DE19716386C2 - Ausgleichsgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ausgleichsgetriebe oder ein Differential für ein Fahrzeug mit zuschaltbarem Vierradantrieb, wobei die Antriebskraft unterbrochen werden kann, wenn aus dem Vierradantrieb in den Zweiradantrieb geschaltet wird.

Darüberhinaus weist das Ausgleichsgetriebe einen Mechanismus zum Vermindern der Reibungsverluste des Getriebes auf, wenn dieses nicht angetrieben wird.

Ein herkömmliches Ausgleichsgetriebe dieser Art, wie es aus Fig. 11 ersichtlich ist, ist in der Japanischen Gebrauchs­ musteranmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 63-193929 offenbart.

Wie aus Fig. 11 ersichtlich, ist in einem ersten Gehäuse 401 ein zweites Gehäuse 403 aufgenommen, das relativ zu dem ersten Gehäuse 401 drehbar ist und mit einem Ausgleichsbolzen 405, einem Ausgleichskegelrad 407 und zwei Achswellenrädern 409, 411 usw. versehen ist. Ferner ist eine Buchse 413 angeordnet, die am äußeren Umfang des ersten Gehäuses 401 entlanggleitet. Mit der Gleitbewegung der Buchse 413 können beide Gehäuse 401, 403 wirksam miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden.

Wenn von dem Vierradantrieb in den Zweiradantrieb geschalten werden soll, wird infolge der Betätigung einer Steuerung durch den Fahrer im Fahrzeuginsassenraum die Buchse 413 mittels einer Schalteinrichtung 417, die an einem Ausgleichsgehäuseträger 415 vorgesehen ist, aus Fig. 11 gesehen nach links verschoben. Folglich wird die Verbindung zwischen dem ersten Gehäuse 401 und dem zweiten Gehäuse 403 gelöst, so daß sich die Gehäuse 401, 403 relativ zueinander drehen können.

Auf diese Weise führen, wenn sich das zweite Gehäuse 403, der Ausgleichsbolzen 405, das Ausgleichskegelrad 407 und die Achswellenräder 409, 411 usw. unabhängig von den im Fahrbetrieb des Fahrzeuges rotierenden Fahrzeugrädern drehen, das umliegende erste Gehäuse 401 und ein Zahnkranz 419 usw. keine Drehbewegung aus, da die Kraftübertragung durch Schalten einer Übertragungseinrichtung unterbrochen ist. Dadurch kann der durch die Bewegung dieser Teile auftretende Drehmomentverlust und das daraus resultierende Geräusch vermindert werden.

Da bei dem oben genannten Ausgleichsgetriebe die Schalteinrichtung 417 zum Schalten des Betriebs der Vorrichtung von Vierradantrieb in Zweiradantrieb außerhalb des Ausgleichsgehäuseträgers 415 angeordnet ist, ist jedoch eine umfangreiche Umgestaltung des Ausgleichsgehäuseträgers 415 erforderlich, um einen Mechanismus zum Gleiten der Buchse 413 in den Ausgleichsgehäuseträger 415 einzubauen.

Ferner muß ein Raum zum axialen Gleiten der Buchse 413 in dem ersten Gehäuse 401 sichergestellt werden. Aus diesem Grunde entstehen Abweichungen in der Konfiguration des ersten Gehäuses 401 an seiner einen Seite, so daß eine ungleiche Konfiguration des Ausgleichsgetriebes verursacht wird.

Aus der DE 44 29 566 A1 ist ein Differential für ein Fahrzeug mit zuschaltbaren Vierradantrieb bekannt, das ein drehbares Differentialgehäuse aufweist, in dem ein Differentialkorb vorgesehen ist, wobei innerhalb des Differentialgehäuses eine Klauenverzahnung direkt am Differentialgehäuse und eine andere Klauenverzahnung am axial verschiebbaren Differentialkorb ausgebildet sind.

Die US 5 125 876 beschreibt ein Differential mit einem Kupplungsteil, welches eine entsprechende Klauenverzahnung zum Sperren der Differentialfunktion aufweist, wobei dieses Differential nicht für einen Schaltbetrieb zwischen dem Vierradantrieb und dem Zweiradantrieb geeignet ist.

Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Ausgleichsgetriebe zu schaffen, das einen kompakten Mechanismus zum Verhindern des Drehens des Ausgleichsgetriebes infolge des Schaltens in den Zweiradantrieb aufweist, wobei die Umgestaltung des Ausgleichsgehäuseträgers geringfügig ist.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß erreicht durch ein Ausgleichsgetriebe für ein Fahrzeug mit zuschaltbarem Vierradantrieb, wobei das Ausgleichsgetriebe in einem Ausgleichsgehäuseträger drehbar aufgenommen ist, an dessen Seiten Abtriebswellen angeordnet sind, wobei die Antriebskraft des Motors unterbrochen ist, wenn aus dem Vierradantrieb in den Zweiradantrieb geschalten ist, und die Antriebskraft des Motors auf die linke und die rechte Abtriebswelle des Fahrzeuges im Zustand des Vierradantriebs verteilbar ist, mit:
einem äußeren Ausgleichsgehäuse, das mittels der Antriebskraft des Motors drehbar ist;
einem inneren Ausgleichsgehäuse, das in dem äußeren Ausgleichsgehäuse koaxial drehbar aufgenommen ist, wobei das innere Ausgleichsgehäuse im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist;
einem Kupplungsteil, das in dem äußeren Ausgleichsgehäuse benachbart zu dem inneren Ausgleichsgehäuse und in Axialrichtung des äußeren Ausgleichsgehäuses bewegbar aufgenommen ist, wobei das Kupplungsteil im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist und mit dem äußeren Ausgleichsgehäuse zusammen drehbar mit diesem verbunden ist;
einem Paar von Klauen, die in dem äußeren Ausgleichsgehäuse miteinander in Eingriff bringbar und voneinander trennbar aufgenommen sind, wobei die eine Klaue an einer dem Kupplungsteil zugewandten axialen Stirnfläche des inneren Ausgleichsgehäuses angeordnet ist, und die andere Klaue an einer dem inneren Ausgleichsgehäuse zugewandten axialen Stirnfläche des Kupplungsteils angeordnet ist;
einem Kegelradgetriebe, wobei das innere Ausgleichsgehäuse (41) den Differentialkorb des Kegelradgetriebes bildet; und
Betätigungsmitteln zum Betätigen des Kupplungsteils derart, daß die Klauen in Verbindung mit dem Schaltvorgang zwischen dem Vierradantrieb und dem Zweiradantrieb des Fahrzeuges miteinander in Eingriff bringbar oder voneinander trennbar sind, wobei die Betätigungsmittel an dem Ausgleichsgehäuseträger benachbart zu dem Kupplungsteil angebracht sind.

Daher wird, wenn das Fahrzeug im Zustand des Zweiradantriebs fährt, das innere Ausgleichsgehäuse und das Kegelradgetriebe usw. mittels eines Antriebsstrangs gedreht, der dem Antriebsstrang für den Vierradantrieb gegenüberliegt. Hierbei drehen sich jedoch das äußere Ausgleichsgehäuse und das Kupplungsteil usw. nicht. Dementsprechend ist es möglich, den durch die Bewegung dieser Teile auftretenden Drehmomentverlust und das daraus resultierende Geräusch zu vermindern. Ferner ist es möglich, da die Betätigungsmittel an dem Ausgleichsgehäuseträger angeordnet werden können, einen kompakten Mechanismus zum Verhindern der Drehbewegung beim Zweiradantrieb durch eine geringfügige Modifikation des Ausgleichsgehäuseträgers zu schaffen.

Vorzugsweise kann das Kegelradgetriebe versehen sein mit einem Ausgleichsbolzen, der an dem inneren Ausgleichsgehäuse quer zur dessen Längsachse festgelegt ist; einer Mehrzahl von Ausgleichskegelrädern, die an dem Ausgleichsbolzen drehbar abgestützt sind, und einem Paar von Achswellenrädern, die mit der linken bzw. der rechten Abtriebswelle verbunden sind, wobei die Achswellenräder mit den Ausgleichskegelrädern in Eingriff stehen und an Nabenteilen des äußeren Ausgleichsgehäuses abgestützt sind; und wobei das äußere Ausgleichsgehäuse einen inneren Wandabschnitt zum Aufnehmen einer durch den Eingriff zwischen den Klauen erzeugten Druckkraft des inneren Ausgleichsgehäuses, und einen anderen inneren Wandabschnitt zum Aufnehmen einer Druckkraft der Achswellenräder aufweist.

In diesem Falle kann aufgrund der Anordnung, bei der das innere Ausgleichsgehäuse, welches das Kegelradgetriebe aufnimmt, eine dem Kupplungsteil abgewandte Seitenfläche aufweist, mit der das innere Ausgleichsgehäuse axial an dem inneren Wandabschnitt des äußeren Ausgleichsgehäuses abgestützt ist, das Ausgleichsbetriebe in Axialrichtung kompakt ausgebildet werden. Ferner wird, da die Druckkräfte der Betätigungsmittel und der Klauen von dem äußeren Ausgleichsgehäuse über das innere Ausgleichsgehäuse aufgenommen werden, das Ineinandergreifen der Zähne der Ausgleichskegelräder mit den Zähnen der Achswellenräder nicht ungünstig beeinflußt.

Vorzugsweise können die Klauen, die Betätigungsmittel zum Eingriff oder Trennen der Klauen miteinander bzw. voneinander und der Wandbereich zum Aufnehmen der Druckkraft des inneren Ausgleichsgehäuses im wesentlichen an ein und demselben Durchmesser angeordnet sein.

Mit dieser Anordnung ist es möglich, da die Kraftübertragung zwischen den jeweiligen Teilen an ein und demselben Durchmesser erfolgt und keine Kraft zwischen Teilen an anderen Durchmessern übertragen wird, nicht nur die Festigkeit der oben genannten Teile sicherzustellen, sondern auch den Eingriff und das Trennen der Klauen miteinander bzw. voneinander leicht durchzuführen.

Ferner wird es bevorzugt, daß in einem äußeren Wandabschnitt des äußeren Ausgleichsgehäuses eine Mehrzahl von Löchern vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung angeordnet sind, wobei das Kupplungsteil mit einer Mehrzahl von Schenkeln versehen ist, die mit den jeweiligen Löchern derart in Eingriff bringbar sind, daß das Kupplungsteil mit dem äußeren Ausgleichsgehäuse zusammen drehbar verbunden ist; und die Löcher und die Schenkel jeweils einander gegenüberliegende Seitenflächen aufweisen, die in Axialrichtung des Ausgleichsgetriebes keilförmig nach außen hin konvergierend ausgebildet sind, wodurch die einander gegenüberliegenden Seitenflächen der jeweiligen Löcher und Schenkel Nocken bilden und die Klauen zum Eingriff miteinander bei Drehung des äußeren Ausgleichsgehäuses vorspannbar sind.

In diesem Falle ist es möglich, die Axialbewegungen des Kupplungsteils zu verringern und den Eingriff der Klauen miteinander sicherzustellen.

Vorzugsweise können die Betätigungsmittel versehen sein mit einer Rückzugfeder zum Vorspannen des Kupplungsteils in Richtung des Trennens der Klauen voneinander und einem Betätigungskörper zum wirksamen Bewegen des Kupplungsteils in die entgegengesetzte Richtung, um die Klauen entgegengesetzt zur Vorspannkraft der Rückzugfeder miteinander in Eingriff zu bringen.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Klauen ineinandergreifende Zähne mit derartigen Flankenwinkeln α aufweisen, daß dadurch das Kupplungsteil in Richtung des Trennens der Klauen voneinander vorgespannt ist;
die Nocken derartige Nockenwinkel β aufweisen, daß dadurch das Kupplungsteil in Richtung des Eingriffs der Klauen miteinander vorgespannt ist; und
zwischen den Flankenwinkeln der Klauen (41a, 43a) und den Nockenwinkeln der Nocken (125, 127) folgende Beziehung besteht:

βd - αd < βc - αc,

worin αc bzw. αd die Flankenwinkel der Klauen und βc bzw. βd die jeweils zueinander komplementären Winkel derjenigen Seitenflächen der Nocken und Öffnungen des äußeren Ausgleichsgehäuses, die bei Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges miteinander in Kontakt kommen, bedeuten.

Wenn das Fahrzeug fährt, wirkt zusätzlich die Trägheitskraft in Drehrichtung auf das Kupplungsteil. Dabei wirkt an den Klauen einerseits der Abschnitt mit dem Nockenwinkel βd gleichzeitig mit dem Abschnitt mit dem Flankenwinkel αd zusammen, während andererseits der Abschnitt mit dem Nockenwinkel βc gleichzeitig mit dem Abschnitt mit dem Flankenwinkel αc zusammenwirkt. Da der Nockenwinkel βd größer als der Flankenwinkel αd ist, entspricht die Differenz (βd - αd) der Druckkraft zum Eingriff der Klauen miteinander.

Ferner wird, da die Druckkraft (βd - αd) in Eingriffsrichtung der Klauen größer als die Druckkraft (βc - αc) in Trennrichtung der Klauen ist, eine Vorspannkraft auf das Kupplungsteil im Fahrzustand des Fahrzeuges ausgeübt. Dadurch können das Trennen der Klauen voneinander verhindert und der Zustand des Vierradantriebs des Fahrzeuges aufrechterhalten werden. Wenn es erforderlich ist, in den Zustand des Zweiradantriebs zu schalten, kann der Schaltvorgang zuverlässig durchgeführt werden, da die Druckkraft verringert ist.

Da es möglich ist, nicht nur den Vierradantrieb aufrechtzuerhalten, sondern auch den Schaltvorgang in den Zweiradantrieb zu erleichtern, ist es im Gegensatz zu dem herkömmlichen Ausgleichsgetriebe nicht erforderlich, die Rückzugfeder und den Betätigungskörper zu vergrößern. Dementsprechend kann neben der Verringerung der Herstellungskosten auch der Verschleiß durch Reibung der jeweiligen gleitenden Teile miteinander verringert werden.

Ferner ist es möglich, da das Trennen der Klauen voneinander bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges erleichtert wird, das Trennen der Klauen voneinander beim Schalten in den Zustand des Zweiradantriebs zu erleichtern.

Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Flanken- bzw. Nockenwinkel durch folgende Gleichungen bestimmt sind:
αc = 0°
αd = 0°
βc = 0°

In diesem Falle wird, wenn die Flankenwinkel αd, αc jeweils 0° sind, keine Druckkraft zum Trennen der Klauen voneinander erzeugt, wenngleich eine Trägheitskraft in Drehrichtung auf das Kupplungsteil ausgeübt wird. Folglich kann der Eingriff der Klauen miteinander stabil aufrechterhalten werden.

Ferner kann, da der Flankenwinkel αd gleich 0° ist, der zugeordnete Nockenwinkel βd weiter verringert werden. Gleichfalls ist es möglich, da der Flankenwinkel αc gleich 0° ist, der zugeordnete Nockenwinkel βc gleich 0° sein.

Auf diese Weise ist es aufgrund der Verringerung der Nockenwinkel und der daraus resultierenden verringerten Druckkräfte möglich, die Federkonstante der Rückzugfeder zu verringern und dementsprechend den Betätigungskörper in vorteilhafter Weise zu miniaturisieren.

Alternativ können die Flanken- bzw. Nockenwinkel durch folgende Gleichungen bestimmt sein:
αc = 0°
αd = 0°
βd < βc

In diesem Falle kann, wenn die Beziehung βd < βc gilt, der Eingriff der Klauen miteinander bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges aufrechterhalten werden, während das Trennen der Klauen voneinander bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges erleichtert wird. Selbstverständlich kann, wenn die Flankenwinkel αd, αc jeweils gleich 0° sind und eine Trägheitskraft in Drehrichtung auf das Kupplungsteil ausgeübt wird, der Eingriff der Klauen miteinander stabil aufrechterhalten werden.

Da der Flankenwinkel αd gleich 0° ist, kann in diesem Falle der zugeordnete Nockenwinkel βd weiter verringert werden. Gleichfalls wird, da der Flankenwinkel αc gleich 0° ist, die Trennwirkung an den Klauen durch den Nockenwinkel βc erhöht. Außerdem ist es aufgrund der Verringerung der Nockenwinkel und der daraus resultierenden verringerten Druckkräfte möglich, die Federkonstante der Rückzugfeder zu verringern und dementsprechend den Betätigungskörper in vorteilhafter Weise zu miniaturisieren.

Vorzugsweise kann der Betätigungskörper ringförmig ausgebildet sein und um den Nabenteil des äußeren Ausgleichsgehäuses herum und benachbart zu dem äußeren Wandabschnitt des äußeren Ausgleichsgehäuses koaxial zu dem Nabenteil angeordnet sein.

In diesem Falle kann das Ausgleichsgetriebe miniaturisiert werden und weiter vereinfacht werden. Außerdem kann das Kupplungsteil gleichmäßig in Umfangsrichtung vorgespannt werden, wodurch die Wirkung der Betätigungsmittel verbessert werden kann.

Vorzugsweise kann der Betätigungskörper eine Membran, die mittels Druckluft verschiebbar ist, und einen Anschlag zum Begrenzen der Verschiebung der Membran aufweisen.

In diesem Falle ist es aufgrund der Anordnung des Anschlags möglich, einen Ausrückweg zwischen dem Betätigungskörper und dem äußeren Ausgleichsgehäuse sicherzustellen, wenn die Klauen miteinander in Eingriff gebracht werden. Daher ist es möglich, das Problem der Abnutzung des Betätigungskörpers und des äußeren Ausgleichsgehäuses auszuschließen.

Vorzugweise kann ein Halter zum Halten des Kupplungsteils vorgesehen sein, wobei der Halter in Form eines dünnen zylindrischen Teils ausgebildet ist und aus einem Flansch, der an einem axialen Ende des zylindrischen Teils derart ausgebildet ist, daß er sich quer zur Längsachse des zylindrischen Teils zum Abstützen eines Endes der Rückzugfeder an der Seite des Kupplungsteils erstreckt, und einem keilförmigen Abschnitt zusammengesetzt ist, der an dem anderen axialen Ende des zylindrischen Teils derart ausgebildet ist, daß er radial nach außen vorsteht und in eine Umfangsnut eingreift, die an der inneren Umfangsfläche des Kupplungsteils ausgebildet ist.

In diesem Falle ermöglicht der Halter, daß die Rückzugfeder leicht an dem Kupplungsteil festgelegt werden kann, so daß die Produktivität bei der Montage des Ausgleichsgetriebes verbessert werden kann.

Diese und andere Merkmale der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Kraftübertragungssystems mit einem Ausgleichsgetriebe nach einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 einen Schnitt des Ausgleichsgetriebes nach der ersten Ausführungsform;

Fig. 3A eine weggebrochene schematische Ansicht einer Klauenkupplung aus Fig. 2 in Richtung des Pfeils A gesehen;

Fig. 3B eine weggebrochene schematische Ansicht der Klauenkupplung aus Fig. 2 in Richtung des Pfeils B gesehen;

Fig. 4A eine weggebrochene Draufsicht eines Kupplungsteils aus Fig. 2 in Richtung des Pfeils C gesehen;

Fig. 4B einen Schnitt des Kupplungsteils aus Fig. 4A entlang der Linie D-D;

Fig. 5A eine Draufsicht eines Gehäusekörpers aus Fig. 2 in Richtung des Pfeils C gesehen;

Fig. 5B einen Schnitt des Gehäusekörpers aus Fig. 5A entlang der Linie E-E;

Fig. 6 einen Schnitt eines wesentlichen Teils eines Ausgleichsgetriebes nach einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 7 einen Schnitt eines Betätigungskörpers des Ausgleichsgetriebes nach der zweiten Ausführungsform;

Fig. 8 eine weggebrochene schematische Ansicht eines Kupplungsteils eines Ausgleichsgetriebes nach einer dritten Ausführungsform analog in der Richtung des Pfeils A aus Fig. 2 gesehen;

Fig. 9 eine weggebrochene schematische Ansicht eines Kupplungsteils eines Ausgleichsgetriebes nach einer vierten Ausführungsform analog in der Richtung des Pfeils A aus Fig. 2 gesehen;

Fig. 10 eine weggebrochene schematische Ansicht eines Kupplungsteils eines Ausgleichsgetriebes nach einer fünften Ausführungsform analog in der Richtung des Pfeils A aus Fig. 2 gesehen; und

Fig. 11 einen Schnitt eines herkömmlichen Ausgleichsgetriebes.

Nachfolgend werden die Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Zunächst wird eine erste Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die Fig. 1 bis 5 beschrieben. Aus Fig. 1 ist ein Kraftübertragungssystem eines Fahrzeugs mit zuschaltbarem Vierradantrieb auf der Basis eines Hinterradantriebs ersichtlich. Das Ausgleichsgetriebe nach der Ausführungsform ist für die Vorderachse des Fahrzeuges vorgesehen. Aus Fig. 2 ist ein Gesamtschnitt des vorderen Ausgleichsgetriebes nach der Ausführungsform ersichtlich.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird die Antriebskraft eines Motors 1 auf die Hinterräder 7 und die Vorderräder 9 über ein Wechselgetriebe 3 und ein Verteilergetriebe 5 verteilt. Die Antriebskraft für die Vorderräder 9 wird mittels einer Gelenkwelle 11 auf das vordere Ausgleichsgetriebe 13 nach der Ausführungsform übertragen und dann auf die linke und rechte vordere Abtriebswelle 15 zum Antrieb der Vorderräder 9 verteilt. Die Antriebskraft für die Hinterräder 7 wird mittels einer Gelenkwelle 17 auf ein hinteres Ausgleichsgetriebe 19 übertragen und dann auf die linke und rechte hintere Abtriebswelle 21 zum Antrieb der Hinterräder 7 verteilt.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist das vordere Ausgleichsgetriebe 13 ein äußeres Ausgleichsgehäuse 31 auf, das aus einem Gehäusekörper 31a und einem Deckel 31b zusammengesetzt ist, wobei der Deckel 31b an dem Gehäusekörper 31a mittels Schrauben 33 festgelegt ist. An dem Ausgleichsgehäuse 31 ist ein Zahnkranz 35 (Fig. 1) festgelegt, auf den die Antriebskraft des Motors 1 mittels eines Ausgleichskegelrades 37 (Fig. 1) übertragen wird.

Nabenteile 31c, 31d an beiden Enden des äußeren Ausgleichsgehäuses 31 sind an einem Ausgleichsgehäuseträger 39 (Fig. 1) drehbar abgestützt. Der Ausgleichsgehäuseträger 39 ist mit einem Ölbehälter versehen. Ferner ist jeweils eine Ölnut 31g, 31i mit der jeweiligen inneren Umfangsfläche der Nabenteile 31c bzw. 31d verbunden. Beim Betrieb fließt Schmieröl aus dem Ölbehälter des Ausgleichsgehäuseträgers 39 durch vier Öffnungen 31h des Gehäusekörpers 31a und vier in Umfangsrichtung angeordnete Öffnungen 31f des Deckels 31b hindurch in das Ausgleichsgehäuse 31 hinein und aus diesem heraus.

In dem Gehäusekörper 31a ist ein inneres Ausgleichsgehäuse 41 in Form eines im wesentlichen kurzen Zylinders koaxial drehbar eingesetzt. Das innere Ausgleichsgehäuse 41 ist an dessen äußeren Umfangsfläche mit einer Umfangsnut 44 mit einer vorbestimmten Breite versehen und beiderseits der Umfangsnut 44 an dem Gehäusekörper 31a abgestützt. An der dem Deckel 31b abgewandten Seite des inneren Ausgleichsgehäuses 41 ist ein Kupplungsteil 43 in Form eines im wesentlichen kurzen Zylinders ebenfalls in dem Gehäusekörper 31a untergebracht. Wie aus den Fig. 2 und 3A ersichtlich, ist das innere Ausgleichsgehäuse 41 an seiner dem Kupplungsteil 43 zugewandten Stirnfläche mit einer radialen Klaue 41a versehen. Gleichfalls ist das Kupplungsteil 43 an seinem dem inneren Ausgleichsgehäuse 41 zugewandten Stirnfläche mit einer radialen Klaue 43a versehen, die mit der Klaue 41a zusammenwirkt. Die Klauen 41a, 43a weisen jeweils Eingriffszähne auf, die keilförmig ausgebildet sind, um einen genauen Zustand des Eingriffs miteinander zu schaffen. Ferner ist das innere Ausgleichsgehäuse 41 an der den Eingriffszähnen gegenüberliegenden Stirnfläche mit sechs Ölnuten 42 in Radialrichtung benachbart zu dem äußeren Ausgleichsgehäuse 31 versehen.

Aus Fig. 2 (obere Hälfte der Figur) und Fig. 3A ist ein Zustand ersichtlich, in dem die Klauen 41a, 43a außer Eingriff stehen, d. h. voneinander getrennt sind. Dieser Zustand entspricht dem Zweiradantrieb des Fahrzeuges. Andererseits ist aus Fig. 2 (untere Hälfte der Figur) und Fig. 3B ein Zustand ersichtlich, der dem Vierradantrieb des Fahrzeuges entspricht, d. h., daß die Klaue 41a mit der Klaue 43a in Eingriff steht.

An dem inneren Ausgleichsgehäuse 41 ist quer zur Drehachse desselben ein Ausgleichsbolzen 45 mittels eines Federbolzens 47 festgelegt. An dem Ausgleichsbolzen 45 sind ein Paar von Ausgleichskegelrädern 49 derart drehbar angebracht, daß diese mit einem Paar von gegenüberliegenden Achswellenrädern 51, 53 in Eingriff stehen. Eine Innenfläche 41b des inneren Ausgleichsgehäuses 41 nimmt die Druckkraft des Ausgleichskegelrades 49 auf. Ein Paar von Scheiben 55 sind zwischen den Achswellenrädern 51, 53 und dem äußeren Ausgleichsgehäuse 31 angeordnet, um die Druckkräfte der Achswellenräder 51 bzw. 53 aufzunehmen. Während die jeweiligen Nabenteile an dem äußeren Ausgleichsgehäuse 31 abgestützt sind, sind die Achswellenräder 51, 53 mittels eines Keils mit den jeweiligen vorderen Abtriebswellen 15 aus Fig. 1 verbunden. Auf diese Weise ist ein Ausgleichsgetriebemechanismus 57, der aus dem inneren Ausgleichsgehäuse 41, den Ausgleichskegelrädern 49 und den Achswellenrädern 51, 53 zusammengesetzt ist, nicht direkt mit dem äußeren Ausgleichsgehäuse 31 verbunden. Es wird angemerkt, daß die Achswellenräder 51, 53 geschmiedete Zahnräder mit gleicher Konfiguration sind. Jedes Achswellenrad 51, 53 ist an der äußeren Umfangsfläche mit einer verstärkten Wulst in Form einer Umfangsrippe versehen, um die Festigkeit beim Eingriff mit den jeweiligen Ausgleichskegelrädern 49 sicherzustellen.

Wie aus den Fig. 4A und 4B ersichtlich ist, weist das Kupplungsteil 43 vier fächerförmige Schenkel 43b auf, die an seiner der Klaue 43a abgewandten Stirnfläche vorstehen und in Umfangsrichtung in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind. Wie aus den Fig. 3A, 3B und 4A ersichtlich ist, weist ferner jeder fächerförmige Schenkel 43b an seinem Umfang zwei Endflächen 43c auf, die in Axialrichtung keilförmig nach außen in einem vorbestimmten Winkel zueinander ausgebildet sind.

Wie aus den Fig. 5A und 5B ersichtlich, ist der Gehäusekörper 31a des äußeren Ausgleichsgehäuses 31 an seiner dem Nabenteil 31c zugewandten Endwand mit vier fächerförmigen Löchern 31e versehen, die in Umfangsrichtung in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind und entsprechend den jeweiligen oben genannten Schenkeln 43b positioniert sind. Bei der Anordnung stehen die Schenkel 43b mit den Löchern 31e in Eingriff, so daß sich das Kupplungsteil 43 immer zusammen mit dem äußeren Ausgleichsgehäuse 31 dreht, wobei die Endflächen 43c der jeweiligen Schenkel 43b mit den Rändern der jeweiligen fächerförmigen Löcher 31e in Kontakt gebracht sind. Selbstverständlich sind die Ränder der fächerförmigen Löcher 31e ebenso keilförmig ausgebildet wie die Endflächen 43c der Schenkel 43, wie sie aus den Fig. 3A und 3B ersichtlich sind.

Dadurch, daß das äußere Ausgleichsgehäuse 31 das Kupplungsteil 43 in Drehung versetzt, wird dieser infolge der keilförmigen Endflächen 43c der Schenkel 43b zu dem inneren Ausgleichsgehäuse 41 hin bewegt, so daß die Klauen 41a, 43a leicht miteinander in Eingriff gebracht werden können. Es wird angemerkt, daß die Konizität der Endflächen 43c der Schenkel 43b größer sein kann, als die Konizität der Eingriffsabschnitte der Klauen 41a, 43a. Auf diese Weise steht das Kupplungsteil 43 mit dem äußeren Ausgleichsgehäuse 31 axial bewegbar in Eingriff.

An der der Klaue 43a abgewandten Seite des Kupplungsteils 43 ist ein mit einer Membran versehener Betätigungskörper 65, der einen Teil von Betätigungsmitteln bildet. Der Betätigungskörper 65 ist an dem Ausgleichsgehäuseträger 39 (Fig. 1) mittels eines Halters 67 festgelegt. Der Betätigungskörper 65 weist eine Druckkammer 65a auf, die mit einer nicht dargestellten Druckquelle an der Außenseite über einen Strömungskanal 69 verbunden ist. Ferner ist eine Rückzugfeder 63, die den anderen Teil der oben genannten Betätigungsmittel bildet, zwischen dem Gehäusekörper 31 und dem Kupplungsteil 43 angeordnet.

An den Enden der Schenkel 43b des Kupplungsteils 43 ist ein Halter 61, der aus einem Federteil in Form eines dünnen Zylinders zusammengesetzt ist, einstückig mit das Kupplungsteil 43 ausgebildet. Der Halter 61 weist einen Flansch 61a auf, der an der Seite der Enden der Schenkel 43b ausgebildet ist. Daher ist die Rückzugfeder 63 genau zwischen dem Flansch 61a und dem Gehäusekörper 31a angeordnet.

Bei der Anordnung wird der Halter 61 mittels eines keilförmigen Abschnittes 61c, der von dem Kupplungsteil 43 radial nach außen vorsteht und in eine Nut 43c des Kupplungsteils 43 eingreift, an der inneren Umfangsfläche des Kupplungsteils 43 teilweise gehalten und vorgespannt. Auf diese Weise, da das Kupplungsteil 43 einstückig mit dem Halter 61 ausgebildet ist, bewirkt die Rückzugfeder 63 eine Vorspannung auf den Halter 61 derart, daß das Kupplungsteil 43 von dem Gehäusekörper 31a in Axialrichtung nach außen (aus Fig. 2 gesehen nach rechts) vorsteht.

Bei der Ausführungsform erfolgt aufgrund der oben genannten, im wesentlichen zueinander diametralen Anordnung der Klauen 41a, 43a, der Abschnitte des Kupplungsteils 43 zum Eingriff mit den Löchern 31e des äußeren Ausgleichsgehäuses 31, des Betätigungskörpers 65, der Rückzugfeder 63 und des Stützabschnitts des inneren Ausgleichsgehäuses 41 an der der Klaue 43a zugewandten Seite, die Kraftübertragung beim Ineingriffbringen oder Trennen der Klauen 41a, 43a naturgemäß im wesentlichen an ein und demselben Durchmesser, so daß das Ineingriffbringen oder Trennen der Klauen 41a, 43a miteinander bzw. voneinander leicht durchgeführt werden kann.

Nachfolgend wird der Betrieb des vorderen Ausgleichsgetriebes 13 beschreiben.

Wenn ein bestimmter Druck in der Druckkammer 65a des Betätigungskörpers 65 (Vierradantrieb) anliegt, wird die Membran 65b in Richtung des Kupplungsteils 43 entgegengesetzt zur Vorspannkraft der Rückzugfeder 63 verschoben. In diesem Zustand dreht sich, da die Klaue 41a des inneren Ausgleichsgehäuses 41 mit der anderen Klaue 43a des Kupplungsteils 43 in Eingriff steht, das äußere Ausgleichsgehäuse 31 zusammen mit dem inneren Ausgleichsgehäuse 41 als ein einziger Körper. Dann wird die Druckkraft des inneren Ausgleichsgehäuses 41 beim Eingriff der Klauen 41a, 43a miteinander von der Wand des äußeren Ausgleichsgehäuses 31 aufgenommen.

Andererseits, wenn der Druck in der Kammer 65a vermindert wird, wird die Membran 65b durch die Vorspannkraft der Rückzugfeder 63 in die entgegensetzte Richtung bewegt. In diesem Zustand kann sich, da die Klaue 41a des inneren Ausgleichsgehäuses 41 von der Klaue 43a des Kupplungsteils 43 getrennt ist, das äußere Ausgleichsgehäuse 31 unabhängig von dem inneren Ausgleichsgehäuse 41 bewegen (Zweiradantrieb). Es wird angemerkt, daß das Erhöhen und Vermindern des Drucks in der Druckkammer 65a in Verbindung mit dem Betrieb einer Schalteinrichtung 5a des Verteilergetriebes 5 (Fig. 1) für einen Vierradantrieb/Zweiradantrieb durchgeführt wird.

Bei dem Fahrzeug, das aus der Fig. 1 ersichtlich ist, wird, wenn die Schalteinrichtung 5a für den Vierradantrieb/Zweiradantrieb das Schalten des Antriebszustands des Fahrzeugs aus dem Vierradantrieb in den Zweiradantrieb bewirkt, die Antriebskraft des Motors 1 auf die Vorderräder 9 mit dieser Schalteinrichtung 5a unterbrochen. Folglich wird die Antriebskraft des Motors 1 über die Gelenkwelle 17 und das Ausgleichsgetriebe 19 nur auf die Hinterräder 7 übertragen.

Dabei wird, solange wie das Fahrzeug im Zustand des Zweiradantriebs fährt, der Ausgleichsgetriebemechanismus 57 von den Vorderrädern 9 über einen Antriebsstrang gedreht, der dem Antriebsstrang für den Vierradantrieb gegenüberliegt. Im Gegensatz dazu drehen sich das Kupplungsteil 43, das äußere Ausgleichsgehäuse 31 und der Zahnkranz 35 usw. nicht, da der Druck in der Druckkammer 65a des Betätigungskörpers 65 durch das Schalten in den Zweiradantrieb verringert wird. Dementsprechend ist es mit dem Betrieb des Mechanismus 57 möglich, den durch die Bewegung dieser Teile auftretenden Drehmomentverlust und das daraus resultierende Geräusch zu vermindern.

Was die Schmierung anbetrifft, so fließt das Schmieröl aus dem Ausgleichsgehäuseträger 39 in das äußere Ausgleichsgehäuse 31 über die inneren Umfangsflächen der Nabenteile 31c, 31d und schmiert die Scheiben 55 über die Ölnuten 31g, 31i. Dabei schmiert das Schmieröl, das in das Gehäuse 31 über die Öffnung 31f durch den Deckel 31b hindurchfließt, die angrenzenden Seitenflächen und die Abstützflächen am Umfang des inneren und des äußeren Ausgleichsgehäuses 41, 31.

Auf diese Weise, da der Betätigungskörper 65 an dem Ausgleichsgehäuseträger 39 angeordnet ist und die Verbindung mit der Außenseite des Ausgleichsgehäuseträgers 39 nur durch den Strömungskanal 69 zwischen der Druckkammer 65a und der Druckquelle an der Außenseite erreicht wird, ist es nach der Ausführungsform möglich, die Klauen 41a, 43a für die Zeit, in der das vordere Ausgleichsgetriebe 13 inaktiv ist (d. h. im Zustand des Zweiradantriebs), ohne Erweiterung des Ausgleichsgehäuseträgers 39, sondern durch eine kurzen Schaltvorgang zu trennen.

Mit der Anordnung, bei der die der Klaue 41a gegenüberliegende Seitenfläche des inneren Ausgleichsgehäuses 41 an der Wand des äußeren Ausgleichsgehäuses 31 axial abgestützt ist, ist es ferner möglich, das vordere Ausgleichsgetriebe 13 in Axialrichtung kompakt auszubilden.

Da die Klauen 41a, 43a, der Betätigungskörper 65, die Rückzugfeder 63 und die Wandabschnitte des äußeren Ausgleichgehäuses 31, die die Druckkraft des inneren Ausgleichsgehäuses 41 aufnehmen, im wesentlichen an ein und demselben Durchmesser angeordnet sind, verläuft außerdem die Kraftübertragung zwischen den jeweiligen Teilen naturgemäß an diesem Durchmesser, ohne daß eine Kraftübertragung an unterschiedlichen diametralen Abschnitten erfolgt. Daher ist es nicht nur möglich, die Festigkeit der jeweiligen Teile ausreichend sicherzustellen, sondern auch das Ineingriffbringen und Trennen der Klauen miteinander bzw. voneinander leicht durchzuführen.

Es wird ferner angemerkt, daß die Verbindung zwischen dem äußeren Ausgleichsgehäuse 31 und dem Kupplungsteil 43 für ihre gemeinsame Drehung durch den Eingriff der jeweiligen Schenkel 43b des Kupplungsteils 43 in die Löcher 31e des äußeren Ausgleichsgehäuses 31 geschaffen wird, und daß die Kontaktflächen der Löcher 31e und der Schenkel 43b in Axialrichtung keilförmig ausgebildet sind. Aus diesem Grunde kann der Eingriff der Klauen 41a, 43a miteinander verstärkt werden. Darüberhinaus kann, da der Eingriff zwischen den Klauen 41a und 43a um so stärker ist, je größer das Antriebsmoment an dem äußeren Ausgleichsgehäuse 31 ist, das Problem der Verminderung der Festigkeit an den Eingriffsflächen der Klauen 41a, 43a ausgeschlossen werden.

Ferner kann, da der mit der Membran versehene Betätigungskörper 65 und die Rückzugfeder 63 als Betätigungsmittel zum Betätigen der Klauen 41a, 43a verwendet werden, die Handhabung beim Ineingriffbringen und Trennen der Klauen 41a, 43a miteinander bzw. voneinander vereinfacht werden.

Außerdem ist nach der Ausführungsform der Halter 61 aus dem Flansch 61a, der sich quer zur Längsachse des vorderen Ausgleichsgetriebes 13 erstreckt, und dem keilförmigen Abschnitt 61c, der radial nach außen vorsteht, zusammengesetzt und mit dem Kupplungsteil 43 durch den Eingriff des keilförmigen Abschnitts 61c in der Nut 43c des Kupplungsteils 43 einstückig ausgebildet, wobei der Flansch 61a das eine Ende der Rückzugfeder 63 abstützt. Folglich kann die Anbringung der Rückzugfeder 63 an dem Kupplungsteil 43 erleichtert werden, wodurch die Produktivität bei der Montage des vorderen Ausgleichsgetriebes verbessert wird.

Ferner kann aufgrund des Vorhandenseins der Ölnuten 31g, 31i, 42 usw. die Schmierung im Betrieb ausreichend effektiv durchgeführt werden. Da das innere Ausgleichsgehäuse 41 an dem äußeren Ausgleichsgehäuse 31 beiderseits der Umfangsnut 44 abgestützt ist, kann die Stützfestigkeit an dem Gehäuse 41 verbessert werden, wodurch der Reibungswiderstand verringert wird. Das heißt, daß es mit der oben genannten Form der Abstützung nicht nur möglich ist, den Drehmomentverlust an dem Ausgleichsgetriebe 13 zu verringern, sondern auch das Festfressen der Stützflächen zu verhindern.

Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die Fig. 6 und 7 beschrieben. Aus Fig. 6 ist ein wesentlicher Teil des Ausgleichsgetriebes nach der Ausführungsform ersichtlich.

Es wird angemerkt, daß auch die zweite Ausführungsform ein Ausgleichsgetriebe für ein Fahrzeug mit zuschaltbarem Vierradantrieb auf der Basis eines Hinterradantriebs betrifft. Ferner ist das Ausgleichsgetriebe nach der Ausführungsform für die Vorderachse des Fahrzeuges vorgesehen.

Diese Ausführungsform eines Ausgleichsgetriebes 113 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform lediglich durch einen Betätigungskörper 165 (Betätigungsmittel) zum Schalten in den Zustand des Zweiradantriebs. Daher werden nachfolgend die Unterschiede zwischen dem Betätigungskörper nach der ersten Ausführungsform und dem Betätigungskörper nach der zweiten Ausführungsform beschrieben.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, weist der Betätigungskörper 165 einen Druckteil 165c, der an einer Membran 165b mittels Nieten befestigt ist, und einen Anschlag 165d auf, der an dem Druckteil 165c festgelegt ist. Dabei ist der Anschlag 165d so angepaßt, daß er zusammen mit der Membran 165d verschoben werden kann.

Im Betrieb, wenn die Druckkammer 165a druckbeaufschlagt wird, wird der Anschlag 165a zusammen mit der Membran 165b aus Fig. 6 gesehen nach links geschoben. Die Bewegung des Betätigungskörpers 165 wird durch die Auflage des Anschlags 165d auf einem Rahmen 165e des Betätigungskörpers 165 begrenzt (siehe untere Hälfte in Fig. 6). Gleichzeitig wird das Fahrzeug in den Zustand des Vierradantriebs gebracht, in dem die Klaue 41a mit der Klaue 43a in Eingriff steht. Dabei dreht sich der Halter 61 an der Seite des Kupplungsteils 43, während der Betätigungskörper 165 aufgrund der Auflage des Anschlags 165d auf dem Rahmen 165e inaktiv ist. Wenn der Betätigungskörper 165 an dem Ausgleichsgehäuseträger 39 derart angebracht ist, daß ein vorbestimmter Ausrückweg zwischen dem Druckteil 165c und dem Halter 61 mittels des Anschlags 165d sichergestellt werden kann, ist es möglich, die Reibung zwischen dem Druckteil 165c und dem Halter 61 zu vermeiden.

Es wird angemerkt, daß aus der oberen Hälfte in Fig. 6 ein Zustand ersichtlich ist, in dem der Druck in der Druckkammer 165a des Betätigungskörpers 165 verringert wurde, so daß die Membran 165b und der Druckteil 165c durch die Vorspannkraft der Rückzugfeder 63 in entgegengesetzte Richtung zurückgeschoben sind, wobei die Klauen 41a, 43a voneinander getrennt sind. Da das vordere Ausgleichsgetriebe 113 bei der Kraftübertragung im Zustand des Zweiradantriebs nicht betrieben wird, wird wie im oben genannten Fall kein Reibungswiderstand erzeugt, da das äußere Ausgleichsgehäuse 31, das Kupplungsteil 43 (der Halter 61) und der Betätigungskörper 165 außer Betrieb gesetzt wurden.

Bei der Ausführungsform ist es zusätzlich zu den Wirkungen der ersten Ausführungsform möglich, den Betätigungskörper 165, der das Kupplungsteil 43 an der Stator-Seite bewegt, während des Eingriffs der Klauen 41a, 43a miteinander von dem Kupplungsteil 43 zu trennen, so daß ein Verschleiß vermieden werden kann.

Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf Fig. 8 beschrieben, aus der ein wesentlicher Teil der Klaue 43a nach der Ausführungsform ersichtlich ist. Es wird angemerkt, daß ein Pfeil F aus Fig. 8 eine Drehrichtung des äußeren Ausgleichsgehäuses 31 für den Fall bezeichnet, daß das Fahrzeug vorwärts fährt.

Die Drehbewegung des äußeren Ausgleichsgehäuses 31 bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges wird auf das innere Ausgleichsgehäuse 41 (Fig. 2) über einen Nocken 125 und über Seitenflächen 43d der Zähne der Klaue 43a übertragen. Andererseits wird die Drehbewegung des äußeren Ausgleichsgehäuses 31 bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges auf das innere Ausgleichsgehäuse 41 über einen Nocken 127 und über den Seitenflächen 43d gegenüberliegende Seitenflächen 43e der Zähne der Klaue 43a übertragen.

Wenn das Kraftübertragungssystem durch Schalten der oben genannten Betätigungsmittel in den Zustand des Zweiradantriebs inaktiv gemacht wird, wird ein Drehmoment in Richtung des Pfeils F von der Seite der Räder an dem äußeren Ausgleichgehäuse 31 infolge des Nachlaufs der Räder erzeugt. Dementsprechend stimmt in einem solchen Falle die Richtung des Drehmoments mit der Richtung des Drehmoments bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges überein, so daß der Nocken 127 und die Seitenflächen 43e der Klaue 43a in Kontakt gebracht sind.

Hierbei sind Flankenwinkel der Klaue 43a und Nockenwinkel des Nockens 125 bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges mit αd bzw. βd bezeichnet, während die Flanken- bzw. Nockenwinkel der Klaue 43a und des Nockens 127 bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges mit αc bzw. βc bezeichnet sind, wobei nach dieser Ausführungsform folgende Beziehung besteht:

αd < βd, αc ≧ βc (1)

und ferner

βd - αd < βc - αc (2)

Folglich ist bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges das Kupplungsteil 43 derart vorgespannt, daß die Klaue 43a mit der gegenüberliegenden Klaue 41a (Fig. 2) in Eingriff steht, da der Nockenwinkel βd des Nockens 125 größer als der Flankenwinkel αd der Klaue 43a ist, wie es in der Ungleichung (1) angegeben ist. Das heißt, daß infolge einer sogenannten Selbstverriegelungswirkung nach dieser Anordnung die Klaue 43a im Eingriffszustand mit der Klaue 41a gehalten werden kann.

Andererseits ist bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges das Kupplungsteil 43 derart vorgespannt, daß die Klaue 43a von der gegenüberliegenden Klaue 41a getrennt ist, da der Nockenwinkel bc des Nockens 127 gleich oder kleiner als der Flankenwinkel αc der Klaue 43a ist.

Da die Richtung des Drehmoments nach dem Schalten in den Zweiradantrieb mit der Richtung des Drehmoments beim Rückwärtsfahren des Fahrzeuges übereinstimmt, wird das Kupplungsteil 43, wie oben erwähnt, derart vorgespannt, daß die Klaue 43a von der gegenüberliegenden Klaue 41a getrennt ist.

Wenn das Fahrzeug fährt, wirkt zusätzlich die Trägheitskraft in Drehrichtung auf das Kupplungsteil 43. Daher wirkt der Nocken 125 (mit dem Nockenwinkel βd) gleichzeitig mit der Klaue 43a (der Seite mit dem Flankenwinkel αd) in der einen Drehrichtung zusammen, während der Nocken 127 (mit dem Nockenwinkel βc) gleichzeitig mit der Klaue 43a (der Seite mit dem Flankenwinkel αc) in der anderen Drehrichtung zusammenwirkt. Dabei entspricht nach der Ausführungsform die Differenz (βd - αd), da der Nockenwinkel βd größer als der Flankenwinkel αd ist, der Druckkraft in Richtung des Eingriffs der Klauen 43a, 41a miteinander. Da der Nockenwinkel βc kleiner als der Flankenwinkel αc ist, entspricht die Differenz (βc - αc) der Druckkraft in Richtung des Trennens der Klauen 43a, 41a voneinander.

Ferner wird, da die Druckkraft (βd - αd) in Eingriffsrichtung der Klauen 43a, 41a größer als die Druckkraft (βc - αc) in Trennrichtung der Klauen 43a, 41a ist, eine Vorspannkraft auf das Kupplungsteil 43 im Fahrzustand des Fahrzeuges ausgeübt, so daß das Trennen der Klaue 43a verhindert werden kann und der Zustand des Vierradantriebs des Fahrzeuges aufrechterhalten wird. Ferner kann, da die Druckkraft beim Schalten in den Zweiradantrieb geringer ist, der Schaltvorgang zuverlässig durchgeführt werden.

Wie oben erwähnt, kann durch Variation der Flankenwinkel der Klaue 43a und der Nocken 125, 127 zwischen der Vorwärtsfahrt und der Rückwärtsfahrt gemäß der Ausführungsform der Eingriff der Klauen 43a, 41a miteinander aufgrund der Selbstverriegelungswirkung im Zustand des Vierradantriebs aufrechterhalten werden, während das Trennen der Klauen 43a, 41a voneinander beim Schalten in den Zustand des Zweiradantriebs erleichtert werden kann.

Im Gegensatz zu dem herkömmlichen Ausgleichsgetriebe ist es gemäß der Ausführungsform aufgrund der Erleichterung des Schaltens in den Zweiradantrieb nicht erforderlich, die Rückzugfeder 63 und den Betätigungskörper 65 zu vergrößern. Dementsprechend kann der Verschleiß durch Reibung zwischen dem Druckteil 165c und dem Halter 61 weiter verringert werden, da die Rückzugfeder 63 und der Betätigungskörper 65 miniaturisiert werden können.

Ferner kann aufgrund der Erleichterung des Trennens der Klauen 43a, 41a voneinander bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges das Schalten in den Zweiradantrieb erleichtert werden.

Da die Nocken 125, 127 an dem Kupplungsteil 43 und dem äußeren Ausgleichsgehäuse 31 unter Verwendung der Öffnungen 31h (Fig. 2) ausgebildet sind, ist es möglich, die Herstellungskosten erheblich zu verringern.

Gemäß der Ausführungsform ist die Rückzugfeder 63 zwischen dem Flansch 61a des Halters 61 und dem äußeren Ausgleichsgehäuse 31 angeordnet, wobei der Halter 61 an dem Kupplungsteil 43 festgelegt ist. Folglich kann die Rückzugfeder 63 außerhalb des Ausgleichsgehäuses 31 angeordnet werden. Aufgrund einer solchen Anordnung der Rückzugfeder 63 ist es möglich, die innere Struktur des äußeren Ausgleichsgehäuses 31 zu vereinfachen. In anderen Worten kann mit der Vereinfachung das äußere Ausgleichsgehäuse 31 miniaturisiert werden, um die Montage des Ausgleichsgetriebes 13 zu erleichtern.

Dementsprechend kann der Vorgang beim Austauschen der Rückzugfeder 63 vereinfacht werden, wobei es möglich ist, das Problem des Verschleißes der Rückzugfeder 63 zu lösen, da keine Relativdrehung zwischen der Rückzugfeder 63 und dem äußeren Ausgleichsgehäuse 31 auftritt.

Nachfolgend wird eine vierte Ausführungsform mit Bezug auf Fig. 9 beschrieben. Es wird angemerkt, daß bei dieser Ausführungsform gleiche Teile wie bei der dritten Ausführungsform jeweils mit denselben Bezugzeichen bezeichnet sind.

Wie aus Fig. 9 ersichtlich ist, sind gemäß der Ausführungsform die Flankenwinkel αd, αc der Klaue 43a jeweils gleich 0°. Außerdem ist der Nockenwinkel βd1 des Nockens 125 in Richtung der Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges auf einen vorbestimmten Winkel festgesetzt, wobei der Nockenwinkel βc1 des Nockens 127 in Richtung der Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges gleich 0° ist.

Auf diese Weise ist bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges der Nockenwinkel βd1 größer als der Flankenwinkel αd (0°). Daher ist infolge der Differenz zwischen dem Nockenwinkel βd1 und dem Flankenwinkel αd das Kupplungsteil 43 zum Eingriff der Klaue 43a mit der gegenüberliegenden Klaue 41a (Fig. 2) vorgespannt, so daß der Eingriffszustand aufgrund dieser Selbstverriegelungswirkung aufrechterhalten wird.

Im Gegensatz dazu ist bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges der Flankenwinkel αc = 0°, wobei keine Druckkraft in Richtung des Eingriffs der Klauen 43a, 41a miteinander erzeugt wird, so daß die Klauen 43a, 41a leicht voneinander getrennt werden können und das Schalten in den Zweiradantrieb erleichtert werden kann.

Außerdem wird, da die Flankenwinkel αd, αc der Klaue 43a jeweils gleich 0° sind, keine Druckkraft zum Trennen der Klauen 43a, 41a voneinander erzeugt, wenngleich eine Trägheitskraft in Drehrichtung auf das Kupplungsteil 43 ausgeübt wird. Folglich kann der Zustand des Eingriffs der Klauen 43a, 41a miteinander stabil aufrechterhalten werden.

Ferner kann, da der Flankenwinkel αd der Klaue 43a gleich 0° ist, der Nockenwinkel βd1 des Nockens 125 im Gegensatz zum Flankenwinkel αd weiter verringert werden. Gleichfalls kann, da der Flankenwinkel αc der Klaue 43a gleich 0° ist, der Nockenwinkel βc1 des Nockens 127 im Gegensatz zum Flankenwinkel αc gleich 0° sein.

Auf diese Weise ist es aufgrund der verringerten Druckkräfte der Nocken 125, 127 möglich, die Federkonstante der Rückzugfeder 63 zu verringern, wodurch diese und dementsprechend der Betätigungskörper 65 in vorteilhafter Weise miniaturisiert werden können.

Bei dieser Ausführungsform kann durch Variation der jeweiligen Flankenwinkel der Klaue 43a und der Nocken 125, 127 bei Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges der Zustand des Eingriffs zwischen den Klauen 43a und 41a bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges aufrechterhalten werden. Ferner ist es im Falle des Schaltens in den Zustand des Zweiradantriebs möglich, den Eingriff zwischen den Klauen 43a, 41a leicht zu lösen, so daß das Schalten in den Zustand des Zweiradantriebs zuverlässig durchgeführt werden kann.

Auch bei dieser Ausführungsform ist es aufgrund der oben genannten Erleichterung des Schaltens in den Zustand des Zweiradantriebs nicht erforderlich, die Rückzugfeder 63 und den Betätigungskörper 65 zu vergrößern, so daß der Verschleiß durch Reibung zwischen dem Druckteil 165c und dem Halter 61 weiter verringert werden kann, da die Rückzugfeder 63 und der Betätigungskörper 65 miniaturisiert werden können.

Nachfolgend wird eine fünfte Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf Fig. 10 beschrieben. Es wird angemerkt, daß auch bei dieser Ausführungsform gleiche Teile wie bei der dritten Ausführungsform jeweils mit denselben Bezugszeichen bezeichnet werden.

Wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, sind gemäß der Ausführungsform die Flankenwinkel αd, αc der Klaue 43a sowohl bei Vorwärtsfahrt als auch bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges gleich 0°. Außerdem ist der Nockenwinkel βd2 des Nockens 125 bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges größer als der Nockenwinkel βc2 des Nockens 127 bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges (d. h. βd2 < βc2).

Auf diese Weise ist, da der Nockenwinkel βd2 des Nockens 125 größer als der Flankenwinkel αd (0°) der Klaue 43a ist, das Kupplungsteil 43 zum Eingriff der Klaue 43a mit der gegenüberliegenden Klaue 41a (Fig. 2) bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges aufgrund der Differenz zwischen dem Nockenwinkel βd2 und dem Flankenwinkel αd vorgespannt. Folglich kann der Zustand des Eingriffs zwischen den Klauen 43a, 41a aufgrund dieser Selbstverriegelungswirkung aufrechterhalten werden.

Beim Rückwärtsfahren des Fahrzeuges ist der Flankenwinkel αc der Klaue 43a gleich 0°, wobei keine Druckkraft zum Eingriff der Klauen 43a, 41a miteinander erzeugt wird. Außerdem wird, da der Nockenwinkel βc2 des Nockens 127 kleiner als der Nockenwinkel βd2 des Nockens 125 ist, die Druckkraft zum Eingriff der Klauen 43a, 41a miteinander weiter verringert. Daher ist es möglich, das Trennen der Klauen 43a, 41a voneinander weiter zu erleichtern, so daß das Schalten in den Zweiradantrieb leicht durchgeführt werden kann.

Außerdem wird, da die Flankenwinkel αd, αc der Klaue 43a jeweils gleich 0° sind, keinerlei Druckkraft zum Trennen der Klauen 43a, 41a voneinander erzeugt, wenngleich eine Trägheitskraft in Drehrichtung auf das Kupplungsteil 43 ausgeübt wird. Folglich kann der Zustand des Eingriffs der Klauen 43a, 41a miteinander stabil aufrechterhalten werden.

Darüberhinaus kann, da der Flankenwinkel αd der Klaue 43a gleich 0° ist, der Nockenwinkel βd2 des Nockens 125 im Gegensatz zum Flankenwinkel αd weiter verringert werden. Gleichfalls kann, da der Flankenwinkel αc der Klaue 43a ebenfalls 0° ist, der Nockenwinkel βc2 des Nockens 127 im Gegensatz zum Flankenwinkel αc weiter verringert werden.

Auf diese Weise ist es aufgrund der verringerten Druckkräfte der Nocken 125, 127 möglich, die Federkonstante der Rückzugfeder 63 zu verringern, so daß diese und dementsprechend der Betätigungskörper 65 in vorteilhafter Weise miniaturisiert werden können.

Gemäß der fünften Ausführungsform kann im Betrieb der Zustand des Eingriffs zwischen den Klauen 43a und 41a bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges aufrechterhalten werden. Ferner ist es beim Schalten in den Zustand des Zweiradantriebs möglich, den Zustand des Eingriffs der Klauen 43a, 41a miteinander leicht zu lösen, so daß das Schalten in den Zustand des Zweiradantriebs zuverlässig durchgeführt werden kann.

Auch bei dieser Ausführungsform ist es aufgrund der oben genannten Erleichterung des Schaltens in den Zustand des Zweiradantriebs nicht erforderlich, die Rückzugfeder 63 und den Betätigungskörper 65 zu vergrößern, so daß der Verschleiß durch Reibung zwischen dem Druckteil 165c und dem Halter 61 weiter verringert werden kann, da die Rückzugfeder 63 und der Betätigungskörper 65 miniaturisiert werden können.

Schließlich kann das erfindungsgemäße Ausgleichsgetriebe für ein vorderes Ausgleichsgetriebe, das die Antriebsleistung des Motors auf das linke und rechte Vorderrad verteilt, sowie für ein hinteres Ausgleichsgetriebe, das die Antriebsleistung des Motors auf das linke und rechte Hinterrad verteilt, verwendet werden.

Claims (11)

1. Ausgleichsgetriebe für ein Fahrzeug mit zuschaltbarem Vierradantrieb, wobei das Ausgleichsgetriebe in einem Ausgleichsgehäuseträger (39) drehbar aufgenommen ist, an dessen Seiten Abtriebswellen (15) angeordnet sind, wobei eine Antriebskraft eines Motors (1) unterbrochen ist, wenn aus dem Vierradantrieb in den Zweiradantrieb geschalten ist, und die Antriebskraft des Motors (1) auf die linke und die rechte Abtriebswelle (15) des Fahrzeuges im Zustand des Vierradantriebs verteilbar ist, mit:
einem äußeren Ausgleichsgehäuse (31), das mittels der Antriebskraft des Motors (1) drehbar ist;
einem inneren Ausgleichsgehäuse (41), das in dem äußeren Ausgleichsgehäuse (31) koaxial drehbar aufgenommen ist, wobei das innere Ausgleichsgehäuse (41) im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist;
einem Kupplungsteil (43), das in dem äußeren Ausgleichsgehäuse (31) benachbart zu dem inneren Ausgleichsgehäuse (41) und in Axialrichtung des äußeren Ausgleichsgehäuses (31) bewegbar aufgenommen ist, wobei das Kupplungsteil (43) im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist und mit dem äußeren Ausgleichsgehäuse (31) zusammen drehbar mit diesem verbunden ist;
einem Paar von Klauen (41a, 43a), die in dem äußeren Ausgleichsgehäuse (31) miteinander in Eingriff bringbar und voneinander trennbar aufgenommen sind, wobei die eine Klaue (41a) an einer dem Kupplungsteil (43) zugewandten axialen Stirnfläche des inneren Ausgleichsgehäuses (41) angeordnet ist, und die andere Klaue (43a) an einer dem inneren Ausgleichsgehäuse (41) zugewandten axialen Stirnfläche des Kupplungsteils (43) angeordnet ist;
einem Kegelradgetriebe, wobei das innere Ausgleichsgehäuse (41) den Differentialkorb des Kegelradgetriebes bildet; und
Betätigungsmitteln (63, 65, 165) zum Betätigen des Kupplungsteils (43) derart, daß die Klauen (41a, 43a) in Verbindung mit dem Schaltvorgang zwischen dem Vierradantrieb und dem Zweiradantrieb des Fahrzeuges miteinander in Eingriff bringbar oder voneinander trennbar sind, wobei die Betätigungsmittel (63, 65, 165) an dem Ausgleichsgehäuseträger (39) benachbart zu dem Kupplungsteil (43) angebracht sind.

2. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kegelradgetriebe versehen ist mit:
einem Ausgleichsbolzen (45), der an dem inneren Ausgleichsgehäuse (41) quer zur dessen Längsachse festgelegt ist;
einer Mehrzahl von Ausgleichskegelrädern (49), die an dem Ausgleichsbolzen (45) drehbar abgestützt sind, und einem Paar von Achswellenrädern (51, 53), die mit der linken bzw. der rechten Abtriebswelle (15) verbunden sind, wobei die Achswellenräder (51, 53) mit den Ausgleichskegelrädern (49) in Eingriff stehen und an Nabenteilen (31d bzw. 31c) des äußeren Ausgleichsgehäuses (31) abgestützt sind; und
wobei das äußere Ausgleichsgehäuse (31) einen inneren Wandabschnitt zum Aufnehmen einer durch den Eingriff zwischen den Klauen (41a, 43a) erzeugten Druckkraft des inneren Ausgleichsgehäuses (41), und einen anderen inneren Wandabschnitt zum Aufnehmen einer Druckkraft der Achswellenräder (51, 53) aufweist.

3. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klauen (41a, 43a), die Betätigungsmittel (63, 65, 165) zum Eingriff oder Trennen der Klauen (41a, 43a) miteinander bzw. voneinander und der Wandbereich zum Aufnehmen der Druckkraft des inneren Ausgleichsgehäuses (41) im wesentlichen an ein und demselben Durchmesser angeordnet sind.

4. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
in einem äußeren Wandabschnitt des äußeren Ausgleichsgehäuses (31) eine Mehrzahl von Löchern (31e) vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung angeordnet sind, wobei das Kupplungsteil (43) mit einer Mehrzahl von Schenkeln (43b) versehen ist, die mit den jeweiligen Löchern (31e) derart in Eingriff bringbar sind, daß das Kupplungsteil (43) mit dem äußeren Ausgleichsgehäuse (31) zusammen drehbar verbunden ist; und
die Löcher (31e) und die Schenkel (43b) jeweils einander gegenüberliegende Seitenflächen aufweisen, die in Axialrichtung des Ausgleichsgetriebes keilförmig nach außen hin konvergierend ausgebildet sind, wodurch die einander gegenüberliegenden Seitenflächen der jeweiligen Löcher (31e) und Schenkel (43b) Nocken (125, 127) bilden und die Klauen (41a, 43a) zum Eingriff miteinander bei Drehung des äußeren Ausgleichsgehäuses (31) vorspannbar sind.

5. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsmittel (63, 65, 165) versehen sind mit:
einer Rückzugfeder (63) zum Vorspannen des Kupplungsteils (43) in Richtung des Trennens der Klauen (41a, 43a) voneinander; und
einem Betätigungskörper (65, 165) zum wirksamen Bewegen des Kupplungsteils (43) in die entgegengesetzte Richtung, um die Klauen (41a, 43a) entgegengesetzt zur Vorspannkraft der Rückzugfeder (63) miteinander in Eingriff zu bringen.

6. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Klauen (41a, 43a) ineinandergreifende Zähne mit derartigen Flankenwinkeln (α) aufweisen, daß dadurch das Kupplungsteil (43) in Richtung des Trennens der Klauen (41a, 43a) voneinander vorgespannt ist;
die Nocken (125, 127) derartige Nockenwinkel (β) aufweisen, daß dadurch das Kupplungsteil (43) in Richtung des Eingriffs der Klauen (41a, 43a) miteinander vorgespannt ist; und
zwischen den Flankenwinkeln der Klauen (41a, 43a) und den Nockenwinkeln der Nocken (125, 127) folgende Beziehung besteht:
βd - αd < βc - αc,
worin αc bzw. αd die Flankenwinkel der Klauen und βc bzw. βd die jeweils zueinander komplementären Winkel derjenigen Seitenflächen der Nocken und Öffnungen des äußeren Ausgleichsgehäuses, die bei Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges miteinander in Kontakt kommen, bedeuten.

7. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken- bzw. Nockenwinkel (αc, αd, βc) durch folgende Gleichungen bestimmt sind:
αc = 0°
αd = 0°
βc = 0°

8. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken- bzw. Nockenwinkel (αc, αd, βc, βd) durch folgende Gleichungen bestimmt sind:
αc = 0°
αd = 0°
βd < βc

9. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungskörper (65, 165) ringförmig ausgebildet ist und um den Nabenteil (31c) des äußeren Ausgleichsgehäuses (31) herum und benachbart zu dem äußeren Wandabschnitt des äußeren Ausgleichsgehäuses (31) koaxial zu dem Nabenteil (31c) angeordnet ist.

10. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungskörper (165) eine Membran (165b), die mittels Druckluft verschiebbar ist, und einen Anschlag (165d) zum Begrenzen der Verschiebung der Membran (165b) aufweist.

11. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halter (61) zum Halten des Kupplungsteils (43) vorgesehen ist, wobei der Halter (61) in Form eines dünnen zylindrischen Teils ausgebildet ist und aus einem Flansch (61a), der an einem axialen Ende des zylindrischen Teils derart ausgebildet ist, daß er sich quer zur Längsachse des zylindrischen Teils zum Abstützen eines Endes der Rückzugfeder (63) an der Seite des Kupplungsteils (43) erstreckt, und einem keilförmigen Abschnitt (61c) zusammengesetzt ist, der an dem anderen axialen Ende des zylindrischen Teils derart ausgebildet ist, daß er radial nach außen vorsteht und in eine Umfangsnut (43c) eingreift, die an der inneren Umfangsfläche des Kupplungsteils (43) ausgebildet ist.