DE2131001A1

DE2131001A1 - Antriebsstrang fuer Tandemantriebsachsen von Fahrzeugen

Info

Publication number: DE2131001A1
Application number: DE19712131001
Authority: DE
Inventors: Bokovoy Ronald D
Original assignee: Boise Cascade Corp
Current assignee: Officemax Inc
Priority date: 1970-12-09
Filing date: 1971-06-22
Publication date: 1972-06-22
Also published as: CA934186A; US3706350A; SE7115315L; GB1304634A; FR2131165A5

Description

betreffend AntriebestraiK für Tandemantriebaaohsen von Fahrzeugen

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen, die sich insbesondere beim Kraftübertragungsstrang eines Fahrzeugs mit zwei antreibbaren Hinterachsen anwenden lassen, bei denen das Drehmoment einem Motor über mehrgängiges Schalt- oder Wechselgetriebe der Eingangsseite eines den beiden Hinterachsen zugeordneten ■Verteilerdifferentialgetrieben zugeführt wird. Hierbei wird das Drehmoment durch zwei Abtriebselemente des Verteilerdifferentials zwei Eingangsritzeln eines Differentials für die vordere Hinterachse bzw. des Differentials für die hintere Hinterachse zugeführt. Die beiden vorderen Hinterachswellen des Kraftübertragungsstrangs sind mit zwei Abtriebselementen des vorderen Differentials verbunden, während die beiden hinteren Hintürachswellen mit zwei Abtriebeelementen des hinteren Differentials verbunden sind.

Wenn ein Fahrzeug, das mit zwei eine l'andemanorunung bildenden antrtdbbaren Hinterachsen ausgerüstet ist, und während der Vorderfahrt nach rechts oder links gelenkt wird, müssen sich die Achswellen der vorderen-Hintorachse schneller drehen als die Achswellen der hinteren Hinterachse.

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Das die beiden Hinterachsen verbindende Differentialgetriebe muß daher so ausgebildet sein, daß es eine solche schnellere Drehung der vorderen Hinterachswellen ermöglicht. jiis sind zwar bestimmte Anordnungen zum Antreiben von Trandemhinterachsen bekannt, bei denen eine solche Überholwirkung möglich ist, doch ergeben sich bei diesen bekannten Differentialanordnungen für Tandemhinterachsen Schwierigkeiten, wenn entweder die vorderen oder die hinteren Hinterachswellen bzw. die zugehörigen Hader ihre Bodenhaftung verlieren.. Zwar lassen diese bekannten Konstruktionen unterschiedliche Dreh-

fe geschwindigkeiten der Hinterachswellen beim Durchfahren von Kurven oder als Folge von Unterschieden bezüglich des Reifendurchmessers zu, doch sind sie nicht so ausgebildet, daß sie das Durchgehen der einen oder anderen hinteren oder vorderen Hinterachswelle verhindern. Wenn sich eine oder beide hintere Hinterachswellen schneller drehen als die vorderen Hinterachswellen, verbleibt eines der Antriebselemente des Verteilerdifferentials in Ruhe, und die Getriebemittel, welche das betreffende Abtriebselement des Verteilerdifferentials mit den vorderen Hinterachswellen verbinden, bewegen sich ebenfalls nicht, während sich das andere Abtriebselement des Verteilerdifferentials durchdreht. Diese Erscheinung führt zu einer vorzeitigen Abnutzung der das Drehmoment übertx'a-

' genden Zahnräder der Differentialbaugruppe, die zum Teil darauf zurückzufuhren ist, daß die Schmierung der Lager und der zusammenarbeitenden Zahnradzähne unterbrochen v/ird. Hierzu sei bemerkt, daß eine einwandfreie Schmierung davon abhängt, daß sich die Getriebeteile in ihrem gemeinsamen Gehäuse kontinuierlich drehen.

üine typische bekannte Abhilfemaßnahme, die dazu dient, diese Schwierigkeiten zu vermeiden, besteht in der Verwendung einer mechanischen, als Klauenkupplung ausgebildeten Sperrkupplung, die dazu dient, die Drehmomentabgabeelemente des Verteilerdifferentials direkt miteinander zu verbinden, so

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daß es nicht mehr als Differentialgetriebe arbeitet, da alle seine Teile synchron umlaufen. Bei dieser Konstruktion werden somit die Drehmomentübertragungswege nicht unterbrochen, die zu den hinteren und den vorderen Hinterachswellen führen· Jedoch ist unter den genannten Bedingungen keine Differentialbewegung zwischen den Achswellen möglich. Solche Kupplungsoder Sperrvorrichtungen werden gewöhnlich durch den Fahrer des Fahrzeugs mit Hilfe einer pneumatischen Schaltvorrichtung betätigt. Der Fahrer bringt diese pneumatische Betätigungsvorrichtung zur Wirkung, sobald er beobachtet, daß die hintersten Achswellen durchgehen. Wenn das Vorhandensein dieses Betriebszustandes nicht schnell festgestellt wird, und wenn die hierbei auftretenden Überdrehzahlen auch nur während einer relativ kurzen Zeit auftreten, treten Lager- oder Getriebeschäden auf, die nur durch kostspielige Instandsetzungsarbeiten wieder beseitigt werden können. Eine derartige als Klauenkupplung ausgebildete Sperrkupplung ist z. B. in dem U.S.A.-Patent $ 388 ?60 beschrieben,

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, zwischen den Tandemantriebsachsen eines Fahrzeugs ein Differentialgetriebe derart vorzusehen, daß die bei solchen Anordnung bis jetzt auftretenden Schwierigkeiten vermieden werden; zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß auf eine noch zu erläuternde "weise dafür gesorgt, daß ein Drehmoment von den hinteren Hinterachswellen an die vorderen Hinterachswellen oder umgekehrt abgegeben wird, ohne daß dies aufgrund einer durch den Fahrer zu treffenden Entscheidung geschieht. Vielmehr spielt sich dieser Vorgang automatisch und unabhängig vom Fahrer ab, und sein Ablauf richtet sich nach den jeweiligen Bodenhaftungs- oder TraktionsVerhältnissen. Hierbei ist es nicht erforderlich, komplizierte pneumatische Servovorrichtungen vorzusehen, um eine Kupplungssperrvoi'richtung oder dergleichen zu betätigen.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum "übertragen einer Antriebskraft auf zwei Hinterachsen ist so ausgebildet, daß gewährleistet ist, daß die Getriebeelemente der Differetiale ständig zur Wirkung kommen, um eine Antriebskraft zu übertragen. Da die Drehbewegung der Drehmomente übertragenden Teile nicht unterbrochen wird, ist eine ständige Schmierung der umlaufenden Teile sichergestellt, so daß Beschädigungen vermieden werden, und sich der Aufwand für die Wartung erheblich verringert.

Wenn eine oder beide hinteren Hinterachswellen ihre Bodenhaftung verlieren, während die Bodenhaftung bezüglich der vorderen Hinterachswellen erhalten bleibt, ermöglicht es das erfindungsgemäße Verteilerdifferntial, daß weiterhin ein Drehmoment durch die vorderen Hinterachswellen übertragen wird, und gleichzeitig verhindert das Verteilerdifferential das Durchgehen der hinteren Binteracliswellen. Dieser Vorgang spielt sich automatisch ab, umd zwar ohen Eücksicht darauf, ob die hinteren Hinterachswellen ihre Bodenhaftung nur kurzzeitig verlieren, oder ob dieser Betriebszustand während einer bestimmten Zeitspanne erhalten bleibt. Sobald die Bodenhaftung wieder hergestellt wird, gewährleistet die W Tatsache, daß die hinteren Hinterachswellen synchron mit den vorderen Hinterachswellen umlaufen, daß auf den Kraftübertragungsstrang keine Stöße aufgebracht werden, so daß der i'andemantrieb automatisch aufrechterhalten wird. Auch dieser Vorgang spielt sich ohne jedes Eingieifen des Fahrers ab.

In manchen Fällen, in denen l'andernachsen verwendet werden, ist es möglich, ein zwangsläufig wirkendes Antriebsdifferentialgetriebe zwischen dem Verteilerdifferential und den Hinterachsen zu verwenden. Wenn an dieser Stelle ein auf bekannte Weise ausgebildetes Sperrdifferential vorgesehen ist, kann sich die auf die Reibung zurückzuführende Drehmoment-

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vorspannung ungünstig auf das Lenkverhalten des Fahrzeugs auswirken. In dieser Beziehung kann man jedoch leicht Abhilfe schaffen, wenn man das automatisch arbeitende Sperrdifferential nach der Erfindung anstelle eines auf bekannte Weise ausgebildeten, durch Keibungsdrehmomente zur Wirkung gebrachten Sperrdifferentials für die Hinterachsen vorsieht Hierdurch wird die Beeinträchtigung des Lenkverhältens auf ein Minimum verringert, da die jeweils dem äußeren Rad der Hinterachsen zugeordnete Achswelle bei einem Lenkmanöver die andere Achswelle überholen kann, so daß das Auftreten eines Hückkopplungsdx'ehmoments vermieden wird, das bei manchen Tandemantriebswellenanordnungen zu einer Beeinflussung des Lenkverhaltens führen könnte.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an·- Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Eig. 1 zeigt schematisch in einem kleinen Maßstab ein Fahrzeug mit einem Kraftübertragungsstrang zum Antreiben zweier Hinterachsen, der gemäß der Erfindung ausgebildet werden kann.

Sig. IA zeigt den Kraftübertragungsstrang des Fahrzeugs nach Fig. 1 schematisch in einem verkürzten Längsschnitt.

Fig..2 ist ein in einem größeren Maßstab gezeichneter Schnitt längs der Linie 2-2 in J¹Ig. 3·

Eig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie 3-3 in 3?ig. 2.

Fig. 4 zeigt in einem Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 5 eine Teilbaugruppe, welche den Drehmomentzuführungsoder Antriebsteil des Differentials nach Fig. 3 bildet.

Fig. 5 zeigt die Teilbaugruppe nach Fig. 4 bei Betrachtung derselben von der Linie 5-5 in Fig· 4- aus.

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Fig. 6 zeigt in einem Schnitt längs der Linie b-6 in . 7 eine l'eilbaugruppe mit einem Nockenring, die einen Bestandteil des Differentials nach Fig. 3 bildet.

Fig. 7 zeigt die Baugruppe nach Fig. 6 bei Betrachtung derselben von der Linie 7-7 in Fig. 6 aus.

Fig. 8 und 9 entsprechen Fig. 2 bzw. Fig. IA und zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 erkennt man in einer schematischen Darsteife lung das Fahrgestell eines Lastkraftwagens mit einem Fahrgestellrahmen 10, hinteren Antriebsrädern 12 und hinteren Hilfsantriebsrädern 14. Unter einem Fahrerhaus 16 ist ein nicht dargestellter Motor angeordnet. Das durch diesen Motor erzeugte Drehmoment wird durch ein Getriebe 18 auf eine Antriebswelle 20 übertragen, die ein Krafteinleitungsglied für ein der vorderen Hinterachse zugeordnetes Differential 22 bildet. Die Ausgangs- oder Abtrjebswelle 24 des Differentials 22 dient dazu, eine Antriebskraft zu einem der hinteren Hinterachse zugeordneten Differential 26 zu übertragen.

Das Differential 26 umfaßt zwei Achswellenräder, von denen je eines mit jeder der Achswellen zum Antreiben der Antriebsräder 12 verbunden ist.

Der gesamte Kraftübertragungsstrang zum Antreiben der Tandemhinterachsen ist in Fig. IA. dargestellt. Er umfaßt zwei antreibbare Achsen, von denen die hintere mit 28 bezeichnet ist. Ferner ist ein Differentialgehäuse 30 vorgesehen, welches das Tellerrad dieses Differentials, die Achswellenräder und die Differentialritzel umschließt, welche eine Antriebsver-bindung zwischen einem Antriebsritzel 32 und den Achswellen 28 herstellen. Dieses Differential- oder Ausgleichsgetriebe kann z. B. so ausgebildet sein, äa wie es in dem U.O.A.-Patent 2 870 854 beschrieben ist.

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Das Antriöbsritzel 32 ist in einem Teil des Gehäuses 30 mit Hilfe eines Doppelkegelrollenlagers 3^ gelagert. Die Antriebsvex'bindung zwischen der Welle des ititzels 32 und der Antriebswelle 38 wird durch ein universalgelenk 36 gebildet und das andere Ende der Antriebswelle 38 ist durch ein weiteres Universalgelenk 40 mit einer Querwelle 42 verbunden. Das Gehäuse 44 für die vorderen Achswellen ist mit Öffnungen versehen, in die Lager für die Querwelle 42 eingebaut sind, wie es mit weiteren Einzelheiten in Fig. 2 und 3 dargestellt ist.

Die Baugruppe zum Antreiben der vorderen Achswellen 56 umfaßt einen Antriebsflansch 46, der in Antriebsverbindun^ mit der kurbelwelle des Hotors steht. Das auf den Antriebsflansch 46 übex^ti-agene Drehmoment wird durch ein die beiden Hinterachsen des Pahrzeugs verbindendes Verteilerdifferential 48 so verteilt, daß ein leil des Drehmoments durch die Antriebswelle 42 übertragen wird, während der andere ü?eil des Drehmoments durch ein Zwischengetriebe 50 auf das Antriebsritzel 52 des vorderen Differentials 22 zum Antreiben der vordex*en Hinterachswellen 56 übertragen wird, wie es im folgenden anhand von Pig. 5 näher erläutert wird.

Das Gehäuse 44 umschließt ein Differentialtellerrad, das durch einen Differetialträger unterstützt ist, in dem zv/ei Achswellenräder sowie Planetenritz el drthbar gelagert sind. Die vox'dere der beiden Hinterachsen kann, soweit die Anordnung der Achswellenräaer, der Planetenritzel und des ■x'rägers in irace komut, so ausgebildet sein, wie es in dem ü.b.A.-Patent 3 388 760 beschrieben ist. Das auf das Antriebsritzel 52 übertragene Drehmoment wL-d durch das Differential 22 auf die beiden vorderen Kintex-'achswellen 56 und 54 übertx'agen.

Gemäß Pig. 2 sind die beiden vordex^en hinterachswellen 54 und 56 jeweils in ein Achsgehäuse 5& bzw. 60 eingtschlos-

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sen. Das Gehäuse 44- weist eine Öffnung 62 auf, in die das Innere Ende des Achswellengääuses 58 hineinragt. Eine ähnliche Öffnung 64 ist auf der entgegengesetzten Seite des Gehäuses 44- vorgesehen, um das innere Ende des Achswellengehäuses 60 aufzunehmen.

Die Querwelle 4-2 ist in dem Gehäuse 4-4- mit Hilfe eines in eine Öffnung 68 eingebauten Lagers 66 gelagert. Das Universalgelenk 4-0 umfaßt einen Antriebsflansch 70» <ler mit dem äußeren bzw. hinteren Ende der Querwelle 4-2 durch Keilbahnen ^ drehfest verbunden ist.

Das linke Ende der Querwelle 4-2 ist in einem Kegelrollenlager 72 gelagert, das in eine Öffnung einer Lagertragwand des Gehäuses 4-4- eingebaut ist.

Der schon genannte Antriebsflansch 4-6 ist durch Keilbahnen 76 ^mit der Krafteinleitungswelle 78 des Verteilerdifferentials 4-8 verbunden. Ein Drehmomentübert-iiagungszahnrad 80 ist direkt mit einem Abtri^bsteil des Verteilerdifferentials 4-8 verbunden, während eine Antriebsmuffe 82 direkt mit einem zweiten Abtriebsteil des Verteilerdifferentials verbunden ist. Die Antriebsmuffe 82 ist durch Keilbahnen 84 ^ mit der Querwelle 42 verbunden. Sowohl die Quv.rwelle 42 als auch die Antriebsmuffe 82 ist in dem Kegelrollenlager 72 gelagert.

Die Antriebswelle 78 ist mit Hilfe eines L^prs 86 in einem Gehäuseteil 94 gelagert, das durch Schrauben 90 mit einem Lagerschild 88 verbunden ist, das einen Bestandteil des Gehäuseabschnitts 94 des Verteilerdifferentials bildet. Der Gehäuseabschnitt 94 ist seinerseits durch Schrauben 96 mit dem Gehäuse 44 des Differentials zum Antreiben der vorderen Hinterachswellen verbunden.

Das Zahnrad 80 steht in direktem Eingriff mit einem weiteren Drehmomentübertragungszahnrad 98, das drehfest mit

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einer Welle 100 zum Antreiben des Ritzels 52 verbunden ist. Die Ritzelwelle 100 ist in zwei in einem Lagertragring 106 'angeordneten Kegelrollenlager 102 und 104 gelagert. Ein Ansatz am freien Ende des Ritzels 52 ist in einem Lager 108 gelagert, das in eine innere Lagertragwand 111 eingebaut ist, welche einen Bestandteil des Gehäuses 44 bildet. Dies ist am deutlichsten aus I¹Ig. 3 ersichtlich. Die gleiche Lagertragwand 111 bildet eine Unterstützung für das Lager 72 des Verteilerdifferentials 48.

Das Ritzel 52 kämmt mit einem Zahnkranz oder Tellerrad 110, das mit Hilfe eines Lagers 112 in einer inneren Lagertragwand 114 des Gehäuses 44 gelagert ist. Ferner ist ein Mantelteil 116 vorgesehen, das an seinem freien Ende den Zahnkranz 110 trägt und mit seinem inneren Ende in dem Lager 112 gelagert ist. Der Zahnkranz 110 ist direkt mit dem Differentialträger 118 verbunden, in dem vier in gleichmäßigen Umfangsabständen verteilte Ritzelachsen 120 angeordnet sind; auf jeder dieser Ritzelachsen ist ein Ritzel 122 drehbar gelagert. Jedes dieser Ritzel arbeitet mit zwei Achswellenrädern 124 und 126 zusammen. Die Achswelle 54 ist drehfest mit dem Achswellenrad 126 verbunden, während die Achswelle 56 bei 119 drehfest mit dem Achswellenrad 124 verbunden ist.

Die Antriebswelle 42 ist an ihrem inneren Ende mit einer axialen Öffnung versehen, in der das innere Ende der Welle 78 drehbar gelagert ist. Zu diesem Zweck ist zwischen den einander benachbarten Enden der beiden Wellen eine Lagerbuchse 128 angeordnet.

Mit der Querwelle 42 ist durch Keilbahnen 132 eine erste Antriebsmuffe 130 drehfest verbunden. Eine zweite Antriebsmuffe 134 ist drehfest mit dem Zahnrad 8Q verbunden. Diese beiden Antriebsmuffen wirken als Kraftabgabeelemente

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des Verteilerdifferentials 48. Mit der Welle 78 ist durch Keilbahnen 138 eine Antriebsnabe 156 verbunden, wobei die Welle 78 als Krafteinleitungsglied wirkt. Die Antriebsnabe 136 ist von einem Antriebsteil 140 umschließt die Antriebsnabe 136 und ist mit ihr durch Keilbahnen direkt verbunden, welche auf der Außenseite der Antriebsnabe 136 ausgebildet sind und in innere Keilbahnen des Antriebsteils 140 eingreifen. Gemäß Fig. 4 ist ein Sprengring 142 vorgesehen, der jede axiale Verschiebung des Antriebsteils 140 gegenüber dem Nabenteil 136 verhindert, nachdem die beiden Teile zusammengebaut worden sind. Zu diesem Zweck sind die Keilbahnen der beiden Bauteile 136 und 140 mit einer Ringhut zum Aufnehmen des Sprengrings 142 versehen.

Auf beiden Stirnflächen des Antriebsteils 140 sind gemäß Big..4 und 5 radial verlaufende Kupplungszähne 144 ausgebildet, die über einen dem Außendurchmesser des Antriebsteils 140 entsprechenden Kreis 146 hinaus radial nach außen vorspringen und an beiden Seiten abgeschrägt sind. Das Antriebsteil 140 ist von einem Nockenring 148 umschlossen. Ein Sprengring 150» der in eine Ringnut am äußeren Umfang des Antriebsteils 140 eingebaut ist, arbeitet mit der Innenfläche des Nockenring,s 148 zusammen, um Jede axiale Verlagerung des Nockenrings 148 gegenüber dem Antriebsteil 140 zu verhindern.

Der Nockenring 148 hat einen allgemein T-förmigen Querschnitt. Der am besten aus I¹Xg. 4 ersichtliche Hauptkörper 152 des Nockenrings 148 weist mehrere in Winkelabständen verteilte Aussparungen 154 auf. Der Hauptkörper bzw. der mittlere Teil 152 des Nockenrings 148 ist auf seiner Innenseite mit mehreren Schlitzen 156 versehen, welche nach außen ragende VorSprünge oder Keilabschnitte 158 aufnehmen, die an jedem zweiten der Kupplungszähne 144 ausgebildet sind. Die Keilabschnitte 158 ermöglichen in einem begrenzten Ausmaß eine

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Winkelversteilung des Nockenrings 148gegenüber dem Antriebsteil 148, da die Breite der Keilabschnitte in der Umfangsrichtung kleiner ist als die entsprechende Abmessung der Schlitze 156.

Der Nockenring 148 ist auf beiden Stirnseiten mit Nokkenzähnen 160 bzw. 162 versehen. Die oeitenflaehen der Nok-■^enzähne IbO und 162 sind in der aus Fig. 5 ersichtlichen ^T.veise abgerundet.

Gemäß Fig. 3 ist mit dem Buchsenabschnitt 134 des Zahnrades 80 ein kupplungsring 164 durch keilbahnen drehfest ver- ( bunden. Die keilbahnen 166 ermöglichen axiale Verstellbewegungen des Kupplungsrings 164 gegenüber dem Zahnrad 80, doch können sich die beiden Bauteile nicht relativ zueinander drehen. Auf ähnliche weise ist mit der eisten Antriebsmuffe ein Kupplungsring 166 durch ii.eilbab.nen 1?Ü drehfest verbunden. Die kupplungsringe 164 und'loS sind an ihrem äußeren Umfang mit kupplungszähnen 172 bzw. 174 versehen, und diese Zähne können in Fluchtung mit den Lockenzähnen 160 und 162 des Nockenrin_us 148 kommen. Gemäß i'ig. 3 ist der Kupplungsring 164 außerdem mia; radial verlaufenden, nach innen versetzten zähnen 17t> versehen, die auch aus Fig. 7 ersichtlich sind. Die Zähne 17^ können eine ähnliche Form haben, wie die Zähne d 172 und 174, und sie bilden Verlängerungen der Zähne 172_f Gemäß Fig. 6 und 7 ist der Kupplungsring 168 auf ähnliche weise mit Kupplungszähnen I76 versehen, die eine ähnliche Form haben wie die Zähne 172 und 174. Diese Zähne können Fortsetzungen der Zähne 174 bilden.

Gemäß Fig. 4 ist das Antriebtteil 140 auf beiden Stirnseiten mit Zähnen 180 und 182 versehen. Diese Zähne stehen jeweils in Flucutung mit den Kupplungszahnen 176 und 178 der Kupplungsringe 164 und 168. Die Seitenflächen der Zähne löO und 182 sind schwalbenschwanzförmig ausgebildet, so dais sie sich an den schwalbenschwanzförmigen Seitenflächen der

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Zähne 176 -und 178 verankern können, damit die Zähne in festem Eingriff bleiben, wenn ein Drehmoment zwischen den Kupplungsteilen und dem Antriebsteil 140 übertragen wird.

In einer Ringnut 186 des Kupplungsrings 164 ist ein Ring 184 angeordnet, der dazu dient, die Kupplung nach Bedarf außer Eingriff zu halten. Der Ring 184 ist an seinem inneren Umfang mit Schlitzen versehen, die in Fluchtung mit den Keilabschnitten 158 an den radial nach außen ragenden Enden der Zähne 144 stehen. Der Ring 184 weist an einem Ende Ansätze 188 auf, von denen jeder von einem benachbarten Schlitz 154 des Nockenrings 148 aufgenommen ist. In einer Ringnut 192 des Kupplungsrings 168 ist ein zweiter Ring 190 angeordnet, der dazu dient, diesen Kupplungsring nach Bedarf außer Eingriff zu halten. Auch der Ring 190 ist auf seiner Innenseite mit Schlitzen versehen, die in ffluchtung mit den Vorsprüngen 158 stehen. Die beiden Ringe 184 und 190 weisen ferner Ansätze 194 auf, die sich in Deckung mit den Schlitzen 154 des Nockenrings 148 befinden.

Der Kupplungsring 164 wird normalerweise durch eine Kupplungsfeder 194a in Eingriff mit dem Antriebsteil 140 gehalten· Auf ähnliche Weise hält eine zweite Kupplungsfeder 196 den Kupplungsring ]SB in Eingriff mit dem Ahtriebsteil 140.

Wenn auf die Welle 78 ein Drehmoment übertragen wird, wird dieses Drehmoment durch die Keilbahnen 138 auf den Nabenabschnitt 136 übertragen. Wenn die Zähne der beschriebenen Kupplung in Eingriff stehen, wird das Drehmoment dann von den Nabenabschnitt 136 aus auf das Antriebsteil 140 der Kupplung und über dieses auf die beiden Kupplungsringe 164 und 168 übertragen. Die Kupplungsringe übertragen dann das Drehmoment auf die beiden Antriebsmuffen 134 bzw. 130. Wenn die Antriebsmuffe 130 bestrebt ist, die Antriebsmuffe 134 zu überholen, gleiten die Nockenzähne 160 über die Nocken-

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zähne 172 hinweg, so daß die Kupplungszähne 144 und 176 außer Eingriff gebracht werden. Hierbei wird der Haltering 184 gegenüber dem Antriebsteil 140 axial verschoben, so daß die Ansätze 188 außer Eingriff mit den Schlitzen 154 kommen, und mit dem radial weiter innen liegenden Abschnitt 162 des Nockenrings 148 zusammenarbeiten. Das Vorhandensein des Halterings 184 zwischen dem Kupplungsring 164 und dem Antriebs-' teil 140 verhindert, daß die Kupplungszähne 180 und 176 in Eingriff miteinander kommen. Nunmehr ist das Zahnrad 80 von der Welle 78 getrennt, so daß es sich gegenüber dieser Welle frei drehen kann. Das gesamte auf die Welle 78 übertragene Drehmoment, das dem Verteilerdifferential 48 zugeführt wird, wird Jetzt durch die in Eingriff stehenden Kupplungszähne des Kupplungsrings 168 auf die Antriebsmuffe IJO übertragen.

Wenn die Bewegung der Teile des Verteilerdifferentials aufhört, bewegt sich der Haltering 184 so, daß er wieder in Fluchtung mit den Schlitzen 154 kommt, da sich das Zahnrad 80 mit der Antriebsmuffe 134 dann synchron mit dem Antriebsteil 140 drehen können. Nunmehr federt der Kupplungsring 164 unter dem Einfluß der Kupplungsfeder 194a gegen das Antriebsteil 140, so daß eine Antriebsverbindung zwischen der Welle 78 und dem Zahnrad 80 erneut hergestellt wird. a

Wenn eine unterschiedliche Bewegung in der entgegengesetzten Richtung auftritt, wird der Kupplungsring 168 außer Eingriff mit dem Antriebsteil 140 gebracht, um die Antriebsverbindung zwischen der Antriebsmuffe 130 und der Welle 78 zu unterbrechen. In diesem i'all wird der Haltering 190 außer Eingriff mit den Schlitzen 154 gebracht. Gleichzeitig arbeiten die Ansätze 194 mit den radial weiter innen liegenden Teilen 152 des Nockenrings 148 zusammen, so daß die Zähne und 182 weiter außer Eingriff gehalten werden.

Die relative Winkelbewegung zwischen den Halteringen 184 und 190 einerseits und dem Antriebsteil 140 anderer-

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seits ist dadurch, begrenzt, daß die Keile 158 mit den inne- ' ren Aussparungen der Halteringe zusammenarbeiten- Jeder der beiden Halteringe weist eine Ringnut auf, in die gemäß IPig. 3 ein Sprengring 198 bzw. 200 eingebaut ist. Hierdurch wird ein begrenzter Widerstand zwischen den Sprengringen und den zugehörigen Kupplungsteilen hervorgerufen, so daß eine Änderung der Drehgeschwindigkeit des betreffenden Kupplungsteils zu einer entsprechenden Änderung der Drehgeschwindigkeit des zugehörigen Halterings führt. Infolgedessen ist es dem Haltering möglich, sich in Deckung mit dan zugehörigen Schlitz 154 zu bewegen, wenn ein Gleichlauf zwischen dem Zahnrad 80 und der Antriebsmuffe 13O erreicht wird, nachdem sich vorher eine Ereilaufbewegung gegenüber dem Antriebsteil 140 abgespielt hat.

Wenn bei dem beschriebenen Antrieb die Bodenhaftung der mit den hinteren Achswellen verbundenen Räder verloren geht oder sich verringert, wird ein größerer Prozentsatz des Motordrehmoments durch die Zahnräder 80 und 98 übertragen.

Im umgekehrten EaIl wird ein größerer Prozentsatz des Motordrehmoements direkt auf die hinteren Hinterachswellen übertragen, bis die volle Bodenhaftung bei den vorderen Hinterachsrädern wieder hergestellt ist.

Beim Durchfahren von Kurven kommt das Verteilerdifferential 48 zur Wirkung. Wird das Fahrzeug bei der Vorwärte- oder Rückwärtsfahrt nach rechts oder links gelenkt, werden die betreffendai Kupplungszähne außer Eingriff mit dem Kupplungsring 164 bzw. dem Kupplungsring 168 gebracht. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich die mit den vorderen Achswellen verbundenen Hinterräder über längere Kreisbögen bewegen als die mit den hinteren Achswellen verbundenen Hinterräder. Die vorderen Achswellen werden dann während des Durchfahrens einer Kurve zeitweilig ausgerückt, und das Drehmoment

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wird den hinteren Achswellen zugeführt. Auf diese Weise wird ein Abscheuern der Reifen vermieden, und es wird eine Verbesserung des Fahrverhaltens beim Durchfahren von Kurven erzielt.

Das die beiden Differentialgetriebe 22 und 26 verbindende Verteilerdifferential 48 nach der Erfindung arbeitet automatisch, so daß keinerlei Betätigung durch den Fahrer erforderlich ist. Infolgedessen können keine mechanischen Schaden auftreten, die anderenfalls auf Bedienungsfehler zurückzuführen sein würden.

Alle Zahnräder des Verteilerdifferentials behalten während des Betriebs ihre Drehbewegung bei, und zwar ohne Rücksicht darauf, ob sie in einem bestimmten Zeitpunkt ein Drehmoment übertragen oder nicht. Daher ist eine Ständige Schmierung aller Schmierstellen einschließlich der Lager und der verschiedenen Eingriffstellen zwischen Ritzeln und Zahnrädern gewährleistet, so daß das Auftreten mechanischer Schäden als Folge einer mangelhaften Schmierung vermieden ist.

Wenn nur eines der mit den hinteren Hinterachswellen verbundenen Räder seine Bodenhaftung verliert, kann die betreffende Hinterachswelle nicht durchgehen, da selbst unter diesen Bedingungen die Querwelle 42 gegenüber der Welle 78 angetrieben wird. Das hotordrehmoment wird dann auf die vorderen Hinterachswellen verteilt, bis die erforderliche Bodenhaftung wieder hergestellt ist.

Das Gleiche gilt für den Pail, daß eines der beiden vorderen Hinterräder seine Bodenhaftung verliert.

In Fig. 8 und 9 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der die das Drehmoment übertragenden Zahnräder, die eine" Antriebsverbindung zwischen dem Kraftabgabeglied eines Verteilerdifferentials 148^f und den beiden vorderen Hinterachswellen bilden, auf der Drehmomentabgabe-

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seite des Verteilerdifferentials angeordnet sind. Da viele Teile der Ausführungsform nach Fig. 8 und 9 Bauteilen der anhand von Fig. 1 bis 7 beschriebenen Ausführungsform entsprechen, sind diese Teile jeweils mit den gleichen Bezugszahlen, jedoch unter Beifügung eines Kennstrichs, bezeichnet.

In Fig. 8 erkennt man ein Verteilerdifferentialgehäuse 200, das direkt mit einer Krafteinleitungswelle 78· verbunden ist. Ferner ist ein Armstern (spider) 136' vorgesehen, der der Antriebsnabe 136 der ersten Ausführungsform entspricht und radiale Achsstummel aufweist, welche von radialen Öffnungen des Gehäuses 200 aufgenommen sind. Der Armstern 136' kann fest mit einem Antriebsteil 140' verbunden sein, das an seinen beiden axial gerichteten Stirnflächen mit Kupplungszähnen versehen ist. Diese Kupplungszähne arbeiten mit Kupplungszähnen zusammen, welche an Kupplungsringen 164-' und 168' ausgebildet sind, welche ihrerseits durch Keilbahnen 166' bzw. 170' mit einer Antriebsmuffe 134* bzw. einer Antriebsmuffe 130' verbunden sind. Die Querwelle 4-2' erstreckt sich durch das Verteilerdifferentialgehäuse und ist durch Keilbahnen 204 mit der Anüriebsmuffe 134' verbunden. Die andere Antriebsmuffe 130'ist mit Lupplungsklauen 206 versehen, die mit entsprechenden Kupplungsklauen eines Drehmomentübertragungszahnrades 48' zusammenarbeiten.

Die Nockenzähne, die bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 7 Bio. radial weiter außen liegenden Teil der Kupplungsbaugruppe vorgesehen sind, sind bei der Ausführungsform nach Fig. 8 und 9 an Nockenringen 172' und 174' ausgebildet. Der Nockenring 172* ist durch Hartlöten mit dem Kupplungsteil 164' verbunden oder an diesem Bauteil ausgebildet. Der Wockenring 172* weist auf seiner Außenseite eine Ringnut auf, in die ein ringförmiger Vorsprung 208 eines Halterings 184' eingreift. Dieser Haltering ist als kreisrunder geteilter Hing ausgebildet, der als Sprengring zur Wirkung kommt und gldL ch-

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zeitig die Aufgabe des Halterings 184 der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 7 übernimmt. Der Nockenring 148' ist im Inneren des Armsterns 156' angeordnet und mit Nockenzähnen versehen, die mit Nockenzähnen der Halteringe 172' und 174¹ zusammenarbeiten.

In den Nockenringen sind Federteller 210 und 212 angeordnet, die zwei Federn 194'· und 196' abstützen, welche bestrebt sind, die Nockenringe 172· und 174 ^l in Eingriff mit den zugehörigen Nockenzähnen des Nockenrings 148' zu bringen bzw. zu halten.

Die Wirkungsweise der Ausführungsform nach Fig. δ und 9 ähnelt derjenigen der Ausführungsform nach !"ig. 1 bis 7t abgesehen davon, daß die Nockenringe und die Kupplungszahne miteinander vertauscht sind.

Ansprüche:

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Claims

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PATENTANWÄLTE «οτϊοτ,ατιη xüHorai

1A-39 678

ANSPRÜCHE

1. J Antriebsstrang für Tandemantriebsachsen von i'ahrzeu- ^g&rii gekennzeichnet durch zwei hintere Hinterachswellen (28), zwei vordere Hinterachswellen (54, 56), eine die beiden Hinterachsen verbindende Antriebswelle (3ö), ein erstes Differentialgetriebe (26), das ein Ende der Antriebswelle mit den beiden hinteren Hinterachswellen verbindet und Differentialgetriebemittel umfaßt, die ein mit der Antriebswelle verbundenes Krafteinleitungsteil (32) und zwei mit den beiden Hinterachswellen verbundene Kraftabgabeteile umfassen, ein zweites Differentialgetriebe (22) mit einem Kr afteinleitungsteil (52) und zwei Kraftabgabeteilten (124, 126), die mit den vorderen Hinterachswellen verbunden sind, ein Verteilerdifferentialgetriebe (48), mit einem Krafteinleitungsteil (78), zwei Kraftabgabeteilen (130, 134), wobei das eine Kraftabgabeteil (134) des Verteilerdifferentialgetriebes in Airiebsverbindung mit dem Krafteinleitun^stäl des zweiten Differentialgetriebes (22) steht, und wobei das andere Kraftabgabeteil (130) in Antriebsverbindung mit dem anderen Ende der Antriebswelle steht, ferner durch ein in Antriebsverbindung mit dem Krafteinleitungsteil des Verteilerdifferentials stehendes erstes Kupplungsteil (140), zwei dem ersten Kupplungsteil zugeordnete Kraftabgabeteile (164, 168) mit in lluchtung miteinander stehenden Kupplungszähnen, die Jeweils mit einem der Krafir bzw. Drehmomentabgabeteilen des Verteilerdifferentials verbunden sind, sowie durch Nokkenmittel (148), die dazu dienen, nach Bedarf jedes der beiden Kraftabgabeteile der Kupplung außer Eingriff mit dem Kraftzuführungs- bzw. Antriebateil der Kupplung zu bringen

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und in Fluchtung miteinander stehende Nockenabschnitte aufweisen, welche auf den Kraftabgabeteilen der Kupplung und dem Antriebsteil ausgebildet sind, so daß die Kupplungszähne des einen Kraftabgabeteils der Kupplung und die Kupplungszähne des Antriebsteils außer Eingriff gebracht werden, wenn eine der zugehörigen Hinterachswellen das Bestreben zeigt, schnell durchzudrehen.

2. Antriebsstrang für TandemantriebSachsen von Fahrzeugen, gekennzeichnet durch zwei hintere Hinterachswellen (28), zwei vordere Hinterachswellen (54-, 56), eine j die Hinterachswellen miteinander verbindende Antriebswelle (38), ein erstes Differentialgetriebe (26), das ein Ende der Antriebswelle mit den beiden hinteren Hinterachswellen verbindet und Differentialgetriebeteile einschließlich eines Krafteinleitungsteils ($2), das mit der Antriebswelle verbunden ist, und zweier Kraftabgabeteile umfaßt, welche mit den beiden hinteren Hinterachswellen verbunden sind, ein zweites Differentialgetriebe (22) mit einem Krafteinleitungsteil (52) und zwei Kraftabgabeteilen (124, 126), die mit den beiden vorderen Hinterachswellen verbunden sind, ein die beiden Hinterachsen miteinander verbindendes Differential-· getriebe (48) mit einem Krafteinleitungsteil (78), zwei ■

Kraftabgabeteilen (IJO, 134), wobei das eine Kraftabgabeteil ™ (134) in Antriebsverbindung mit den Kraftabgabeteilen des zweiten Differentialsgetriebes (22) steht, während das andere Kraftabgabeteil (I30) mit dem anderen Enae der Antriebswelle verbunden ist, ein erstes Kupplungs- bzw. Antriebsteil (140), das in Antriebsverbindung mit dem Kraftzuführungsteil des Verteilerdifferentialß steht, zwei Kupplungskraftabgabeteile (164), (168), die mit den zugehörigen Drehmomentabgabeteilen des Verteilerdifferentialß verbunden sind, ßowie durch eine Vorrichtung, die es ermöglicht, jedes der beiden Kupplun^skraftabgabeteile nach Bedarf außer Eingriff mit dem Antriebsteil (140) zu bringen, wobei diese Vorrichtung in I¹Iuch-

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tung miteinander stehende Teile umfaßt, welche durch Jedes der Kupplungsteile und das'Antriebsteil der Kupplung so unterstützt werden, daß Jeweils ein Kupplungskraftabgabeteil außer Eingriff mit dem Antriebsteil gebracht wird, wenn eine der zugehörigen Hinterachswellen das Bestreben zeigt, sich schneller zu drehen als die übrigen Hinterachswellen.

3. Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß Jedes der beiden Differentialgetriebe (26, 22) ein Krafteinleitungsritzel (32, 52) umfaßt, ferner einen Zahnkranz (110), zwei Achswellenräder (124, 126), wobei das eine Achswellenrad mit der einen Hinterachswelle (56). und das andere Achswellenrad mit der anderen Hinterachswelle (54) verbunden ist, einen mit dem Zahnkranz fest verbundenen Träger (118), durch diesen Träger unterstützte, mit den beiden Achswellenrädern kämmende Planetenritzel (122) sowie eine Getriebeverbindung (50) zwischen dem Krafteinleitungsritzel (52) des zweiten Differentialgetriebes und dem einen Kraftabgabeteil (134) des Verteilerdifferentials (48).

4. Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das andere Kraftabgabeteil des Verteilerdifferentials (48) eine Querwelle (42) umfaßt, die sich im rechten Winkel zur Mittellinie der vorderen Hinterachswellen (54, 56) erstreckt, wobei ein Ende der Querwelle in Antriebsverbindung mit dem anderen Ende der Antriebswelle (38) steht, so daß das dem Verteilerdifferential zugeführte Drehmoment auf die hinter· en Hinterachswellen (28) und die vorderen Hinterachswellen verteilt wird, wenn sich die vorderen und die hinteren Hinterachswellen synchron drehen.

5. Antriebsstrang für Tandemantriebsachsen von Fahrzeugen, gekennzeichnet durch einen Motor, hintere Antriebsräder, ein erstes Differentialgetriebe (26) mit Drehmomentabgabbteilen, die Jeweils mit dem einen bzw. dem anderen

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hinteren Antriebsrad verbunden sind, ein zweites Differentialgetriebe (22) mit einem Antriebsteil (52) und Kraftabgabeteilen (124, 126), die jeweils mit einer der zugehörigen vorderen Hinterachswellen (56, 54) verbunden sind, ein die beiden Differentialgetriebe verbindendes Differentialgetriebe (48) mit zwei Kraftabgabeteilen (130, 134) und einem Krafteinleitungsteil (78), wobei dieses Krafteinleitungsteil des Verteilerdifferentials mit dem Motor verbunden werden kann, eine Zahnradgetriebeverbinäung (50) zwischen dem einen Kraftabgabeteil (134) des Verteilerdiffe- i rentials und dem Krafteinleitungsteil des zweiten Differentialgetriebes, wobei das Kibafteinleitungsteil (32) des ersten Differentialgetriebes mit dem anderen Kraftabgabeteil (130) des Verteilerdifferentials verbunden ist, ein- und ausrückbare Kupplungsmittel zum Herstellen einer Antriebsverbindung zwischen dem Krafteinleitungsteil des Verteilerdifferentials und jedem der beiden Kraftabgabeteile, sowie Nockenmittel mit zusammenarbeitenden Teilen, die mit dem KrafteüLeitungsteil (140) des VerteilerdifferentzaLs und jedem der beiden Kraftabgabeteile so verbunden sind, daß die dem einen bzw. dem anderen Kraftabgabeteil des Vertei]a?differentials zugeordneten Kupplungsmittel ausgerückt werden kön- j nen, wenn das betreffende Kraftabgabeteil des Verteilerdiffe- ™ rentials das Bestreben zeigt, das andere Kraftabgabeteil zu überholen.

b. Antriebsstrang für Tandemantriebjsachsen von i'ahrzeugen, gekennzeichnet durch einen Motor, auf einer hinteren Hinter-achse angeordnete Antriebsräder, ein erstes Differentialgetriebe (26) mit Drehmomentabgabeteilen (28), die jeweils mit einem der hinteren Hinterräder verbunden sind, ein zweites Differentialgetriebe (22) mit einem Krafteinleitungsteil (52) und zwei Kraftabgabeteilen (124, 126), die jeweils mit einer von zwei vorderen Hinterachswel-

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len (56, 5²O verbunden sind, ein die beiden Hinterachsen verbindendes Differentialgetriebe (48) mit zwei Kraftabgabeteilen (130, 1J4) und einem'Krafteinleitungsteil (78), wobei das Krafteinleitungsteil" mit dem Motor verbunden werden kann, eine Zahnradgetriebeverbindung (50) zwischen dem einen Kraftabgabeteil (134) des Verteilerdifferentials und dem Krafteinleitungsteil des zweiten Differentialgetriebes, wobei das Krafteinleitungsteil (32) des ersten Bifferent:aLgetriebes mit dem anderen Kraftabgabeteil (13O) des Verteilerdifferentials verbunden ist, ein- und ausrückbare Kupplungsmittel, die eine Antriebsverbindung zwischen dem Krafteinleitungsteil des Verteilerdifferentials und jedem seiner Kraftabgabeteile herstellen, sowie durch eine Vorrichtung, durch welche die dem einen oder anderen Kraftabgabeteil des Verteilerdifferentials zugeordneten Kupplungsmittel ausgerückt werden, wenn das betreffende Kraftabgabeteil des Verteilerdifferentials das Bestreben zeigt, das andere Kraftabgabeteil zu überholen.

7. Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Differentialgetriebe (22) und das Verteilerdifferential (48) in einem gemeinsamen Differentialgehäuse (44) untergebracht sind, daß die Verbindung zwischen dem einen Kraftabgabeteil des Verteilerdifferentials und dem Krafteinleitungsteil des zweiten Differentialgetriebes in diesem gemeinsamen Gehäuse angeordnet ist, daß eine Querwelle (42) vorgesehen ist, die in dem gemeinsamen Gehäuse parallel zur Drehachse des Krafteinleitungsteils des Verteilerdifferentials drehbar gelagert ist, und daß diese Querwelle mit dem anderen Kraftabgabeteil des Verteilerdifferentials und dem Krafteinleitungsteil des ersten Differentialgetriebes verbunden ist.

8. Antrieb sstzang nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Differentialgetriebe und

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das Verteilerdifferential in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, daß die Zahnradgetriebeverbindung (50) zwischen dem einen Kraftabgäbeteil des Verteilerdifferentials und dem Krafteinleitungsteil des zweiten Differentialgetriebes in dem gemeinsamen Gehäuse angeordnet ist, daß eine Querwelle in dem gemeinsamen Gehäuse parallel zur Drehachse des Krafteinleitungsteils des Verteilerdifferentials drehbar gelagert ist, und daß diese Quexwelle mit dem anderen Kx-aftabgabeteil des Verteilöerdifferentials und dem Krafteinleituiigsteil des ersten Differentialgetriebes verbunden ist. f

9. Antriebsstrang nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Differentialgetriebe und das Verteixerdifferential in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, daß die Verbindung zwischen dem einen Ki-aftabgabeteil des Verteilerdifferentials und dem Krafteinleitungsteil des zweiten Differentialgetriebes in dem gemeinsamen Gehäuse angeordnet ist, daß die Querwelle in dem gemeinsamen Gehäuse parallel zur Drehachse des Krafteinleitungsteils des Verteilerdifferentials drehbar gelagert ist, und daß die Querwelle mit dem anderen Kraftabgabeteil des Verteilerdiffez*entials und dem Kraft einleitung st al des er- J sten Differentialgetriebes verbunden ist.

10. Antriebsatrang nach Anspruch 51 dadurch gekennzeichnet , daß das zweite Differentialgetriebe und das Verteilerdifferential in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, daß die Zahnmdgetriebeverbindung zwischen dem einen Kraftabgabeteil des Verteilerdifferentials und dem Krafceinleitun^steil des zweiten Differentialgetriebes in dem gemeinsamen Gehäuse angeordnet ist, daß in dem gemeinsamen Gehäuse eine Querwelle parallel zur Dreinrichtung des

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KrafteüLeitungsteils des Verteilerdifferentials drehbar gelagert ist, und daß diese Querwelle mit dem anderen Kraftabgabcteil des Verteilerdifferentials und dem Krafteinleitun^steil des ersten Differentialgetriebes verbunden ist.

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