse und durch eine Druckkraft aus dem Eingriff
der Schrägverzahnung, so daß eine Ausgleichsbegrenzungskraft
erzeugt wird.
Die Ausgleichsbegrenzungskraft, die durch den
Reibungswiderstand erzeugt wird, ist jedoch nicht so groß.
Dementsprechend ist diese Kraft unzureichend beim Befahren der
gesamten Strecke einer schlechten Straße, auf der die
Fahrzeugräder durchdrehen. Wenn jedoch ein Torsionswinkel der
Schrägverzahnung so groß ausgelegt wird, daß er die
Ausgleichsbegrenzungskraft durch den Reibungswiderstand
verstärkt, wird die Laufeigenschaft und die Stabilität der
Verzahnung erheblich verschlechtert, wodurch keine große
Ausgleichsbegrenzungskraft zum Sperren des Ausgleichsbetriebes
erreicht werden kann. Desweiteren wird das Geradeauslauf-
Verhalten während des Fahrens auf einer guten Straße zusätzlich
unterstützt, so daß die Lauf-ruhe während einer Kurvenfahrt
eingeschränkt wird. Dementsprechend wird das Fahrverhalten der
Fahrzeugräder instabil, wobei die Abnutzung und die Geräusche
der Reifen erhöht werden.
Daher wird, wie oben beschrieben, der Ausgleichsbetrieb
durch Anordnung des Ausgleichssperrmechanismus 237 und 241
derart gesperrt, daß die Eigenschaften des Fahrzeuges beim
Befahren der gesamten Strecke einer schlechten Straße erheblich
verbessert werden.
Wie oben beschrieben, steht jedoch das Sperrteil 243
direkt mit dem schrägverzahnten Ritzel 225 in dem
Ausgleichssperrmechanismus 237 in Eingriff. Dabei wirkt die
Druckkraft aus dem Eingriff des Sperrteils 243 mit dem Ritzel
225 in eine Sperrenfreigaberichtung.
Dementsprechend ist es erforderlich, das Stellglied derart
groß in den Abmessungen auszulegen, daß es die Sperre nicht
freigibt, wenn es gewünscht wird, einen Sperrzustand des
Ausgleichsbetriebes aufrechtzuerhalten.
Wie oben beschrieben, steht das Sperrteil 247 in dem
Ausgleichssperrmechanismus 241 mit dem Stirnrad 249 an einer
Seite des Nebenrades 223 in Eingriff. Dementsprechend ist die
lästige Sperrenfreigabe, die durch die Druckkraft verursacht
wird, kein Problem. In diesem Falle ist es jedoch erforderlich,
das Stellglied in seinen Abmessungen derart groß auszulegen,
daß das Ansprechverhalten während des Sperrbetriebes verbessert
werden kann.
Weiterhin ist es zum Beispiel erforderlich, daß das
Stirnrad 249 einstückig mit dem Nebenrad 223 derart ausgebildet
wird, daß der Ausgleichssperrmechanismus 241 in die
Ausgleichsvorrichtung 205 eingebaut werden kann. Wenn der
Ausgleichssperrmechanismus in die Ausgleichsvorrichtung
eingebaut wird, ist insgesamt die Anzahl der zu verändernden
Teile groß und die Austauschbarkeit mit einer normalen
Ausgleichsvorrichtung, die keine Ausgleichssperrfunktion
aufweist, entfällt.
Daher ist es ein Ziel der Erfindung, eine
Ausgleichsvorrichtung mit einer Ausgleichssperrfunktion zu
schaffen, bei welcher ein Ausgleichssperrbetrieb schnell
durchgeführt und ein Sperrzustand zuverlässig aufrechterhalten
werden kann, ohne daß ein Stellglied in seinen Abmessungen groß
ausgelegt werden muß, wobei die Austauschbarkeit mit der
herkömmlichen Ausgleichsvorrichtung gegeben ist.
Das Ziel wird erreicht durch eine Ausgleichsvorrichtung
mit einem Ausgleichsgehäuse, das mittels der Antriebskraft
eines Motors gedreht wird; einem Paar Antriebsnebenräder, die
in dem Ausgleichsgehäuse drehbar abgestützt sind; zumindest
einem Paar Ritzel, die außerhalb der Nebenräder in einer
diametralen Richtung angeordnet sind und erste Ritzelteile, die
separat mit den Nebenrädern in Eingriff stehen, und zweite
Ritzelteile aufweisen, die miteinander in Eingriff stehen;
Lageröffnungen, die in dem Ausgleichsgehäuse ausgebildet sind
und die jeweiligen Ritzel verschiebbar und drehbar lagern;
einem sperrbaren Teil, das mit einem Ausgleichsdrehteil in
Bezug auf das Ausgleichsgehäuse in einer Drehrichtung gekuppelt
ist; einem Sperrteil, das einstückig mit dem Ausgleichsgehäuse
drehbar ist; einem Kupplungsmechanismus, der zwischen dem
sperrbaren Teil und dem Sperrteil angeordnet ist und eine
Ausgleichsdrehung durch Sperren des sperrbaren Teils in dem
Ausgleichsgehäuse mittels des Sperrteiles sperrt; einem
Stellglied zum Kuppeln und Betreiben des Kupplungsmechanismus;
und einem Nockenmechanismus zum Erhöhen der Kupplungskraft des
Kupplungsmechanismus durch Aufnehmen des Ausgleichsdrehmoments,
wenn der Kupplungsmechanismus gekuppelt ist.
Die Antriebskraft des Motors zum Drehen des
Ausgleichsgehäuses wird von den Ritzeln über die Nebenräder auf
jedes der Fahrzeugräder verteilt. Wenn die Differenz des
Antriebsschlupfes zwischen den Fahrzeugrädern beispielsweise
infolge des Fahrens auf einer schlechten Straße auftritt, wird
die Antriebskraft des Motors auf jede Fahrzeugradseite durch
Eigendrehung jedes Ritzels unterschiedlich verteilt.
Daher wird, wenn das Drehmoment übertragen wird, ein
Reibungswiderstand durch eine Reaktionskraft aus dem Eingriff
der Ritzel und eine Druckkraft im Falle des Eingriffs einer
Schrägverzahnung erzeugt, so daß eine
Ausgleichsbegrenzungswirkung eines drehmomentansprechenden
Typs, bei dem das Drehmoment gesteuert wird, erreicht wird.
Hierbei wird, wenn der Kupplungsmechanismus zwischen dem
sperrbaren Teil an einer Seite des Ausgleichsdrehteils und dem
Sperrteil an einer Seite des Ausgleichsgehäuses gekuppelt ist,
ein Ausgleichsbetrieb durch Sperren der Drehbewegung des
Ausgleichsdrehteils derart gesperrt, daß die Ritzel und die
Nebenräder in Bezug auf das Ausgleichgehäuse unterschiedlich
gedreht werden. Dadurch werden die Fahreigenschaften eines
Fahrzeuges beim Befahren der gesamte Strecke einer schlechten
Straße erheblich verbessert.
Wenn der Kupplungsmechanismus gekuppelt ist, wird der
Nockenmechanismus betätigt, und dessen Nockenkraft verstärkt
die Kupplungskraft des Kupplungsmechanismus, so daß ein
Selbstsperrzustand eintritt.
Daher ist bei dem Aufbau gemäß der Erfindung das sperrbare
Teil mit dem Ausgleichsdrehteil in einer Drehrichtung
gekuppelt, wobei das Sperrteil mit diesem sperrbaren Teil in
Eingriff steht. Dieser Aufbau unterscheidet sich von einem
herkömmlichen Beispiel darin, daß das Sperrteil direkt mit
jedem der Nebenräder in Eingriff steht. Dementsprechend werden
gegenseitige Beeinflussungen der Druckkraft aus dem Eingriff
der Ausgleichsräder und dem Ausgleichssperrmechanismus, der mit
dem Kupplungsmechanismus, dem Nockenmechanismus, usw. versehen
ist, vermieden, wenngleich jedes der Zahnräder mit einer
Schrägverzahnung versehen ist.
Außerdem wird eine Selbstsperrwirkung durch den
Nockenmechanismus, wie oben beschrieben, erreicht.
Dementsprechend kann ein schneller Ausgleichssperrbetrieb
durchgeführt werden, der ein gutes Ansprechverhalten aufweist,
ohne daß das Stellglied, der Kupplungsmechanismus, usw. groß in
den Abmessungen zu sein braucht. Weiterhin wird eine störende
Sperrenfreigabe aus einem Ausgleichssperrzustand verhindert, so
daß der Ausgleichssperrzustand normal aufrechterhalten wird.
Ein Durchgangsloch für das Sperrteil kann in dem
Ausgleichsgehäuse ausgebildet, und der Nockenmechanismus
zwischen dem Durchgangsloch und dem Sperrteil angeordnet sein.
In diesem Falle kann der Ausgleichssperrbetrieb, der ein gutes
Ansprechverhalten aufweist, ausgeführt werden, ohne daß das
Stellglied, der Kupplungsmechanismus, usw. in den Abmessungen
groß zu sein braucht. Weiter wird eine störende Sperrenfreigabe
verhindert, wenn das Sperren des Ausgleichs erforderlich ist.
Dementsprechend kann ein stabiler Ausgleichssperrzustand
aufrechterhalten werden.
Außerdem ist es nicht erforderlich, wenn das
Ausgleichsgehäuse mit einem Schmierloch versehen ist, das
Ausgleichsgehäuse erneut zu bearbeiten, um den
Kupplungsmechanismus, den Nockenmechanismus, usw. anzubringen.
Dementsprechend wird eine Verringerung der Festigkeit des
Ausgleichsgehäuses und eine Erhöhung der Bearbeitungskosten
vermieden werden.
Wenn der Ausgleichssperrmechanismus gesondert von der
Ausgleichsvorrichtung angeordnet wird, ist die
Ausgleichsvorrichtung eine normale Ausgleichsvorrichtung, die
keine Ausgleichssperrwirkung aufweist und die
Ausgleichsbegrenzungskraft des drehmomentansprechenden Typs
durch Reibungskraft erreichen kann, die durch die
Reaktionskraft und die Druckkraft aus dem Eingriff zwischen den
Zahnrädern erzeugt wird. Dementsprechend ist die
Austauschbarkeit mit der normalen Ausgleichsvorrichtung
gewährleistet.
Das sperrbare Teil kann mit einem der Nebenräder als
Ausgleichsdrehteil in Eingriff stehen und gekuppelt sein, einer
Stirnfläche der jeweiligen Ritzel gegenüberliegen und in dem
Ausgleichsgehäuse angeordnet sein. Dadurch werden gegenseitige
ungünstige Beeinflussungen der Druckkraft aus dem Eingriff
jedes der Zahnräder und dem Ausgleichssperrmechanismus durch
Eingriff des sperrbaren Teils mit den separaten Nebenrädern
vermieden, wenngleich jedes der Zahnräder mit einer
Schrägverzahnung versehen ist.
Im Ausgleichssperrzustand wird die Reaktionskraft aus dem
Eingriff des Kupplungsmechanismus derart übertragen, daß die
Ritzel direkt an das Ausgleichsgehäuse über das sperrbare Teil
gedrückt werden. Dementsprechend wirkt dieser
Reibungswiderstand wie eine Bremskraft der Ritzel zu einem
Zeitpunkt des Sperrens des Ausgleichs, so daß der Sperrzustand
schnell erreicht werden kann. Die Ausgleichsbremskraft, die
durch diesen Reibungswiderstand erzeugt wird, tritt auch ein,
wenn der Sperrzustand aufrechterhalten wird. Dadurch wird die
Ausgleichsbegrenzungskraft eines drehmomentansprechenden Typs
verstärkt, so daß die Kraft zur Aufrechterhaltung des
Sperrzustandes verbessert werden kann.
Das sperrbare Teil kann in axialer Richtung relativ zu
einer Innenwand des Ausgleichsgehäuses, die mit der Stirnfläche
des jeweiligen Ritzels in Kontakt steht, zur äußeren Seite hin
bewegbar angeordnet sein, und ein gegenüberliegender Abschnitt
des sperrbaren Teils, das dem Ritzel gegenüberliegt, kann in
axialer Richtung relativ zu der Innenwand des
Ausgleichsgehäuses zur inneren Seite hin in einen Zustand
versetzt werden, in welchem das sperrbare Teil axial zur
inneren Seite hin bewegt ist. Bei diesem Aufbau kann die
Bewegung der Ritzel an der axial äußeren Seite dadurch
eingeschränkt werden, daß die Stirnfläche jedes Ritzels mit der
Innenwand des Ausgleichsgehäuses in Kontakt steht. Weiterhin
wirken in einem Freigabezustand der Ausgleichssperre die
Reaktionskraft und die Druckkraft aus dem Eingriff der Ritzel
auf die Innenwand des Ausgleichsgehäuses, so daß derartige
Reaktions- und Druckkräfte nicht auf das sperrbare Teil wirken.
Dementsprechend tritt in dem Freigabezustand der
Ausgleichssperre kein Fall auf, bei dem die Reaktionskraft und
die Druckkraft aus dem Eingriff der Ritzel auf den
Ausgleichssperrmechanismus wirkt und der Reibungswiderstand
zwischen den Ritzeln und dem Ausgleichssperrmechanismus erzeugt
wird. Daher gibt es keine ungünstigen Einflüsse auf die
Ausgleichsbegrenzungseigenschaften eines
drehmomentansprechenden Typs.
Weiterhin kann die Stützweite der Lageröffnung in Bezug
auf die Ritzel und eine Umfangsstützlänge der Lageröffnung
ausreichend sichergestellt werden. Dementsprechend wird das
Andrücken der Ritzel verhindert, und ein Eingriffszustand mit
einem korrespondierenden Nebenrad kann vorzugsweise beibehalten
werden.
Weiterhin kann die Ausgleichsvorrichtung wie folgt
ausgebildet sein. Das Ausgleichsgehäuse weist einen
Gehäusekörper und einen Deckel auf. Das sperrbare Teil und das
Sperrteil sind relativ zu einer Innenwand des
Ausgleichsgehäuses innen angeordnet. Der Nockenmechanismus ist
zwischen einer Seitenfläche des Sperrgliedes in Drehrichtung
und einer Wandfläche des Deckels oder des Gehäusekörpers
ausgebildet. Ein Kupplungsteil des sperrbaren Teils ist an
einem Flanschteil angeordnet, das einstückig mit den
Nebenrädern drehbar ist. Das Stellglied ist außerhalb des
Ausgleichsgehäuses angeordnet und kuppelt und betätigt den
Kupplungsmechanismus durch Bewegen und Betätigen des Sperrteils
mittels eines Betätigungsteils. Bei diesem Aufbau sind der
Kupplungsmechanismus und der Nockenmechanismus innerhalb des
Ausgleichsgehäuses angeordnet. Dementsprechend ist ein von dem
Ausgleichsgehäuse nach außen vorstehender Teil klein, so daß
die Ausgleichsvorrichtung entsprechend einfach in einem
Lagerbehälter gelagert wird und entsprechend einfach
ausgebildet ist.
Eine Gleitfläche kann durch Anordnung des Flanschteiles an
den Nebenrädern derart vergrößert werden, daß die durch die
Druckkraft erzeugte Ausgleichsbegrenzungskraft des
drehmomentansprechenden Typs erheblich verstärkt werden kann.
Es ist auch möglich, ein Vorspannteil zum Bewegen des
Sperrteils zu einer Kupplungsfreigabeseite des
Kupplungsmechanismus hin anzuordnen, wenn die Kupplung des
Kupplungsmechanismus freigegeben ist. Dadurch sind das
Sperrteil und das sperrbare Teil durch das Vorspannteil in
einem Freigabezustand der Ausgleichssperre (einem
Freigabezustand der Kupplung des Kupplungsmechanismus)
voneinander getrennt. Dementsprechend wird das Sperren des
Ausgleichs verhindert, wenn das Stellglied nicht betätigt wird.
Es ist auch möglich, ein unnötiges Kuppeln des
Kupplungsmechanismus zu verhindern, wenngleich das sperrbare
Teil durch die Druckkraft des Ausgleichsdrehteils, das mit dem
sperrbaren Teil gekuppelt wird, leicht bewegt wird. Dadurch
wird eine hohe Zuverlässigkeit des Ausgleichssperrmechanismus
gewährleistet.
Weiterhin kann jedes der Zahnräder mit einer
Schrägverzahnung versehen oder als Schraubenrad ausgebildet
sein. Dabei wird die Ausgleichsbegrenzungskraft eines
drehmomentansprechenden Typs durch eine Druckkraft aus dem
Eingriff der Schrägverzahnung verstärkt. Weiterhin
unterscheidet sich die Erfindung von dem herkömmlichen Beispiel
dadurch, daß keine Druckkraft aus dem Eingriff einer
Schrägverzahnung in einer Freigaberichtung der Ausgleichssperre
erzeugt wird. Dementsprechend ist es möglich, das Freigeben der
Sperre zu verhindern, wenn es nicht erwünscht ist, den
Ausgleichsbetrieb zu sperren. Ein stabiler
Ausgleichssperrzustand kann aufrechterhalten werden, ohne daß
das Stellglied in den Abmessungen groß zu sein braucht.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung mit
Hilfe der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 ist ein Schnitt, der eine erste Ausführungsform der
Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist eine Vorderansicht eines Deckels, in Richtung
des Pfeils IV aus Fig. 1 gesehen.
Fig. 3 ist ein Schnitt eines Ausgleichssperrmechanismus,
der bei der ersten Ausführungsform verwendet wird.
Fig. 4 ist eine Ansicht des Bewegungsablaufs eines
Kupplungsmechanismus und eines Nockenmechanismus, der bei der
ersten Ausführungsform verwendet wird, und zeigt einen
Freigabezustand einer Ausgleichssperre.
Fig. 5 ist eine Ansicht des Bewegungsablaufs des
Kupplungsmechanismus und des Nockenmechanismus, der bei der
ersten Ausführungsform verwendet wird, und zeigt einen Zustand,
in welchem der Kupplungsmechanismus gekuppelt ist und ein
Betrieb des Nockenmechanismus begonnen wird.
Fig. 6 ist eine Ansicht des Bewegungsablaufs des
Kupplungsmechanismus und des Nockenmechanismus, der bei der
ersten Ausführungsform verwendet wird, und zeigt einen
Selbstsperrzustand des Kupplungsmechanismus, der durch die
Nockenkraft des Nockenmechanismus erzeugt wird.
Fig. 7 ist ein Schnitt, der eine zweite Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
Fig. 8 stellt den Bewegungsablauf des Kupplungsmechanismus
und eines Nockenmechanismus dar, der bei der zweiten
Ausführungsform verwendet wird, und ist als ein Schnitt entlang
der Linie X-X aus Fig. 7 dargestellt.
Fig. 9 ist ein Schnitt eines ersten herkömmlichen
Beispiels.
Fig. 10 ist bin Schnitt eines zweiten herkömmlichen
Beispiels.
Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird mit Bezug
auf die Fig. 1 bis 6 erläutert. Aus Fig. 1 ist eine
Ausgleichsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform ersichtlich.
Im folgenden entsprechen die Links- und Rechtsrichtung denen in
Fig. 1, wobei die Teile, die keine Bezugszeichen aufweisen,
nicht erläutert sind.
Die Ausgleichsvorrichtung 1 ist auf einer vorderen oder
hinteren Radachse eines Fahrzeuges angeordnet.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist ein Ausgleichsgehäuse
3 der Ausgleichsvorrichtung 1 derart ausgebildet, daß ein
Deckel 7 an der linken Seite eines Gehäusekörpers 5 mittels
einer Schraube befestigt ist, wobei ein Deckel 9 an der rechten
Seite des Gehäusekörpers 5 mittels einer Schraube 11 befestigt
ist. Die Stirnflächen des Gehäusekörpers 5 und des
linksseitigen Deckels 7 liegen zum Teil einer rechten
Stirnfläche 70 eines Ritzels 39, und einer linken Stirnfläche
67 eines Sperrades 61, die später beschrieben werden,
gegenüber. Ein Zahnkranz ist an dem Ausgleichsgehäuse 3
befestigt und steht mit einem Abtriebsrad in einem
Kraftübertragungssystem zum Übertragen der Antriebskraft eines
Motors in Eingriff. Daher wird das Ausgleichsgehäuse 3 mittels
der Antriebskraft des Motors gedreht.
Die Ausgleichsvorrichtung 1 ist innerhalb eines
Ausgleichsträgers angeordnet. Nabenteile 13 und 15 des
Ausgleichsgehäuses 3 sind an dem Ausgleichsträger mittels
Lagern abgestützt. An dem Ausgleichsträger ist ein Ölbehälter
angeordnet, wobei ein unterer Abschnitt der
Ausgleichsvorrichtung 1 im Ruhezustand in diesen Ölbehälter
eintaucht. Wenn die Ausgleichsvorrichtung 1 gedreht wird, wird
aus dem Ölbehälter Öl nach oben gespritzt.
Jedes der Nebenräder 17 und 19 an einer Abtriebsseite ist
mit einer Schrägverzahnung versehen und innerhalb des
Ausgleichsgehäuses 3 angeordnet. Hohlnabenteile 21 und 23 der
jeweiligen Nebenräder 17 und 19 sind an Stützteilen 25 bzw. 27
des Ausgleichsgehäuses 3 drehbar abgestützt. Der Nabenteil 21
des Nebenrades 17 ist mittels eines Keils mit einer linken
Achswelle (einer Abtriebswelle) verbunden. Der Nabenteil 23 des
Nebenrades 19 ist mittels eines Keils mit einer rechten
Achswelle (einer Abtriebswelle) verbunden.
Druckscheiben 29, 31 sind zwischen den Nebenrädern 17 bzw.
19 und dem Ausgleichsgehäuse 3 angeordnet. Eine Druckscheibe 33
ist zwischen den Nebenrädern 17 und 19 angeordnet.
Vier Sätze von Lageröffnungen 35 und 37 sind in dem
Ausgleichsgehäuse 3′ in Umfangsrichtung ausgebildet. Breite und
schmale Ritzel 39 und 41, die jeweils mit einer
Schrägverzahnung versehen sind, sind verschiebbar und drehbar
in den Lageröffnungen 35 und 37 gelagert.
Das breite Ritzel 39 ist mit einem ersten Ritzelteil 43,
einem zweiten Ritzelteil 45 und einem Wellenteil 47 versehen,
das einen kleinen Durchmesser aufweist und den ersten und
zweiten Ritzelteil 43, 45 miteinander verbindet. Der erste
Ritzelteil 43 steht mit dem Nebenrad 19 in Eingriff. Das
schmale Ritzel 41 ist mit einem ersten Ritzelteil 49 und einem
zweiten Ritzelteil 51 versehen. Zwischen dem ersten Ritzelteil
49 und dem zweiten Ritzelteil 51 ist kein Wellenteil
ausgebildet. Der erste Ritzelteil 49 steht mit dem Nebenrad 17
in Eingriff. Die zweiten Ritzelteile 45, 51 der jeweiligen
Ritzel 39, 41 stehen an den axial linken Seiten der Nebenräder
17, 19 über dieselben miteinander in Eingriff.
Die Antriebskraft des Motors zum Drehen des
Ausgleichsgehäuses 3 wird von den Ritzeln 39 und 41 über die
Nebenräder 19 bzw. 17 auf das rechte und linke Fahrzeugrad
verteilt. Wenn die Differenz des Antriebsschlupfes zwischen den
Fahrzeugrädern beispielsweise infolge des Fahrens auf einer
schlechten Straße auftritt, wird die Antriebskraft des Motors
auf das rechte und linke Fahrzeugrad durch Eigendrehung jedes
Ritzels 39 und 41 unterschiedlich verteilt.
Wenn das Drehmoment übertragen wird, werden die Zahnköpfe
der jeweiligen Ritzel 39 und 41 an die Wandflächen der
Lageröffnungen 35 bzw. 37 durch Reaktionskräfte aus dem
Eingriff der Nebenräder 19 bzw. 17 gedrückt, so daß ein
Reibungswiderstand entsteht. Der Reibungswiderstand entsteht
auch zwischen dem Ausgleichsgehäuse 3 und einer Stirnfläche
jedes Ritzels 39, 41 durch eine Druckkraft aus dem Eingriff der
Schrägverzahnung. Der Reibungswiderstand entsteht auch zwischen
dem Ausgleichsgehäuse 3 und den Nebenrädern 17, 19 mittels der
Druckscheiben 29, 31. Der Reibungswiderstand entsteht ferner
zwischen den Nebenrädern 17 und 19 mittels der Druckscheibe 33.
Durch diesen Reibungswiderstand wird eine
Ausgleichsbegrenzungswirkung eines drehmomentansprechenden Typs
erreicht.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist ein
Ausgleichssperrmechanismus 53 an einer Seite des rechten
Deckels 9 des Ausgleichsgehäuses 3 (die axial rechte Seite der
Nebenräder 17, 19) angeordnet. Der Ausgleichssperrmechanismus
53 ist mit einem Kupplungsmechanismus 55, einem
Nockenmechanismus 57, einem Stellglied 59, usw. versehen.
Der Kupplungsmechanismus 55 ist mit einem Sperrad 61
(einem sperrbaren Teil) und einem Sperrteil 63 versehen.
Das Sperrad 61 ist ringförmig ausgebildet und an einer
axial äußeren Seite relativ zu einer Innenwand 69 des Deckels 9
angeordnet, die in Kontakt mit dem Ritzel 39 steht. Eine innere
Umfangsfläche des Sperrades 61 steht mit dem rechten Nebenrad
19 (einem Ausgleichsdrehteil) in Eingriff. Eine äußere
Umfangsfläche des Sperrades 61 ist an einer inneren
Umfangsfläche eines Stützteiles 65, das an dem Deckel 9
ausgebildet ist, drehbar abgestützt. Daher erreicht das Sperrad
61 einen axial bewegbaren Zustand. Die linke Stirnfläche 67
(die einem Teil des Ritzels 39 gegenüberliegt) des Sperrades 61
kann auf dem Nebenrad 19 von einer linken Seite (einer axial
inneren Seite) zu einer rechten Seite (einer axial äußeren
Seite) hin relativ zur Innenwand 69 des Deckels 9 bewegt
werden. Die linke Stirnfläche 67 wird in gleitendem Kontakt mit
der rechten Stirnfläche 70 des Ritzels 39 in einen Zustand
bewegt, in welchem die linke Stirnfläche 67 zur linken Seite
(der axial inneren Seite) hin relativ zur Innenwand 69 versetzt
ist.
Das Sperrteil 63 ist mit einem ringförmigen Basisteil 71
und vier Schenkelteilen 73 versehen, die einstückig mit dem
Basisteil 71 ausgebildet sind. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind
vier Durchgangslöcher 75 zur Schmierung in dem Deckel 9
angeordnet. Die Schenkelteile 73 des Sperrteiles 63 werden
jeweils durch die Durchgangslöcher 75 hindurch in das
Ausgleichsgehäuse 3 eingesetzt.
Wie aus den Fig. 1, 4, 5 und 6 ersichtlich ist, sind
Verzahnungsabschnitte (Kupplungsabschnitte) 77, 79 an dem
Sperrad 61 bzw. an dem Sperrteil 63 ausgebildet und stehen
miteinander in Eingriff. Der Verzahnungsabschnitt 79 des
Sperrteils 63 steht zur Innenseite des Deckels 9 hin aus den
Durchgangslöchern 75 hervor. Wenn das Sperrteil 63 aus einer
Stellung gemäß Fig. 1 in eine Stellung gemäß Fig. 3 nach links
bewegt wird, gelangen die Verzahnungsabschnitte 77 und 79
miteinander in Eingriff, so daß der Kupplungsmechanismus 55
gekuppelt ist. Wenn der Kupplungsmechanismus 55 gekuppelt ist,
ist die Drehbewegung des Nebenrades 19 gesperrt, wodurch der
Ausgleichsbetrieb der Ausgleichsvorrichtung gesperrt ist.
Wie aus den Fig. 4, 5 und 6 ersichtlich ist, ist der
Nockenmechanismus 57 an beiden Seiten in einer Drehrichtung
zwischen einem in Drehrichtung befindlichen Seitenabschnitt des
Sperrteiles 63 und in Drehrichtung befindlichen Wandflächen der
Durchgangslöcher 75 ausgebildet. Wenn der Kupplungsmechanismus
55 gekuppelt wird, wird das Drehmoment von dem Nebenrad 19 in
den Nockenmechanismus 57 geleitet, so daß das Sperrteil 63 an
das Sperrad 61 mit der Nockenkraft F1 gedrückt wird, wie aus
Fig. 5 ersichtlich ist. Demgegenüber wird eine Reaktionskraft
F2 aus dem Eingriff der Verzahnungsabschnitte 77 und 79
aufgrund deren Nockenwinkel erzeugt, so daß das Sperrteil 63
zurückgeschoben wird. Die Nockenkraft F1 des Nockenmechanismus
57 ist jedoch größer als die Reaktionskraft F2.
Dementsprechend erreicht der Kupplungsmechanismus 55 beim
Einkuppeln einen Selbstsperrzustand mittels der Nockenkraft F1.
Daher stehen, wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, die
Verzahnungsabschnitte 77 und 79 vollständig miteinander in
Eingriff, so daß ein Ausgleichssperrzustand erreicht wird.
Das Stellglied 59 ist ringförmig ausgebildet und um den
Nabenteil 15 des Ausgleichsgehäuses 3 angeordnet. Das
Stellglied 59 ist mit einem feststehenden Teil 83, einer
Membran 85 und einem Druckteil 87 versehen. Das feststehende
Teil 83 und die Membran 85 bilden eine Druckkammer 81. Das
feststehende Teil 83 ist an-einer Seite des Ausgleichsträgers
befestigt. Das Drückteil 87 ist an der Membran 85 mittels eines
Nietes 89 befestigt. Die Druckkammer 87 liegt einem
verschiebbaren Teil 93 gegenüber, das an dem Sperrteil 63
mittels einer Schraube 91 befestigt ist.
Eine Schraubenfeder 99 (ein Vorspannteil) ist mittels
Haltern 95, 97 zwischen dem verschiebbaren Teil 93 und dem
Deckel 9 angeordnet. Die Schraubenfeder 99 spannt das Sperrteil
63 auf eine Kupplungsfreigabeseite (nach rechts) des
Kupplungsmechanismus 55 vor.
Wenn die Druckkammer 81 des Stellgliedes 59
druckbeaufschlagt wird, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, wird
die Druckkammer 81 ausgedehnt, und das Druckteil 87 bewegt das
Sperrteil 63 mittels des verschiebbaren Teils 93 nach links,
wodurch das Druckteil 87 die Schraubenfeder 99 zusammendrückt.
Dadurch wird der Kupplungsmechanismus 55 gekuppelt, wobei der
Ausgleichsbetrieb gesperrt wird. Wie oben beschrieben, wird
dieser Sperrzustand durch eine Selbstsperrwirkung des
Nockenmechanismus 57 erreicht.
Wenn die Druckbeaufschlagung beendet ist, werden die
Kupplung und die Ausgleichssperre des Kupplungsmechanismus 55
durch die Vorspannkraft der Schraubenfeder 99 gelöst.
Gleichzeitig wird, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, das
Sperrteil 63 vollständig von dem Sperrad 61 getrennt.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist in dem Ausgleichsgehäuse 3
auch ein Durchgangsloch 101 in dem Deckel 7 zusätzlich zu den
Durchgangslöchern 75 des Deckels 9 ausgebildet. Das Öl in dem
Ölbehälter fließt von den Durchgangslöchern 75, 101 in das
Ausgleichsgehäuse 3 unabhängig von dem Beginn und dem Ende
einer Drehbewegung des Ausgleichsgehäuses 3. Das Öl fließt zu
den Lageröffnungen 35, 37, den in Eingriff stehenden Teilen der
jeweiligen Zahnräder, den jeweiligen verschiebbaren Teilen, die
die Ausgleichsbegrenzungskraft eines drehmomentansprechenden
Typs erzeugen, dem Kupplungsmechanismus 55, dem
Nockenmechanismus 57, usw., so daß diese Bauteile geschmiert
werden.
Deshalb ist die Ausgleichsvorrichtung 1, wie oben
beschrieben, aufgebaut.
Mit Bezug auf ein Fahrzeug, an dem die
Ausgleichsvorrichtung 1 angebracht ist, wird das Fahrverhalten
eines Fahrzeuges durch die Ausgleichsbegrenzungswirkung des
drehmomentansprechenden Typs verbessert, wenn ein großes
Drehmoment an dem Fahrzeug erzeugt wird, wie beim Anfahren und
Beschleunigen.
Wenn ein Fahrzeugrad an einer Seite beispielsweise auf
einer schlechten Straße durchdreht, kann verhindert werden, daß
das Antriebsdrehmoment an dem nicht durchdrehenden Fahrzeugrad
genauso gering wie an dem durchdrehenden Fahrzeugrad ist, wenn
der Ausgleichsbetrieb mittels des Ausgleichssperrmechanismus 53
gesperrt wird. Dabei wird eine große Antriebskraft zu dem
Fahrzeugrad auf der anderen Seite hin übertragen, so daß die
Fahreigenschaften über die gesamte Strecke der schlechten
Straße erheblich verbessert werden.
Wie oben beschrieben, ist die Ausgleichsvorrichtung 1
derart aufgebaut, daß das separate Sperrad 61 mit dem Nebenrad
19 und das Sperrteil 63 mit dem Sperrad 61 in Eingriff stehen.
Daher ist die Ausgleichsvorrichtung 1 nicht durch direkten
Eingriff des Sperrteils mit einem schrägverzahnten Nebenrad wie
bei dem herkömmlichen Beispiel aufgebaut. Dementsprechend wird
auch keine Druckkraft aus dem Eingriff der Schrägverzahnung
jedes Zahnrades in einer Sperrenfreigaberichtung in den
Ausgleichssperrmechanismus 53 der Ausgleichsvorrichtung 1
eingeleitet. Weiterhin ist es möglich, da das Sperrad 61 von
dem Nebenrad 19 getrennt ist, die Druckkraft aus dem Eingriff
des Sperrades 61 infolge eines ungünstigen Einflusses auf die
Ausgleichsbegrenzungseigenschaften zu verhindern.
Daher wird keine Kraft in Sperrenfreigaberichtung in den
Ausgleichssperrmechanismus 53 eingeleitet. Außerdem wird die
Selbstsperrwirkung durch den Nockenmechanismus 57 erreicht.
Dementsprechend wird ein Ausgleichssperrbetrieb durchgeführt,
der gute Ansprecheigenschaften aufweist, ohne daß das
Stellglied 59, der Kupplungsmechanismus 55, usw. groß in den
Abmessungen zu sein braucht. Weiterhin wird eine störende
Sperrenfreigabe beispielsweise auf einer schlechten Straße
verhindert. Daher bleiben die Fahreigenschaften über die
gesamte Strecke der schlechten Straße normal erhalten.
Die Durchgangslöcher 75 sind als Schmierlöcher in dem
Ausgleichsgehäuse 3 ausgebildet. Da jedes der Durchgangslöcher
75 als Durchgangsloch für das Sperrteil 63 verwendet wird, ist
es nicht erforderlich, das Ausgleichsgehäuse 3 erneut zu
bearbeiten, um den Ausgleichssperrmechanismus 53 anzubringen.
Dementsprechend kann eine Verringerung der Festigkeit des
Ausgleichsgehäuses 3 und eine Erhöhung der Bearbeitungskosten
vermieden werden.
Eine äußere Umfangsfläche des Sperrades 61 ist mittels des
Stützteils 65 des Ausgleichsgehäuses 3 abgestützt, und die
Positionierung des Sperrades 61 und des Sperrteiles 63 wird
durchgeführt. Dementsprechend werden Fehler beim
Ineingriffbringen und Ausrücken des Kupplungsmechanismus 55
verhindert, so daß das Sperren des Ausgleichs und die
Sperrenfreigabe jederzeit leicht durchführbar sind.
Wenn der Ausgleichsbetrieb gesperrt ist, wirkt die
Reaktionskraft F2 aus dem Eingriff des Sperrades 61 des
Kupplungsmechanismus 55, so daß das Ritzel 39 direkt an das
Ausgleichsgehäuse 3 gedrückt wird, wie aus Fig. 1 ersichtlich
ist. Dementsprechend wirkt der Reibungswiderstand wie eine
Bremskraft des Ritzels zum Zeitpunkt des Sperrens des
Ausgleichs, so daß ein Sperrzustand schnell erreicht werden
kann. Die Ausgleichsbremskraft durch diesen Reibungswiderstand
tritt auch auf, wenn der Sperrzustand beibehalten wird. Die
Ausgleichsbegrenzungskraft eines drehmomentansprechenden Typs
wird nämlich verstärkt, so daß die Kraft zur Aufrechterhaltung
des Sperrzustands verbessert werden kann.
Das Sperrad 61 kann auf die rechte Seite relativ zur
Innenwand 69 des Deckels 9 bewegt werden. Dementsprechend
wirken in einem Freigabezustand der Ausgleichssperre die
Reaktionskraft und die Druckkraft aus dem Eingriff des Ritzels
39 auf die Innenfläche 69 und nicht auf das Sperrad 61. Daher
entsteht kein Reibungswiderstand zwischen der linken
Stirnfläche 67 des Sperrades 61 und der rechten Stirnfläche 70
des Ritzels 39. Dementsprechend können ungünstige gegenseitige
Beeinflussungen an dem Ausgleichssperrmechanismus 53 und
schlechte Ausgleichsbegrenzungseigenschaften im Freigabezustand
der Ausgleichssperre vermieden werden.
Weiterhin trennt die Schraubenfeder 99 im Freigabezustand
der Ausgleichssperre das Sperrteil 63 von dem Sperrad 61, so
daß das Sperren des Ausgleichs verhindert wird, wenn kein
Stellglied 59 betätigt wird. Es kann auch verhindert werden,
daß der Kupplungsmechanismus 55 unnötig gekuppelt wird, wenn es
nicht erforderlich ist, wenngleich das Sperrad 61 durch die
Druckkraft des Nebenrades 19 leicht bewegt wird. Dadurch wird
eine hohe Zuverlässigkeit des Ausgleichssperrmechanismus 53
gewährleistet.
Weiterhin kann die Stützweite der Lageröffnung 35 in Bezug
auf das Ritzel 39 und eine Umfangsstützlänge der Lageröffnung
35 ausreichend sichergestellt werden. Dementsprechend wird das
Andrücken des Ritzels 39 verhindert, und ein Eingriffszustand
mit dem Nebenrad 19 und dem Ritzel 41 als korrespondierende
Zahnräder kann vorzugsweise beibehalten werden.
Die zweiten Ritzelteile 45, 51 der Ritzel 39, 41 und der
Ausgleichssperrmechanismus 53 sind an einer linken bzw. rechten
Seite der Nebenräder 17, 19 angeordnet. Dementsprechend kann
vermieden werden, daß die Ausgleichsvorrichtung 1 große
Abmessungen in axialer Richtung im Vergleich zu einem Aufbau
aufweist, bei welchem die zweiten Ritzelteile 45, 51 und der
Ausgleichssperrmechanismus 53 an einer einzigen axialen Seite
der Nebenräder 17, 19 angeordnet sind. Daher ist die
Ausgleichsvorrichtung 1 einfach in dem Ausgleichsträger
gelagert und einfach ausgebildet.
Wenn der Ausgleichssperrmechanismus 53 gesondert von der
Ausgleichsvorrichtung 1 angeordnet wird, ist die
Ausgleichsvorrichtung 1 eine normale Ausgleichsvorrichtung, die
die Ausgleichsbegrenzungskraft eines drehmomentansprechenden
Typs ohne Ausgleichssperrmechanismus aufweist. Wenn der
Ausgleichssperrmechanismus 53 in der Ausgleichsvorrichtung mit
einem Schmierloch, wie oben beschrieben, versehen ist, wird die
Ausgleichssperrfunktion zu der normalen Ausgleichsvorrichtung
einfach hinzugefügt. Daher ist die Austauschbarkeit mit der
normalen Ausgleichsvorrichtung gewährleistet.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird als
nächstes mit Bezug auf die Fig. 7 und 8 erläutert. Aus Fig. 7
ist eine Ausgleichsvorrichtung 103 nach dieser Ausführungsform
ersichtlich. Im folgenden entsprechen die Links- und
Rechtsrichtung denen in Fig. 7, wobei die Teile, die keine
Bezugszeichen aufweisen, nicht erläutert sind. In diesen
Figuren und in der folgenden Erläuterung sind Teile, die
dieselben Wirkungen aufweisen, wie die Teile nach der ersten
Ausführungsform (der Ausgleichsvorrichtung 1), mit denselben
Bezugszeichen bezeichnet, wobei eine Erläuterung dieser
gleichwirkenden Teile weggelassen wird.
Die Ausgleichsvorrichtung 103 ist auf einer vorderen oder
hinteren Radachse eines Fahrzeuges angeordnet.
Wie aus Fig. 7 ersichtlich, ist ein Ausgleichsgehäuse 105
der Ausgleichsvorrichtung 103 derart ausgebildet, daß ein
Deckel 109 an der linken Seite eines Gehäusekörpers 107 mittels
einer Schraube befestigt ist, wobei ein Abschlußring 111 an der
rechten Seite des Gehäusekörpers 107 mittels einer Schraube
befestigt ist. Ein Zahnkranz ist an dem Ausgleichsgehäuse 105
befestigt und steht mit einem Abtriebsrad eines
Kraftübertragungssystems zur Übertragung der Antriebskraft
eines Motors in Eingriff. Daher wird das Ausgleichsgehäuse 105
mittels der Antriebskraft des Motors gedreht.
Nabenteile 113 und 115 der Ausgleichsvorrichtung 103 sind
an einem Ausgleichsträger mittels Lagern abgestützt. Ein
Ölbehälter ist an dem Ausgleichsträger angeordnet.
Nebenräder 117 und 119 sind an einer Abtriebsseite in dem
Ausgleichsgehäuse 105 angeordnet und jeweils mit einer
Schrägverzahnung versehen. Ein Flanschteil 123 ist einstückig
an einem Hohlnabenteil 121 des Nebenrades 117 ausgebildet. Ein
Hohlnabenteil 125 des Nebenrades 119 ist an einem Stützteil 127
des Ausgleichsgehäuses 105 drehbar abgestützt. Die Nebenräder
117 und 119 stützen deren Endabschnitte an einem Stützteil 129
ab, das zwischen ihnen derart ausgebildet ist, daß eine
Zentrierung dieser Nebenräder erfolgt.
Die Nabenteile 121 und 125 sind jeweils mittels eines
Keils mit einer linken bzw. rechten Achswelle (Abtriebswellen)
verbunden.
Eine Druckscheibe 131 ist zwischen dem Flanschteil 123 und
dem Ausgleichsgehäuse 105 angeordnet. Eine Druckscheibe 133 ist
zwischen dem Nebenrad 119 und dem Ausgleichsgehäuse 105
angeordnet. Eine Druckscheibe 135 ist zwischen den Nebenrädern
117 und 119 angeordnet.
Mehrere Sätze von Lageröffnungen 137, 139 sind in dem
Ausgleichsgehäuse 105 in Umfangsrichtung ausgebildet. Breite
und schmale Ritzel 141, 143, die jeweils mit einer
Schrägverzahnung versehen sind, sind verschiebbar und drehbar
in den Lageröffnungen 137, 139 gelagert.
Das breite Ritzel 141 ist mit einem ersten Ritzelteil 145,
einem zweiten Ritzelteil 147 und einem Wellenteil 149 versehen,
das einen kleinen Durchmesser aufweist und den ersten und
zweiten Ritzelteil 145, 147 miteinander verbindet. Der erste
Ritzelteil 145 steht mit dem Nebenrad 117 in Eingriff. Das
schmale Ritzel 143 ist mit einem ersten Ritzelteil 151 und
einem zweiten Ritzelteil 153 versehen, zwischen denen kein
Wellenteil ausgebildet ist. Der erste Ritzelteil 151 steht mit
dem Nebenrad 119 in Eingriff. Die zweiten Ritzelteile 147, 153
der jeweiligen Ritzel 141, 143 stehen an den axial rechten
Seiten der Nebenräder 117, 199 über dieselben miteinander in
Eingriff.
Ein Durchgangsloch 155 ist in der Mitte des breiten
Ritzels 141 angeordnet. Eine Betätigungsstange 157, die später
beschrieben wird, erstreckt sich durch das Durchgangsloch 155
und den Abschlußring 111 von der Außenseite des
Ausgleichsgehäuses 105 hindurch. Die Zahnköpfe des Ritzels 141
sind an der Lageröffnung 137 abgestützt. Das Durchgangsloch 155
wird von der Betätigungsstange 157 abgestützt.
Die Antriebskraft des Motors zum Drehen des
Ausgleichsgehäuses 105 wird von den Ritzeln 141, 143 über die
Nebenräder 117 bzw. 119 auf das linke und rechte Fahrzeugrad
verteilt. Wenn eine Differenz des Antriebsschlupfes zwischen
den Fahrzeugrädern beispielsweise infolge des Fahrens auf einer
schlechten Straße entsteht, wird die Antriebskraft des Motors
auf das linke und rechte Fahrzeugrad durch Eigendrehung jedes
Ritzels 141, 143 unterschiedlich verteilt.
Wenn das Drehmoment übertragen wird, entsteht ein
Reibungswiderstand durch eine Reaktionskraft aus dem Eingriff
zwischen den Lageröffnungen 137, 139 und den Zahnköpfen der
jeweiligen Ritzel 141, 143.
Der Reibungswiderstand entsteht auch zwischen dem
Ausgleichsgehäuse 105 und einer Stirnfläche jedes Ritzels 141,
143 durch eine Druckkraft aus dem Eingriff der
Schrägverzahnung. Der Reibungswiderstand entsteht auch zwischen
dem Flanschteil 123 und dem Ausgleichsgehäuse 105 mittels der
Druckscheibe 131. Der Reibungswiderstand entsteht auch zwischen
dem Nebenrad 119 und dem Ausgleichsgehäuse 105 mittels der
Druckscheibe 133. Der Reibungswiderstand entsteht ferner
zwischen den Nebenrädern 117 und 119 mittels der Druckscheibe
135.
Durch diesen Reibungswiderstand wird eine
Ausgleichsbegrenzungswirkung eines drehmomentansprechenden Typs
erreicht.
In der Ausgleichsvorrichtung 103 ist ein
Ausgleichssperrmechanismus 159 mit einem Kupplungsmechanismus
161, einem Nockenmechanismus 163, einem Stellglied 59, usw.
versehen. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, sind der
Kupplungsmechanismus 161 und der Nockenmechanismus 163 an den
axial linken Seiten der Nebenräder 117, 119 angeordnet. Das
Stellglied 59 ist an der rechten Außenseite des
Ausgleichsgehäuses 105 angeordnet.
Der Kupplungsmechanismus 161 ist mit einem Sperrad 165
(einem sperrbaren Teil) und einem ringförmigen Sperrteil 167
versehen.
Das Sperrad 165 ist an dem Flanschteil 123 des linken
Nebenrades 117 (einem Ausgleichsdrehteil) ausgebildet und an
einer axial äußeren Seite relativ zu einer Stirnfläche 148 des
Ritzels 141 angeordnet, die in Kontakt mit einer
Zwischenwandfläche 150 (einer Innenwand) des Gehäusekörpers 107
steht. Daher ist das Ritzel 141 in axialer Richtung
positioniert. Weiterhin ist das Sperrteil 167, wie aus Fig. 7
ersichtlich ist, zwischen dem Sperrad 165 und dem ersten
Ritzelteil 145 des Ritzels 141 angeordnet. Eine rechte
Stirnfläche des Sperrteils 167 liegt der Betätigungsstange 157
gegenüber.
Dabei sind der Kupplungsmechanismus 161 und der
Nockenmechanismus 163 innerhalb des Ausgleichsgehäuses 105
angeordnet.
Wie aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich ist, ist ein
Verzahnungsabschnitt (ein Kupplungsabschnitt) 169, der mit dem
Sperrad 165 in Eingriff steht, an dem Sperrteil 167
ausgebildet. Wenn das Sperrteil 167 nach links bewegt wird,
gelangt der Verzahnungsabschnitt 169 mit dem Sperrad 165 in
Eingriff, wodurch der Kupplungsmechanismus 161 gekuppelt ist.
Der Ausgleichsbetrieb der Ausgleichsvorrichtung 103 ist durch
Sperren der Drehbewegung des Nebenrades 117 gesperrt.
Die äußeren Umfangsflächen des Sperrteils 167 und des
Flanschteils 123, an dem das Sperrad 165 ausgebildet ist,
werden jeweils von einem Stützteil 171 des Ausgleichsgehäuses
105 derart geführt, daß der Eingriffs- und Freigabevorgang des
Kupplungsmechanismus 161 leicht durchgeführt werden kann.
Wie aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich ist, ist der
Nockenmechanismus 163 zwischen dem Sperrteil 167 und dem
Gehäusekörper 107 ausgebildet. Wenn der Kupplungsmechanismus
161 gekuppelt wird, wird das Drehmoment von dem Nebenrad 117 in
den Nockenmechanismus 163 geleitet, und das Sperrteil 167 wird
an das Sperrad 165 mit der Nockenkraft F1 gedrückt. In dem
Kupplungsmechanismus 161 wird eine Reaktionskraft F2 aus dem
Eingriff des Sperrades 165 mit dem Verzahnungsabschnitt 169
aufgrund dessen Nockenwinkel erzeugt, so daß das Sperrteil 167
zurückgeschoben wird. Die Nockenkraft F1 des Nockenmechanismus
163 ist größer als die Reaktionskraft F2.
Dementsprechend erreicht der Kupplungsmechanismus 161 beim
Einkuppeln einen Selbstsperrzustand mittels der Nockenkraft F1,
so daß ein Ausgleichssperrzustand erreicht wird.
Eine Schraubenfeder (ein Vorspannteil) 173 ist zwischen
dem Sperrad 165 und dem Sperrteil 167 angeordnet. Die
Schraubenfeder 173 spannt das Sperrteil 167 auf eine
Kupplungsfreigabeseite (nach rechts) des Kupplungsmechanismus
161 vor.
Das Stellglied 59 ist ringförmig ausgebildet und um den
Nabenteil 115 des Ausgleichsgehäuses 105 angeordnet. Ein
feststehendes Teil 83 des Stellgliedes 59 ist an einer Seite
des Ausgleichsträgers befestigt. Die Betätigungsstange 157, die
sich durch das Ritzel 141 hindurch erstreckt, ist einstückig
mit einem ringförmigen Basisteil 175 ausgebildet. Ein
verschiebbares Teil 93 ist an einem rechten Endabschnitt des
Basisteils 175 mittels einer Schraube 177 befestigt. Ein
Druckteil 87 des Stellgliedes 59 liegt dem verschiebbaren Teil
93 gegenüber.
Wenn eine Drückkammer 81 des Stellgliedes 59
druckbeaufschlagt wird, bewegt das Druckteil 87 das Sperrteil
167 mittels des verschiebbaren Teils 93 und der
Betätigungsstange 157 nach links, wodurch das Druckteil 87 die
Schraubenfeder 173 zusammendrückt. Dadurch wird der
Kupplungsmechanismus 161 gekuppelt, wobei der Ausgleichsbetrieb
gesperrt wird. Wie oben beschrieben, wird dieser Sperrzustand
durch eine Selbstsperrwirkung des Nockenmechanismus 163
erreicht.
Wenn die Druckbeaufschlagung beendet ist, werden die
Kupplung und die Ausgleichssperre des Kupplungsmechanismus 161
durch die Vorspannkraft der Schraubenfeder 173 gelöst.
Gleichzeitig wird das Sperrteil 167 vollständig von dem
Sperrad 165 getrennt.
In dem Ausgleichsgehäuse 105 sind Durchgangslöcher
ausgebildet. Dementsprechend fließt das Öl in dem Ölbehälter in
das Ausgleichsgehäuse 105 über Durchgangslöcher unabhängig von
dem Beginn und dem Ende einer Drehbewegung des
Ausgleichsgehäuses 105. Das Öl fließt zu den Lageröffnungen
137, 139, den in Eingriff stehenden Teilen der jeweiligen
Zahnräder, den jeweiligen verschiebbaren Teilen, die die
Ausgleichsbegrenzungskraft eines drehmomentansprechenden Typs
erzeugen, dem Kupplungsmechanismus 161, dem Nockenmechanismus
163, usw., so daß diese Bauteile geschmiert werden.
Deshalb ist die Ausgleichsvorrichtung 103, wie oben
beschrieben, aufgebaut.
Mit Bezug auf ein Fahrzeug, an dem die
Ausgleichsvorrichtung 103 angebracht ist, wird das
Fahrverhalten eines Fahrzeuges durch die
Ausgleichsbegrenzungswirkung des drehmomentansprechenden Typs
verbessert, wenn ein großes Drehmoment an dem Fahrzeug erzeugt
wird, wie beim Anfahren und Beschleunigen.
Wenn ein Fahrzeugrad an einer Seite beispielsweise auf
einer schlechten Straße durchdreht, kann verhindert werden, daß
das Antriebsdrehmoment an dem nicht durchdrehenden Fahrzeugrad
genauso gering wie an dem durchdrehenden Rad ist, wenn der
Ausgleichsbetriebs mittels des Ausgleichssperrmechanismus 159
gesperrt wird. Dabei wird eine große Antriebskraft zu dem
Fahrzeugrad auf der anderen Seite hin übertragen, so daß die
Fahreigenschaften über die gesamte Strecke der schlechten
Straße erheblich verbessert werden.
Gleich der oben beschriebenen Ausgleichsvorrichtung 1 ist
die Ausgleichsvorrichtung 103 nicht durch direkten Eingriff des
Sperrteils mit einem schrägverzahnten Nebenrad wie bei dem
herkömmlichen Beispiel aufgebaut. Dementsprechend wird auch
keine Druckkraft aus dem Eingriff der Schrägverzahnung jedes
Zahnrades in einer Sperrenfreigaberichtung in den
Ausgleichssperrmechanismus 159 eingeleitet. Außerdem wird die
Selbstsperrwirkung durch den Nockenmechanismus 163 erreicht.
Dementsprechend wird ein Ausgleichssperrbetrieb
durchgeführt, der gute Ansprecheigenschaften aufweist, ohne daß
das Stellglied 59, der Kupplungsmechanismus 161, usw. groß in
den Abmessungen zu sein braucht. Weiterhin wird eine störende
Sperrenfreigabe beispielsweise auf einer schlechten Straße
verhindert. Daher bleiben die Fahreigenschaften über die
gesamte Strecke der schlechten Straße normal erhalten.
Wie oben beschrieben, werden das Sperrad 165 (das
Flanschteil 123) und das Sperrteil 167, die den
Kupplungsmechanismus 161 bilden, mittels des Stützteils 171 des
Ausgleichsgehäuses 105 geführt. Dementsprechend sind das
Sperren des Ausgleichs und die Sperrenfreigabe (das
Ineingriffbringen und Ausrücken des Kupplungsmechanismus 161)
jederzeit leicht durchführbar.
Im Freigabe Zustand der Ausgleichssperre wirkt die
Vorspannkraft der Schraubenfeder 173 auf eine
Druckaufnahmefläche 179 des Ausgleichsgehäuses 105 über das
Sperrteil 167, so daß ungünstige Einflüsse auf die
Ausgleichsbegrenzungseigenschaften vermieden werden.
Desweiteren wird das Sperrteil 167 im Freigabezustand der
Ausgleichssperre von dem Sperrad 165 mittels der Schraubenfeder
173 getrennt. Dadurch wird ein unnötiges Sperren des Ausgleichs
verhindert, wenn kein Stellglied 59 betätigt wird. Weiterhin
kann auch verhindert werden, daß der Kupplungsmechanismus 161
plötzlich gekuppelt wird, wenn es nicht erforderlich ist,
wenngleich das Sperrad 165 durch die Druckkraft des Nebenrades
117 leicht bewegt wird. Dadurch wird eine hohe Zuverlässigkeit
des Ausgleichssperrmechanismus 159 gewährleistet.
Weiterhin sind die zweiten Ritzelteile 147, 153 der
jeweiligen Ritzel 141, 143, der Kupplungsmechanismus 161 des
Ausgleichssperrmechanismus 159 und der Nockenmechanismus 163 an
der linken bzw. rechten Seite der Nebenräder 117, 119
angeordnet. Dementsprechend kann vermieden werden, daß die
Ausgleichsvorrichtung 103 große Abmessungen in axialer Richtung
im Vergleich zu einem Aufbau aufweist, bei welchem die zweiten
Ritzelteile 147, 153, der Kupplungsmechanismus 161 und der
Nockenmechanismus 163 an einer einzigen axialen Seite der
Nebenräder 117, 119 angeordnet sind. Daher ist die
Ausgleichsvorrichtung 103 einfach in dem Ausgleichsträger
gelagert und einfach ausgebildet.
Wenn der Ausgleichssperrmechanismus 159 gesondert von der
Ausgleichsvorrichtung 103 angeordnet wird, ist die
Ausgleichsvorrichtung 103 eine normale Ausgleichsvorrichtung,
die die Ausgleichsbegrenzungskraft eines
drehmomentansprechenden Typs ohne Ausgleichssperrmechanismus
aufweist. Daher ist die Austauschbarkeit mit der normalen
Ausgleichsvorrichtung gewährleistet.
Außerdem sind der Kupplungsmechanismus 161 und der
Nockenmechanismus 163, wie oben beschrieben, innerhalb des
Ausgleichsgehäuses 105 angeordnet, so daß der nach außen
vorstehende Teil des Ausgleichsgehäuses 105 klein ist.
Dementsprechend ist die Ausgleichsvorrichtung einfacher an dem
Ausgleichsträger gelagert und einfacher ausgebildet.
Weiterhin wird die Stützeigenschaft des Ritzels 141 durch
die Anordnung der Betätigungsstange 157 durch die Mitte des
Ritzels 141 hindurch verbessert, so daß die Stabilität der
Ausgleichsvorrichtung 103 verbessert wird. Da das Ritzel 141
hohl ist, ist desweiteren die Ausgleichsvorrichtung 103
entsprechend leicht im Gewicht, und der Kraftstoffverbrauch des
Fahrzeuges wird verbessert.
Weiterhin wird der Reibungswiderstand durch die
Reaktionskraft aus dem Eingriff zwischen dem Durchgangsloch 155
und der Betätigungsstange 157 erreicht. Dementsprechend wird
die Ausgleichsbegrenzungskraft eines drehmomentansprechenden
Typs durch diesen Reibungswiderstand verstärkt.
Außerdem wird das Nebenrad 117 direkt an den Deckel 109
des Ausgleichsgehäuses 105 mittels der Reaktionskraft F2 über
das Sperrad 165 gedrückt. Der Reibungswiderstand, der durch
diesen Druck erzeugt wird, wirkt wie eine Bremskraft des
Nebenrades 117 zum Zeitpunkt des Sperrens des Ausgleichs.
Dementsprechend kann ein Sperrzustand schnell erreicht werden.
Ferner ist es möglich, wenn die Gleitfläche der Druckscheibe
131 und des Flanschteils 123 des Nebenrades 117 vergrößert
wird, die Ausgleichsbegrenzungskraft eines
drehmomentansprechenden Typs durch die Druckkraft erheblich zu
verstärken.
Der Nockenmechanismus 163 kann zwischen dem Sperrteil 167
und dem Deckel 109 des Ausgleichsgehäuses 105 angeordnet sein.
Gemäß der Erfindung kann jedes der Ritzel und der
Nebenräder mit einer Geradverzahnung anstatt einer
Schrägverzahnung versehen sein.
Weiterhin kann sich die Betätigungsstange 157 durch einen
dicken Teil des Ausgleichsgehäuses zwischen den Ritzelsätzen in
einer Drehrichtung erstrecken.
Desweiteren kann gemäß der Erfindung das Paar von Ritzeln
mit Ritzeln versehen sein, die eine gleiche Länge aufweisen,
auf der ein zweiter Ritzelteil mit einer Innenseite des
Nebenrades in Eingriff steht. Andererseits kann das Paar von
Ritzeln eine gleiche Länge aufweisen, auf der zweite
Ritzelteile, die an beiden Enden des Ritzels angeordnet sind,
mit beiden axialen Seiten des Nebenrades in Eingriff stehen.
Die erfindungsgemäße Ausgleichsvorrichtung kann auch in
irgendeinem vorderen Differential (einer Ausgleichsvorrichtung,
die an einer Achswelle einer vorderen Fahrzeugradachse
angeordnet ist), einem hinteren Differential (einer
Ausgleichsvorrichtung, die an einer Achswelle einer hinteren
Fahrzeugradachse angeordnet ist), und einem mittleren
Differential (einer Ausgleichsvorrichtung zum Verteilen der
Antriebskraft eines Motors auf die vordere und hintere
Fahrzeugradachse) verwendet werden.
Claims (8)
1. Ausgleichsvorrichtung mit:
einem Ausgleichsgehäuse (3, 105), das mittels der
Antriebskraft eines Motors gedreht wird;
einem Paar Antriebsnebenräder (17, 19, 117, 119), die in dem Ausgleichsgehäuse (3, 105) drehbar abgestützt sind;
zumindest einem Paar Ritzel (39, 41, 141, 143), die am Außenumfang der Nebenräder (17, 19, 117, 119) diametral angeordnet sind und erste Ritzelteile (43, 145), die separat mit den Nebenrädern (17, 19, 117, 119) in Eingriff stehen, und zweite Ritzelteile (45, 147) aufweisen, die miteinander in Eingriff stehen;
Lageröffnungen (35, 37, 137, 139), die in dem Ausgleichsgehäuse (3, 105) ausgebildet sind und die jeweiligen Ritzel (39, 41, 141, 143) verschiebbar und drehbar lagern;
einem sperrbaren Teil (61, 165), das mit einem Ausgleichsdrehteil in Bezug auf das Ausgleichsgehäuse (3, 105) in einer Drehrichtung gekuppelt ist;
einem Sperrteil (63, 167), das einstückig mit dem Ausgleichsgehäuse (3, 105) drehbar ist;
einem Kupplungsmechanismus (55, 161), der zwischen dem sperrbaren Teil (61, 165) und dem Sperrteil (63, 167) angeordnet ist und eine Ausgleichsdrehung durch Sperren des sperrbaren Teils (61, 165) in dem Ausgleichsgehäuse (3, 105) mittels des Sperrteiles (63, 167) sperrt;
einem Stellglied (59) zum Kuppeln und Betreiben des Kupplungsmechanismus (55, 161); und
einem Nockenmechanismus (57, 163) zum Erhöhen der Kupplungskraft des Kupplungsmechanismus (55, 161) durch Aufnehmen des Ausgleichsdrehmoments, wenn der Kupplungsmechanismus (55, 161) gekuppelt ist.
einem Paar Antriebsnebenräder (17, 19, 117, 119), die in dem Ausgleichsgehäuse (3, 105) drehbar abgestützt sind;
zumindest einem Paar Ritzel (39, 41, 141, 143), die am Außenumfang der Nebenräder (17, 19, 117, 119) diametral angeordnet sind und erste Ritzelteile (43, 145), die separat mit den Nebenrädern (17, 19, 117, 119) in Eingriff stehen, und zweite Ritzelteile (45, 147) aufweisen, die miteinander in Eingriff stehen;
Lageröffnungen (35, 37, 137, 139), die in dem Ausgleichsgehäuse (3, 105) ausgebildet sind und die jeweiligen Ritzel (39, 41, 141, 143) verschiebbar und drehbar lagern;
einem sperrbaren Teil (61, 165), das mit einem Ausgleichsdrehteil in Bezug auf das Ausgleichsgehäuse (3, 105) in einer Drehrichtung gekuppelt ist;
einem Sperrteil (63, 167), das einstückig mit dem Ausgleichsgehäuse (3, 105) drehbar ist;
einem Kupplungsmechanismus (55, 161), der zwischen dem sperrbaren Teil (61, 165) und dem Sperrteil (63, 167) angeordnet ist und eine Ausgleichsdrehung durch Sperren des sperrbaren Teils (61, 165) in dem Ausgleichsgehäuse (3, 105) mittels des Sperrteiles (63, 167) sperrt;
einem Stellglied (59) zum Kuppeln und Betreiben des Kupplungsmechanismus (55, 161); und
einem Nockenmechanismus (57, 163) zum Erhöhen der Kupplungskraft des Kupplungsmechanismus (55, 161) durch Aufnehmen des Ausgleichsdrehmoments, wenn der Kupplungsmechanismus (55, 161) gekuppelt ist.
2. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein
Durchgangsloch (75) für das Sperrteil (63) in dem
Ausgleichsgehäuse (3) ausgebildet, und der Nockenmechanismus
(57) zwischen dem Durchgangsloch (75) und dem Sperrteil (63)
angeordnet ist.
3. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das
sperrbare Teil (61, 165) mit einem der Nebenräder (19, 117) als
Ausgleichsdrehteil in Eingriff steht und gekuppelt ist, einer
Stirnfläche (70, 148) der jeweiligen Ritzel (39, 141)
gegenüberliegt und in dem Ausgleichsgehäuse (3, 105) angeordnet
ist.
4. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das
sperrbare Teil (61, 165) in axialer Richtung relativ zu einer
Innenwand (69, 150) des Ausgleichsgehäuses (3, 105), die mit
der Stirnfläche (70, 148) des jeweiligen Ritzels (39, 141) in
Kontakt steht, zur äußeren Seite hin bewegbar angeordnet ist,
und ein gegenüberliegender Abschnitt (67) des sperrbaren Teils
(61), das dem Ritzel (39) gegenüberliegt, in axialer Richtung
relativ zu der Innenwand (69) des Ausgleichsgehäuses (3) zur
inneren Seite hinein einen Zustand versetzbar ist, in welchem
das sperrbare Teil (61) axial zur inneren Seite hin bewegt ist.
5. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei
das Ausgleichsgehäuse (3, 105) einen Gehäusekörper (5,
107) und einen Deckel (7, 109) aufweist;
das sperrbare Teil (61, 165) und das Sperrteil (63, 167) relativ zu einer Innenwand (69, 150) des Ausgleichsgehäuses (3, 105) innen angeordnet sind;
der Nockenmechanismus (57, 163) zwischen einer Seitenfläche des Sperrteils (63, 167) in Drehrichtung und einer Wandfläche des Deckels (7, 109) oder des Gehäusekörpers (5, 107) ausgebildet ist;
ein Kupplungsteil des sperrbaren Teils (165) an einem Flanschteil (123) angeordnet ist, das einstückig mit den Nebenrädern (117, 119) drehbar ist; und
das Stellglied (59) außerhalb des Ausgleichsgehäuses (105) angeordnet ist und den Kupplungsmechanismus (161) durch Bewegen und Betätigen des Sperrteils (167) mittels eines Betätigungsteils (157) kuppelt und betätigt.
das sperrbare Teil (61, 165) und das Sperrteil (63, 167) relativ zu einer Innenwand (69, 150) des Ausgleichsgehäuses (3, 105) innen angeordnet sind;
der Nockenmechanismus (57, 163) zwischen einer Seitenfläche des Sperrteils (63, 167) in Drehrichtung und einer Wandfläche des Deckels (7, 109) oder des Gehäusekörpers (5, 107) ausgebildet ist;
ein Kupplungsteil des sperrbaren Teils (165) an einem Flanschteil (123) angeordnet ist, das einstückig mit den Nebenrädern (117, 119) drehbar ist; und
das Stellglied (59) außerhalb des Ausgleichsgehäuses (105) angeordnet ist und den Kupplungsmechanismus (161) durch Bewegen und Betätigen des Sperrteils (167) mittels eines Betätigungsteils (157) kuppelt und betätigt.
6. Ausgleichsgehäuse nach Anspruch 1, wobei das
Ausgleichsgehäuse (3, 105) ferner ein Vorspannteil (99, 173)
zum Bewegen des Sperrteils (63, 167) zu einer
Kupplungsfreigabeseite des Kupplungsmechanismus (55, 161) hin,
wenn die Kupplung des Kupplungsmechanismus (55, 161)
freigegeben ist, aufweist.
7. Ausgleichsgehäuse nach Anspruch 1, wobei jedes der
Zahnräder mit einer Schrägverzahnung versehen ist.
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