DE201805C

DE201805C -

Info

Publication number: DE201805C
Application number: DENDAT201805D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 63 c.

Vorliegende Erfindung stützt sich auf folgende Betrachtung:

Wenn bei den bekannten aus Stirn- oder Kegelrädern bestehenden Differential- oder Ausgleichgetrieben ein Antriebsrad ganz oder teilweise die Berührung mit dem Boden verliert, so läuft dieses Rad mit größerer Schnelligkeit herum, während das auf dem Boden gebliebene Rad, anstatt den Wagen

ίο weiter anzutreiben, kraftlos wird, so daß sich dje Geschwindigkeit des Wagens verlangsamt. Kommt darauf das mit großer Geschwindigkeit umlaufende Rad wieder mit dem Boden in Berührung, so erhält das andere Rad die Tendenz, sich rückwärts zu drehen, wodurch unter besonders ungünstigen Verhältnissen eine Drehbewegung des ganzen Fahrzeugs um die Mitte der Antriebsachse eintritt.

In dieser Beziehung günstiger verhalten sich die mannigfachen, zum Ersätze des Differentials bestimmten Freilaufkonstruktionen, bei denen das äußere Rad in der Kurve frei voreilt, während das innere Rad allein angetrieben wird, jedoch entsteht hier der große Nachteil, daß der Wagen sich schwer lenken läßt, <3a gerade das innere Rad, welches zurückbleiben müßte, das ganze Drehmoment'der Hinterachse auf den Boden überträgt und so. dem Wagen gerade eine Tendenz verleiht, eine Krümmung mit entgegengesetzt gelegenem Mittelpunkt zu fahren. Das Ausgleichgetriebe nach vorliegender Erfindung verhält sich wie eine starre Kupplung, sobald ein Rad den Boden verliert, so daß das auf dem Boden bleibende Rad unter allen Umständen sein Drehmoment behält und das schwebende'Rad keine größere Geschwindigkeit als ersteres annehmen kann.

Dies wird erreicht durch die Anwendung selbsthemmender Maschinenelemente in dem Ausgleichgetriebe, wodurch es ermöglicht wird, im Gegensatze zum Freilauf eine Kurve um den Berührungspunkt des einen Hinterrades als Mittelpunkt zu fahren, ohne hierbei den Motor stillzusetzen, da das innere Rad hinter dem angetriebenen Gehäuse zurückbleiben kann, was beim Freilauf nicht möglich ist; das Durchfahren einer derartigen Kurve ist allerdings nur möglich, wenn der Wagen die entsprechende lebendige Kraft besitzt, weil beim Stillstand des einen Treibrades das andere Rad vom Motor aus durch Vermittlung des den Gegenstand der Erfindung bildenden Ausgleichgetriebes nicht angetrieben werden kann.

Hieraus geht auch hervor, daß das voreilende Rad überhaupt nicht angetrieben wird; der wesentliche Vorzug der hier beschriebenen Anordnungen gegenüber den Freilaufkonstruktionen beruht also nur darauf, daß gleichzeitig, eine Entlastung und ein Zurückbleiben des inneren Rades in der Kurve eintritt, wodurch die Lenkung leichter ist als bei Anwendung von Freilaufkupplungen! Die Entlastung erfolgt insofern, als ein Teil der Motorkraft beim Voreilen des angetriebenen

Gehäuses aufgebraucht und so auf das innere. Wagenrad nicht die ganze Motorkraft übertragen wird.

Die ganzen hier beschriebenen Ausführungen zeigen in dieser Beziehung das gleiche Verhalten.

In Fig. ι sind α und a' die mit den beiden Antriebsrädern in Verbindung stehenden Wellen, b ist das vom Motor angetriebene

ίο Gehäuse. Infolge des Widerstandes der Antriebsräder suchen sich die Stirnräder c und c' auf den Rädern d und d^l abzuwälzen; die mit c und c' auf gleichen Achsen sitzenden selbstsperrenden Schnecken e, e' wirken hierbei in einander entgegengesetztem Sinne auf das im Gehäuse gelagerte Schneckenrad/, so daß zunächst keine Drehung desselben zustande kommt und das ganze Getriebe in Ruhe bleibt (beim Geradeausfahren).

- Die Selbstsperrung ist derart gewählt, daß die Wirkung der ganzen Reibfläche, also der .Schneckengänge, der Spur- und Tragzapfenlager, der Reibung der Welle a, a! im Gehäuse und der Zahnreibung, gerade ausreicht, um die Anordnung selbstsperrend zu machen. Beim Kurvenfahren vermindert sich der Druck der mit dem voreilenden Rade in Verbindung stehenden Schnecken, z. B. e', auf das Schneckenrad f. Da das Rad aber nur in Ruhe bleiben kann, wenn zwei gleich große entgegengesetzte Tangentialkräfte auf dasselbe wirken, wird es sich di*ehen, bis der Wagen wieder geradeaus fährt.

Der Vorzug des Gegenstandes der Erfindung beruht darauf, daß die Bewegung im Getriebe bei Fig. 1 z. B. die Drehung des Schneckenrades f und damit das Abrollen der Zahnräder c, c' und d, d' nur von der voreilenden Seite eingeleitet werden kann, da andererseits Selbsthemmung eintritt und sich das Getriebe wie ein verriegeltes Differential verhält, d". h. eine Drehung von f kann nur stattfinden, wenn beide Wagenräder gleichzeitig den Boden berühren.

Bei Fig. 2 sitzt auf den beiden Wellen a und a' je..eine Schnecke. In jede dieser Schnecken greift ein Schneckenrad b bzw. b'. Diese Schneckenräder stehen miteinander in Eingriff. Solche Räderpaare können in beliebiger Anzahl am Umfang der Schnecken angeordnet sein. Das Verhalten des Getriebes und aller folgenden. ist dasselbe wie dasjenige des in Fig. 1 beschriebenen.

Eine Bewegung im Getriebe kann nur durch Voreilen eines Laufrades eingeleitet werden., da die Schnecken selbsthemmend sind.

Fig. 3 unterscheidet sich von einem gewöhnlichen Stirnräderdifferential nur durch die infolge ihres großen Durchmessers selbstsperrenden Zapfen b und b' (dieselben könnten auch zur Vergrößerung der Umfangsreibung auf der Mantelfläche mit konischen Rillen versehen sein, bei entsprechender Ausbildung der Lagerstellen).

Die Selbstsperrung findet infolge der durch den einseitigen Zahndruck auf Trieb c (c'J entstehenden großen Zapfenreibung statt, während bei einer zentrisch in α oder a! angreifenden verdrehenden Kraft, die keine Lagerreaktion ergibt, und in dem α oder a! voreilt, das Stirnrad c oder d vom Zahndruck entlastet wird und eine Drehung des Zapfens b (V) stattfinden kann.

Außer in den großen zylindrischen Lagern der Zapfen b und b' dürfen die beiden Wellen im Differentialgehäuse nicht mehr gelagert sein, so daß der durch den Zahndruck entstehende Lagerdruck nur von den Lagern der Zapfen b, b' aufgenommen wird. Die Wellen gehen ohne jede weitere Lagerung frei zu den Wagenrädern, wo sich die zweite Lagerung befindet, die wegen der großen Entfernung von b bzw. b' nicht mehr störend wirken kann.

Fig. 4 unterscheidet sich von Fig. 1 nur dadurch, daß die Stirnräder d und d' durch Innenverzahnungen d und d' ersetzt sind.

Fig. 5 stellt ein aus zwei Spiralscheiben a und α' und dazwischenliegenden Zahnrädern b, b' bestehendes Ausgleichsgetriebe dar. Eine Bewegung im Getriebe kann nur durch Voreilen der einen Spiralscheibe entstehen, wodurch die Zahnräder einseitig vom Zahndruck entlastet werden und infolge hiervon der von der anderen Spiralscheibe ausgehenden verdrehenden Kraft Folge geben können.

Bei Fig. 6 findet die Selbstsperrung wie bei Fig. 1 und 4 durch Schnecke und Rad statt, nur werden die Schnecken hier anstatt mittels Stirnradübersetzung direkt mittels Universalgelenke angetrieben.

Bei Fig. 7 bzw. 7 a (Querschnitt von Fig. 7 in schematischer Darstellung) erfolgt die Selbstsperrung durch Exzenter b, b', welche in ähnlicher. Weise wie die Radkurbeln einer Lokomotive durch eine Kulisse c' in Verbindung stehen. .

Die Kräfte, welche auf die Kulisse durch die Exzenter b b,b' b' übertragen werden, finden ihre Reaktion durch das Exzenter b, welches einen gleich großen entgegengesetzt gerichteten Druck auf die Kulisse, ausübt; diese Drucke halten_ sich die Wage genau wie bei Fig. 1 die beiden Tangentialkräfte am Schneckenrade/, bis die eine Kraft, z. B. P, durch Voreilen des entsprechendenWagenrades geringer wird, wodurch die Kulisse den anderen

pi p'
zwei Kräften — 4- —, solange der Wagen

2 ' 2 fa ^&

die Kurve fährt, nachgeben kann und die Bewegung im Getriebe erfolgt.

Statt zwei können auch mehrere Exzenter b' angewandt werden.

Fig. 8 (mit teilweisem Schnitt nach X-X

der Fig. 8 a), unter Weglassung des unteren Exzenters b, stellt eine ähnliche Anordnung dar wie Fig. 7 bzw. Jz, mit dem Unter-

■ schiede, daß bei dieser Konstruktion mehrere Exzenter b b, b' b' vorhanden sein können,

z. B. zu jeder Radwelle gehörig zwei. Die Exzenter b' b' sind durch eine gemeinsame Innenverzahnung d, die Gegengruppe b b durch gemeinsames Stirnrad c mit Außenverzahnung miteinander in Verbindung gebracht; Stirnrad c und Innenverzahnung d können gleichen Teilkreisdurchmesser haben.

Bei Fig. 9 besteht der selbsthemmende Mechanismus aus drei oder mehreren rechts- oder linksgängigen Schrauben s, s' s', die ineinanderzahnen. Die Schrauben sind selbstsperrend und im Gehäuse derartig gelagert, daß eine achsiale Verschiebung gegeneinander nicht oder nur in geringem Maße möglich ist. Bei Fig. 9 würde sich die mittlere Schraube s um einen kleinen Betrag bis zur Anlage an dem mittleren Stirnrade verschieben können, was unwesentlich ist. Wird das Gehäuse rechtsherum angetrieben, von links nach rechts gesehen, so daß der obere Teil . aus der Bildfläche hervortritt, und greifen an den beiden getriebenen Wellen Widerstände an, so rollen sich zunächst die Planetenräder auf dem Sonnenrad ab, indem sie sich in dem gleichen Sinne wie das Gehäuse drehen.

Die mittlere Schraube s' steht zunächst ebenfalls still, so daß sie zu den äußeren sich drehenden Schrauben Mutter bildet. Die Schrauben s' s' verschieben die Schraube s in achsialer Richtung, bis sie an dem mittleren Stirnrade zur Anpressung kommt, worauf zwischen s' s' und s eine achsiale Spannung eintritt, welche ihre Reaktion im Gehäuse findet. Sodann werden beide getriebenen Wellen mitgenommen, ohne daß eine weitere Bewegung eintritt; eilt dagegen z. B. Schraube 6" vor, so wird sie sich wieder nach rechts bis zur Anlage am Gehäuse zu schieben suchen, wobei sie die Achsialspannung löst, welche alsdann die Schrauben s' s' immer wieder herzustellen suchen, indem sie sich im gleichen Sinne nacheilend drehen, wie s, so daß die fortschreitende Bewegung alsdann bei allen Schraubengängen die gleiche ist und diese Bewegung ohne achsiale Verschiebung der Schrauben untereinander beliebig lange andauern kann.

Bei Linksdrehung des Gehäuses werden sich die Planetenräder ebenfalls linksherum drehen, bis Schraube.? sich bis zur Anlage an das Gehäuse nach rechts verschoben hat, worauf Mitnahme erfolgt; beim Voreilen der mittleren Stirnradwelle drehen sich die Schrauben 5'5' rechtsherum, was einer Entlastung der Schraube s entspricht, während durch das Umlaufen des ganzen Systems um die nunmehr zurückbleibende Schraube 5 dauernd das Bestreben vorliegt, diese Achsialspannung wieder herzustellen, was bei Beendigung der Kurvenfahrt eintritt.

Fig. 10 und 11. Die in Fig. II dargestellte Abwicklung von Fig. 10 versinnbildlicht sozusagen die kinematische Grundform der Idee, welche jedoch nur für eine Drehrichtung der antreibenden Kraft als Differential brauchbar ist.

Kolben α wird durch die Motorkraft angetrieben, derselbe ist geschlitzt und mit Schiebern b versehen, welche sich mit ihren Stirnflächen keilartig gegen die Planschraubenkurven c und c' anpressen und sie auf diese Weise mitnehmen. Eilt nun z. B. c vor, so verliert Schieber b den Anpressungsdruck und kann auf c' hinauf gleiten, so daß c' nicht mehr mitgenommen wird und zurückbleibt.

Der eine Schieber b hat die Aufgabe, den anderen wechselweise abzulösen, sobald dieser den höchsten Punkt von c' oder c passiert.

Fig. 12 stellt einen Ersatz der Innenverzahnung bei dem Exzenterdifferential der Fig. 8 durch Kurbeln mit Kulisse dar, entsprechend der Kupplung der Antriebsräder der Lokomotive durch Kurbeln mit Schubstange. Die Kurbeln sind nicht selbstsperrend. Die mittelste Kurbel (Welle der Innenverzahnung, Fig. 8) treibt beim Voreilen des entsprechenden Wagenrades die Kulisse an, welche wiederum die Bewegung auf eine beliebige Anzahl anderer Kurbeln überträgt; diese sitzen auf den Achsen der Exzenter (δ¹, Fig. 8).

Die Figuren stellen nur einige der vielen möglichen konstruktiven Ausführungsformen ■ dar. Einige andere seien hier noch angedeutet.

Aus Fig. 5 läßt sich ohne weiteres eine Anordnung aus Schnecke, Hohlschnecke und dazwischenliegenden Rädern ableiten, oder die Planspiralkurven ließen sich durch konische ersetzen.

Ebenso können bei Fig. 10 die Plankurven (Schraubenkurven) durch Radialkurven (Spiralkurven), die dazwischenliegenden achsial verschiebbaren Schieber durch radial verschiebbare ersetzt werden.

Ebenso wie sich Fig. 8 aus Fig. 7 ableiten läßt, ließe sich eine analoge Anordnung aus Fig. 9 ableiten. Außerdem wären noch verschiedene Exzenteranordnungen möglich, die aber alle auf demselben Grundprinzip beruhen und einen neuen Gesichtspunkt nicht aufweisen, z. B. eine Kombination aus zwei (bekannten) selbstsperrenden ■ Exzenterreduktionsg'etrieben.

■Um das Verwendungsgebiet dieses Systems möglichst zu erweitern, kann unter Umständen auch ein beliebiges gewöhnliches Differential durch Hinzufügen selbstsperrender Elemente umgeändert werden.

Eine solche Anordnung ist z. B. in Fig. 13 und 13a dargestellt.

Die Hülse α enthält zwei Exzenter b und c, deren eines mit dem Differential D und deren anderes mit dem einen Ketten- und Hinterachsenrad d in Verbindung" steht. Die Hülse a besitzt Außenverzahnung und greift in entsprechende Innenverzahnung ihres Gehäuses ein. Der Antrieb von c auf b erfolgt durch exzentrische Verschiebungen der Hülse a. Im übrigen ist die Wirkung dieselbe wie bei den übrigen Anordnungen.

Wenn z. B. b voreilt und c in demselben

Sinne gegen die Hülse drückt, so kommt eine Bewegung im Getriebe zustande, die Hülse α wälzt sich in dem Gehäuse ab; kommt dagegen ein Wagenrad außer Be

rührung mit dem Boden, so sperren die Exzenter.

Claims

Pate nt-An Sprüche:

ι. Ausgleichgetriebe für Motorfahrzeuge, gekennzeichnet durch die Anordnung selbsthemmender Maschinenelemente, welche beim Voreilen des einen Wagenrades gegenüber dem treibenden Teil ein Zurückbleiben des anderen Wagenrades gegenüber dem treibenden Teil ermöglichen, aber verhindern, daß das eine Wagenrad von dem treibenden Teil aus mit größerer Winkelgeschwindigkeit gedreht wird als das andere.
2. Ausgleichgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu einem gewohnlichen, aus Kegelzahnrädern oder Stirnrädern bestehenden Ausgleichgetriebe eine selbstsperrende Anordnung hinzugefügt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen..