DE2412291A1 - Antriebssystem mit differential-drehmomentteiler fuer kraftfahrzeuge mit mehreren angetriebenen achsen - Google Patents

Description

Arlington Apartment, 100 North Arlington Avenue, RENO, Nevada, 89501, U.S.A.

Antriebssystem mit Differential-Drehmomentteiler für Kraftfahrzeuge mit mehreren angetriebenen Achsen.

Die Erfindung betrifft einen Differential-Drehmomentteilerund ein Antriebssystem für Kraftfahrzeuge, wie Einzelfahrzeuge und Zugmaschinen-Anhängerkombinationen, das damit ausgerüstet ist. Der Drehmomentteiler hat wenigstens einen Teilerausgang, der eine Pumpe bestimmter oder variabler Verdrängung antreibt, die hydraulisch mit einem Hydraulikmotor zum Antrieb der Räder einer zweiten Antriebsachse, verbunden ist. Der andere Ausgang ist mechanisch oder hydraulisch mit dem Antrieb eines oder mehrerer Räder einer ersten Antriebsachse verbunden.

Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Antriebssysteme,

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bei denen die Eingangswelle des Drehmomentteilers von dem Antriebsmotor angetrieben wird und bei denen das Drehmoment zwischen einer Pumpe und den anderen, entweder mechanisch oder hydraulisch arbeitenden Antriebsvorrichtungen in einem vorbestimmten Verhältnis aufgeteilt wird. Zusätzlich kann ein Getriebe zur Veränderung des Drehmomentes oder des Übersetzungsverhältnisses, gegebenenfalls auch mit einem Rückwärtsgang, vorgesehen sein.

Bei der Aufteilung von Leistung und Drehmoment eines Antriebsmotors auf die Antriebsräder verschiedener Antriebsachsen treten Schwierigkeiten auf sowohl durch die Komplexitat des Systems als auch bei der Veränderung der Leistungsaufteilung auf die Räder verschiedener Achsen (oder der von diesen Rädern beim Verzogern oder bei Gefällefahrt erzeugten Leistung). Diese Schwierigkeiten sind besonders groß bei Zugmaschine-Anhängerkombinationen, bei denen sowohl die Zugmaschine als auch der Anhänger abwechselnd angetrieben werden oder Leistung an den Antriebsmotor abgeben.

Wünschenswert ist es, die Antriebskraft für die zusätzlichen Antriebselemente (beispielsweise die antreibenden Räder des Anhängers und/oder diejenigen Räder, die nur gelegentlich

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betrieben werden) unter bestimmten Betriebsbedingungen, beispielsweise beim Startvorgang, .beim Betrieb auf Untergrund mit geringer Traktion oder im Rückwärtsgang genügend groß zu machen, und ferner die sekundären Antriebselemente mit dem Antriebsmotor nur dann zu kuppeln, wenn verzögert wird,' auf einer Gefällestrecke gefahren wird oder unter ähnlichen Betriebsbedingungen. Wenn das Fahrzeug jedoch mit mehr oder weniger konstanter Geschwindigkeit fährt, insbesondere auf festem Grund, genügt der Antrieb durch die primären Antriebselemente. Die Wirksamkeit wird verbessert durch Reduktion der den sekundären Antriebselementen zugeführten Leistung, möglicherweise bis auf null, so daß diese frei laufen.

Normalerweise ist es wünschenswert, den primären und sekundären Antriebselementen Antriebsdrehmomente in einem vorbestimmten Verhältnis, beispielsweise von 60 : 40 (40 % geht zu den sekundären oder Anhängerrädern) zuzuführen. Auch andeTe Verhältnisse sind möglich, wobei unabhängig von der Drehzahl oder der Leistung des Antriebsmotors 45 bis 60 % auf den Anhänger übertragen werden. Außerdem ist normalerweise ein konstantes Verhältnis bei der Leistungsübertragung von den Rädern zum Antriebsmotor wünschenswert. Unter bestimmten Bedingungen ist es jedoch vorteilhaft, dieses Verhältnis zu

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verändern, insbesondere deshalb, um den Zug in der Zugstange des Anhängers aufrechterhalten und dadurch die Gefahr des Klappmessereffektes der Fahrzeugkombination verringern zu können.

Der Ausdruck "Differentialwirkung" beschreibt hierbei die Eigenschaft, daß bei festem Eingang ein Vorwärtsdrehmoment auf der einen Ausgangswelle ein Rückwärtsdrehmoment auf der anderen Ausgangswelle erzeugt. Diese Differentialwirkung erlaubt ein konstantes Verhältnis der Leistungsverteilung, solange sich die Geschwindigkeitsverhältnis se der Ausgangswellen nicht ändern. Da jedoch Leistung das Produkt von Drehmoment und Drehzahl ist, ergibt eine Änderung einer dieser beiden Größen eine Veränderung der Leistungsverteilung. Die Differentialwirkung ist außerdem wünschenswert, da die von den primäre- und sekundären Antriebselementen zurückgelegten Wegstrecken unterschiedlich und die Durchmesser der Antriebsräder verschieden sein können.

Obwohl keine Verbindung zwischen dem Antriebsmotor und den sekundären (Anhänger)Rädern beim Fahren auf festem Grund und mit konstanter Geschwindigkeit notwendig ist, ist eine solche Verbindung zur Verringerung des Klappmessereffektes durch Verringerung des Schubes in der Anhänger zugstange bzw. zur

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Aufrechterhaltung des Zuges in dieser notwendig, wenn beispielsweise verzögert oder auf abschüssiger Bahn oder im Rückwärtsgang gefahren wird.

Ein wesentlicher Zweck der Erfindung ist es, einen Drehmomentteiler vorzusehen, der das Drehmoment des Antriebsmotors mit Differentialwirkung auf zwei AusgangsweIlen aufteilt, der außerdem durch Kupplung mit der Eingangswelle des Teilers einen direkten Antrieb der einen Ausgangswelle ermöglicht, die mit dem primären Antriebselement gekoppelt ist, und der eine weitere Ausgangswelle besitzt, die entweder mit der Eingangswelle dreht oder von dieser entkuppelt ist.

Ein weiteres wesentliches Ziel der Erfindung ist es, ein Antriebssystem für ein Fahrzeug mit einer ersten und einer zweiten Antriebsachse, beispielsweise der Antriebsachse einer Zugmaschine und der Antriebsachse eines Anhängers, zu schaffen, das einen Drehmomentteiler besitzt, der von dem Antriebsmotor des Fahrzeuges angetrieben ist und das Drehmoment des Antriebsmotors in vorbestimmten, vorzugsweise ungleichen Teilen auf die Ausgangswellen aufteilt, von denen die eine mechanisch mit den primären Antriebselementen und die andere mechanisch mit einer Pumpe fester oder variabler

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Verdrängung gekoppelt ist, die hydraulisch mit einem oder mit mehreren Hydraulikmotoren verbunden ist, welche wiederum die sekundären Antriebselemente antreiben.

Weitere Ziele der Erfindung liegen da"rin, ein Fahrzeugantriebssystem zu schaffen, dessen Drehmomentteiler eine Differentialwirkung zwischen den Ausgangswellen vorsieht, wobei, wenn die Eingangswelle des Teilers mechanisch mit einer der Ausgangswellen verbunden ist, die andere Ausgangswelle entkuppelt ist, so daß keine Leistung von der Eingangswelle auf die zweite Ausgangswelle übertragen wird.

Ferner soll in einem Kraftfahrzeugantriebssystem ein Dreh-■oeentteiler mit einem Planetenradträger geschaffen werden, der drehbar auf der Eingangswelle befestigt ist und Planetenräder trägt, die mit Zahnrädern vorbestimmter Durchmesser kämen und die mit den beiden Ausgangswellen gekuppelt sind.

Der Drehmomentteiler kann derart ausgebildet sein, daß die Eingangswelle oder ein damit verbundenes Zahnrad oder die von diesem angetriebenen Planetenräder axial gleitbar sind, um die Planetenräder von der Eingangswelle zu entkuppeln. Vorteilhaft ist die Eingangswelle mit der koaxialen Ausgangswelle kuppelbar.

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Vorteilhaft kann die Leistungsaufteilung auf die beiden Ausgänge variiert werden, so daß ein gewünschter Leistungsbruchteil auf die Antriebsräder einer der Fahrzeugachsen, beispielsweise des Anhängers, übertragen oder von diesen zurückübertragen werden kann, die hydraulisch von der mit einem Teilerausgang verbundenen Pumpe angetrieben werden, wobei diese Pumpe oder der Hydraulikmotor oder beide vorzugsweise eine variable Verdrängung aufweisen und/oder wobei ihre Druckmittelleitungen vorzugsweise eine Verbindungsleitung mit einem Ventil aufweisen.

Der Drehmomentteiler besitzt eine Eingangswelle, die von dem Antriebsmotor des Fahrzeuges angetrieben wird, und zwei Ausgänge, von denen wenigstens einer koaxial zur Eingangswelle angeordnet ist. Zahnräder sind zum Antrieb dieser Ausgänge mit Differentialausgleich von der Eingangswelle her vorgesehen. Zu ihnen gehört ein drehbarer Planetenradträger mit auf ihm gelagerten Planetenrädern. Eine Kupplungsvorrichtung dient zur wahlweisen Verbindung der Eingangswelle mit dem koaxialen Ausgang. Der Träger kann mit der Eingangswelle verbunden sein. Die beiden Ausgänge sind drehbar mit einem innen verzahnten Zahnrad bzw. mit einem Sonnenrad verbunden, welche mit den Planetenrädern kämmen, die auf exzentrischen Achsen des Trägers drehbar gelagert sind. Die Aus-

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gangsdrehmomente, die auf das innen verzahnte Rad und das Sonnenrad ausgeübt werden, sind ungleich und hängen von den Teilkreisdurchmessern dieser Zahnräder ab. Da die Drehgeschwindigkeiten dieser Zahnräder gleich sind, wenn die Planetenräder sich nicht drehen, entsprechen die übertra-.genen Leistungen dem Verhältnis dieser Durchmesser. Die Planetenräder können als auf Achsen des Trägers laufende Stirnräder ausgebildet sein.

In einer anderen Ausführungsform sind Kegelräder auf dem Planetenradträger vorgesehen, die normalerweise gleiche Drehmomente und daher gleiche Leistungen auf beide Ausgänge übertragen.

Bei einer weiteren Ausführungsform, die ebenfalls Stirnräder als Planetenräder aufweist, ist jedes Planetenrad mit einem ihm gegenüber nicht drehbaren zweiten Planetenrad von unterschiedlichem Teilkreisdurchmesser fest verbunden, wobei das erste Planetenrad mit einem ersten Sonnenrad kämmt, das mit der Eingangswelle nicht drehbar verbunden ist. Das zweite Planetenrad treibt ein Zahnrad, beispielsweise ein zweites Sonnenrad, das gleichachsig zur Eingangswelle drehbar und mit dem ersten Ausgang gekuppelt ist. Der Planetenradträger ist, erforderlichenfalls durch zusätzliche Zahnräder, mit dem

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zweiten Ausgang verbunden. Eine Vorrichtung zur Verschiebung der Planetenräder oder des ersten Sonnenrades ist vorgesehen, um die ersten Planetenräder von dem ersten Sonnenrad oder die zweiten Planetenräder von dem zweiten Sonnenrad zu trennen und gleichzeitig mit einer Kupplung eine direkte Antriebsverbindung der Eingangswelle mit dem ersten Ausgang zu schaffen.

Der zweite Ausgang ist beispielsweise über Zahnräder mit einer Pumpe gekuppelt, die mit einem oder mehreren Hydraulikmotoren durch Leitungen verbunden ist, wobei diese Motoren mechanisch mit den zweiten Antriebselementen, beispielsweise über das Differential der Anhängerachse gekuppelt sind. Der erste Ausgang des Teilers ist mit dem primären Antriebselement auf einer anderen Achse, beispielsweise der Achse der Antriebsräder der Zugmaschine gekuppelt, wobei diese Kupplung vorzugsweise mechanisch, wahlweise jedoch auch hydraulisch erfolgt .

Es ist nur ein Hydraulikmotor für eine sekundäre Antriebsachse erforderlich, obwohl auch separate Hydraulikmotoren für jedes angetriebene Rad vorgesehen sein können. Bei mehreren Motoren sind diese hydraulisch parallel angeschlossen bzw.

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werden alle von einer gemeinsamen Pumpe angetrieben, obwohl auch mehrere Pumpen vorgesehen sein können, die alle von dem zweiten Ausgang des Drehmomentteilers angetrieben werden..

Die Verdrängung der Pumpe kann variabel sein, was teilweise von anderen im Antriebssystem verwendeten Elementen abhängt. Wenn der Hydraulikmotor in fester getrieblicher Verbindung mit den sekundären Rändern steht und von diesen angetrieben werden kann, wird Hydraulikmedium von dem Motor gepumpt, obwohl die Pumpe von dem Teiler nicht angetrieben wird. Bei einer Ausfuhrungsform ist es nicht notwendig, daß die Pumpe dieses Strömungsmedium aufnimmt. Es kann dann ein Umwegventil zwischen Pumpeneinlaß und -Auslaß vorgesehen sein, wodurch die Pumpe bei offenem Ventil vom Motor getrennt wird. Motor und Pumpe können dann unabhängig und ohne hydraulische Kraftübertragung laufen. Wenn eine Pumpe mit variabler Verdrängung zusammen mit einem Umwegventil benutzt wird, kann diese Pumpe auf eine Nullverdrängung eingestellt werden, wenn die Sekundärräder nicht angetrieben werden, indem das Ventil geöffnet wird. Hierdurch wird der Verschleiß der Pumpe verringert. Zusätzlich kann eine Trennkupplung zwischen dem Hydraulikmotor und der Sekundärantriebsachse verwendet werden. Hierdurch wird eine Drehung des Motors verhindert, wenn das Fahrzeug auf ebener Straße fährt.

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Eine Veränderung der relativen Verdrängung der Pumpe und des Hydraulikmotors, beispielsweise durch Ausgestaltung eines oder beider Elemente.mit variabler Verdrängung, verändert das Geschwindigkeitsverhältnis der beiden Ausgänge des Drehmomentteilers. Der Anteil der auf das sekundäre Antriebselement bzw. von diesem übertragenen Leistung wird dadurch verändert. Um ein weiches Eingreifen der Kupplungsvorrichtung im Drehmomentteiler zu ermöglichen, rotieren die Eingangs welle und der erste Ausgang vorzugsweise mit gleicher Geschwindigkeit, wenn die Kupplung eingreift. Diese Übereinstimmung der Geschwindigkeiten kann ..durch Abmessungen der Zahnräder und der relativen Verdrängungen oder bei Pumpen bzw. Motoren mit verstellbarer Verdrängung durch Einstellen der Verdrängungssteuerung auf einen vorbestimmten Wert erreicht werden. Eine geschwindigkeitsangleichende Vorrichtung, beispielsweise eine Reibungskupplung kann in dem Drehmomentteiler verwendet werden, obwohl normalerweise eine einfache Klauenkupplung ausreicht.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Kombination aus Lastwagen und Anhänger,

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Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Drehmomentteiler

erster Ausführungsform,
Fig. 3 eine Teildraufsicht auf einen Anhänger einer zweiten

Ausführungsform mit einer Trennkupplung, Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Drehmomentteiler einer

dritten Ausführungsform,
Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen Drehmomentteiler einer vierten Ausführungsform.

Der Lastwagen oder der Traktor 15 gemäß den Fig. 1 und 2 hat ein Untergestell 16, auf dem sich eine über eine Anhängerkupplung 19 angekuppelte Zugstange 17 eines Anhängers 18 abstützt. Lenkbare Vorderräder 20 mit einem Steuermechanismus sind an der Vorderachse 21 des Lastwagens 15 vorgesehen, dessen Antriebsmotor 23 über eine Kupplung 24 und ein Getriebe 25 die Eingangswelle 26 eines Differentialdrehmomentteilers antreibt. Letzterer hat zwei Ausgangswellen, von denen die erste 28 koaxial mit der Eingangswelle angeordnet ist, während die andere Ausgangswelle 29 eine hydraulische Pumpe 30 antreibt, die, wenn sie verdrängungsverstellbar ist, einen Steuerhebel 31 aufweist.

Die Ausgangswelle 28 ist mechanisch über das Differential der Hinterachse 33 mit den Antriebsrädern 34 der Zugmaschine

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verbunden. Eine Schaltstange 35 am Drehmomentteiler kuppelt nach dem Einschieben die Eingangswelle 26 mechanisch mit der koaxial angeordneten Ausgängswelle 28, so daß die Antriebsräder 34 direkt und ohne Differentialwirkung angetrieben werden. Eine Druckleitung 36 und eine Rückleitung 37 der Pumpe 30 sind über die Anhängerkupplung 19 mit entsprechenden Leitungen 44 und 45 am Anhänger verbunden.

Das hydraulische System ist noch mit nicht dargestellten Hilfseinrichtungen wie einem Flüssigkeitsbehälter, Hilfspumpen, Oberdruckventilen usw. ausgestattet.

Das Untergestell 38 des Anhängers weist eine Achse 40 mit den Antriebsrädern 39 auf, die über ein Differential 41 von einer Welle 42 her angetrieben werden, mit der ein hydraulischer Motor 43 gekuppelt ist, an den die Leitungen 44 und 45 angeschlossen sind.

Eine Umgebungsleitung mit einem Ventil 46, das vom Fahrer betätigt werden kann, verbindet die Leitungen 36 und 37.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist der Drehmomentteiler ein Gehäuse 27a auf, das am Untergestell 16 befestigt ist. Eine

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Eingangswelle 48, die der Eingangswelle 26 gemäß Fig. 1 entspricht oder mit dieser gekuppelt ist, ist in Lagern 47 gelagert. Auf der Welle 48 ist ein Planetenradträger 49 befestigt, der mehrere Zapfen 50 aufweist, auf denen Planetenräder 51 gelagert sind. Letztere kämmen außen mit einem innenverzahnten Rad 52, das an einer Scheibe 53 befestigt ist. Letztere ist drehbar und gegen axiale Verschiebung gesichert in Lagern 54 gelagert und mit der Ausgangswelle 55 fest verbunden. Diese ist koaxial zur Eingangswelle 48 angeordnet und weist eine Innenbohrung auf, in die deren im Durchmesser verringertes Ende 48a hineinragt. Dieses Ende kann aber auch aus einem von der Eingangswelle 48 getrennten Zapfen bestehen, der, wie dargestellt, im Planetenradträger 49 befestigt ist und in Hülsen 56 und 56a lagert. Die Ausgangswelle 55 entspricht der Ausgangswelle 28 gemäß Fig. 1 oder ist mit dieser gekuppelt.

Die Planetenräder 51 kämmen nach der Mitte zu mit einem Sonnenrad 58, das mit einem Zahnrad 59 größeren Durchmessers fest verbunden ist. Beide Zahnräder 58 und 59 sind auf der Nabe des Planetenradträgers 49 mittels Hülsen 60 gelagert. Das Zahnrad 59 kämmt mit einem Stirnrad 61, das mit einer in Lagern 63 und 64 gelagerten Ausgangswelle 62 und über

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diese mit der Antriebswelle 29 der Pumpe 30 fest verbunden ist.

Die Schaltstange 35 einer Kupplungsvorrichtung ist mit einem Arm 65 versehen, der mit Rollen 65a in eine Ringrille 66a einer Kupplungsscheibe 66 eingreift. Letztere ist axial verschiebbar, jedoch nicht drehbar auf der Ausgangswelle 55 gelagert und nahe dem Umfang mit sich axial erstreckenden Kupplungszapfen 67 versehen, die durch Löcher 68 in der Scheibe 53 hindurchragen und in Löcher 69 des Planetenradträgers 49 eingreifen können. Wird die Schaltstange 35 in das Gehäuse 27a eingeschoben, so verriegeln die Kupplungszäpfen 67 den Planetenradträger 49 mit der Scheibe 53 und somit auch mit der Ausgangswelle 55.

Beim Start der Lastwagen-Anhängerkombination, besonders auf einer nur eine geringe Traktion erfordernden Strecke, wird die Schaltstange 35 zurückgezogen, und die Eingangswelle 48 wird über die Kupplung 24 und das Getriebe 25 angetrieben. Das Drehmoment wird zwischen der Ausgangswelle 55 und dem Zahnrad 59 mit Differentialausgleich im Verhältnis der Teilkreis durchmesser der Zahnräder 52 und 58 aufgeteilt, beispielsweise im Verhältnis 60 : 40 bei der dargestellten Ausführungs-

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form. Bei einer Obersetzung in den Differentialen 32 und 41 und einer Verdrängung der Pumpe 30 und des Motors 43 derart, daß bei gleichförmiger Drehrichtung die Planetenräder 51 sich gegenüber dem Planetenradträger 49 nicht drehen und sich demzufolge die Ausgangswelle 55 und die Zahnräder 58 und 59 mit gleicher Winkelgeschwindigkeit wie die Eingangswelle 48 drehen, so wird die Leistung in demselben Verhältnis geteilt. Diese Beziehung der Obersetzungsverhältnisse hinter den Zahnrädern 52 und 58 und der Verdrängungseinstellungen wird im folgenden als "Normaleinstellung" bezeichnet. Bei dieser Normaleinstellung und den dargestellten Zahnradgrößen werden 40 I der EingangsIeistung an die Pumpe 30 und 60 % an das Differential 32 der Zugmaschine abgegeben. Es ist offensichtlich, daß diese Prozentsätze durch Wahl anderer Zahnradgrößen geändert werden können. Werden die relativen Einstellungen nicht geändert und nur andere Durchmesser der Zähnräder 59 und 61 gewählt, so besteht die Normaleinstellungsbeziehung nicht mehr.

Eine Änderung des Obersetzungsverhältnisses im Getriebe 25 ändert weder die Drehmoment- noch die Leistungsaufteilung zwischen den Ausgängen.

Wenn die Schaltstange 35 in das Gehäuse 27a hineingeschoben

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ist, nachdem das Fahrzeug Geschwindigkeit aufgenommen hat und/oder sich auf günstiger Fahrbahn befindet, wird das Ventil 46, das vorher geschlossen war, geöffnet. Die Schaltstange 35 schaltet beim Einschieben den Drehmomentaufteiler auf direkten Antrieb, so daß die Eingangswelle 48 über die Kupplungszapfen 67 mechanisch die Ausgangswelle 55 und damit das Differential 32 der Hinterachse des Lastwagens antreibt. Die Pumpe 30 dreht sich weiter mit dem Planetenradträger 49, leistet aber keine Arbeit, weil die Flüssigkeit durch das offene Ventil 46 strömt, selbst wenn sie nicht verstellbar ist. Wenn sie verstellbar ist, wird die Verstellung nicht geändert. Bei nichtverstellbarem Motor 43 dreht sich dieser weiter und pumpt Flüssigkeit, so daß der Durchfluß durch das Ventil 46 klein sein kann.

Ein Schließen oder annäherndes Schließen des Ventils 46 verhindert vollständig oder fast vollständig bei eingeschobener Schaltstange 35 und demzufolge aufgehobener Differentialwirkung ein Drehen der Antriebsräder der einen Achse gegenüber denen der anderen Achse auch bei geringer Traktion, beispielsweise bei Matsch oder Eis. Bei geringer öffnung des Ventils können sich die Räder des Anhängers geringfügig gegenüber den Antriebsrädern der Zugmaschine drehen.

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Während einer Verzögerung, wenn beispielsweise auf eine mehr oder weniger konstante Geschwindigkeit zurückgegangen wird, ist das Ventil 46 geschlossen und die Schaltstange 35 vorzugsweise zurückgezogen. Das Fahrzeug treibt dann den Antriebsmotor in Kompression an, da der hydraulische Motor wie eine Pumpe wirkt und die Pumpe 30 wie einen Motor antreibt, Das Zugfahrzeug überträgt gleichfalls Leistung auf den Antriebsmotor. Die Kraftübertragung vom Anhänger verringert die Gefahr des Klappmessereffektes. Beim Zurückziehen der Schaltstange 35 und dem Wiedereinsetzen der Differentialwirkung übertragen Zugmaschine und Anhänger Drehmomente auf den Antriebsmotor in dem gleichen Verhältnis, wie dieser vorher Drehmomente abgegeben hat.

Ist die Pumpe verstellbar, so kann ihre größte Verdrängung gleich oder größer sein als diejenige, die der Normaleinstellung entspricht. Wenn die größte Verdrängung die Normaleinstellung übertrifft, ist vorteilhaft am Schalthebel 31 ein Anschlag oder eine Markierung vorgesehen, so daß die Pumpe auf diese Einstellung verstellt werden kann, damit die Ausgangswelle 55 auf die Geschwindigkeit der Eingangswelle 48 gebracht wird, bevor die Schaltstange 35 eingeschoben wird.

Ein Vorteil bei der Verwendung einer verstellbaren Pumpe

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besteht darin, daß die Gefahr des Kl appmes se reff eic tes durch Verringerung der Pumpenverdrängung reduziert wird bis unter das Verhältnis der Normaleinstellung, nachdem die Schaltstange 35 herausgezogen ist. Demzufolge dreht sich die Pumpe schneller als vorher im Verhältnis zur Fahrzeuggeschwindigkeit, so daß die Planetenräder sich drehen und bestrebt sind, den Antriebsmotor 23 auf eine höhere Geschwindigkeit zu bringen, wobei die Bremswirkung des Anhängers im Verhältnis zu der des Zugfahrzeugs gesteigert wird. Das Ventil 46 ist dabei geschlossen oder fast geschlossen. Die Verdrängung der Pumpe kann auch beim Rückwärtsfahren verringert werden, um mehr Zug in Rückwärtsrichtung auf die Zugstange auszuüben.

Bei der Ausführungsform des Anhängers gemäß Fig. 3 ist dieser mit einer Kupplung 1.11 versehen, beispielsweise einer Reibungskupplung, die vom Fahrer über hydraulische oder elektrische Leitungen 112 betätigt werden kann. Die Kupplung verbindet den hydraulischen Motor 43a, der dem Motor 43 gemäß Fig." 1 entspricht, mit der Welle 42a des Anhängerdifferentials 41. Die Kupplung ist eingeschaltet, wenn die Pumpe 30 Leistung auf die Antriebsräder 39 des Anhängers überträgt oder von diesen angetrieben wird, wird jedoch aus-

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geschaltet, wenn die Schaltstange 35 eingeschoben wird. Da durch wird eine andauernde oder schnelle Drehung des Motors und ein Pumpen von Flüssigkeit durch die Leitungen und das Ventil 46 vermieden.

Ein Überdruckventil 76 ist vorgesehen, um Flüssigkeit aus der Rücklaufleitung 45 in die Druckleitung 44 überströmen zu lassen. Dadurch werden Stöße beim Einschalten der Kupplung 111 verringert, besonders wenn das Ventil 46 geschlossen, nicht vorhanden oder die Pumpe 30 falsch eingestellt ist.

Bei der Ausführungsform des Drehmomentteilers gemäß Fig. 4 ist die Eingangswelle 86, die gegenüber dem Gehäuse 27b in Lagern 85 gelagert ist, mit einem im Durchmesser verringerten Endzapfen 87 versehen, der in einem in einer zentralen Endbohrung der Ausgangswelle 103 angeordneten Lager 88 gelagert ist. Auf der Eingangswelle 86 ist axial verschiebbar, aber nicht drehbar eine Nabe 89 eines ersten Sonnenrades 90 gelagert. Das nach der Ausgangswelle 103 zu liegende Ende der Nabenbohrung ist erweitert und mit einer Innenverzahnung 91 versehen. Am anderen Ende weist die Nabe 89 eine Ringrille auf, in die eine Schaltgabel 93 eingreift, die am Ende einer der Schaltstange 35 gemäß Fig. 1 entsprechenden Schaltstange

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84 befestigt ist, so daß durch deren Verschiebung das Sonnenrad 90 in oder außer Eingriff mit ersten Planetenrädern 94 gebracht werden kann.

Die Planetenräder 94 sind auf Wellen 95 befestigt, die in Lagern 96 und 9 7 eines Planetenradträgers 98 gelagert sind. Letzterer ist als Trommel ausgebildet und durch ein Lager gegenüber dem Gehäuse 27b und durch ein Lager 100 gegenüber der Nabe 89 gelagert. Die Lager 96 der Planetenradwellen 95 nimmt ein an der Trommel des Planetenradträgers 98 befestigter Ring 98a auf. Auf den Planetenradwellen 95 sind des weiteren zweite Planetenräder 101 befestigt, die von den ersten Planetenrädern 94 einen Abstand haben, der größer ist als die Breite des ersten Sonnenrades 90. Sie kämmen mit einem zweiten Sonnenrad 102, das mit der Au^angswelle 103 fest verbunden ist oder aus einem Stück besteht. Die Ausgangswelle 103 ist in Lagern 104 und 104a gelagert und entspricht der Ausgangswelle 28 in Fig.. 1 und der Welle 55 in Fig. 2. Sie ist am Ende mit einer Außenverzahnung 105 versehen, die der Innenverzahnung 91 dar

Nabe 98 entspricht und bei entsprechender Verschiebung dieser Nabe eine direkte Kupplung der Ausgangswelle 103 mit der Eingangswelle 86 ermöglicht.

Ein am Planetenradträger 9 8 befestigter Zahnkranz 106 kämmt

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mit einem Stirnrad 107, das mit der zweiten Ausgangswelle fest verbunden ist, die die Pumpe 30 antreibt und in Lagern 109 und 110 gelagert ist. Sie entspricht der Ausgangswelle in Fig. 1.

Ist η., das Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten Planetenrad 94 und dem ersten Sonnenrad 90 und n~ das Obersetzungsverhältnis zwischen dem zweiten Sonnenrad 102 und dem^: zweiten Planetenrad 101 , so ist das Produkt n.. mal n₂ vorteilhaft kleiner als 1. Bei n.. = n₂ = 2 : 3 beträgt das Drehmoment an der Aüsgangswelle 103 60 % und das am Zahnkranz 106 40 % des Eingangsdrehmomentes.

Wenn beispielsweise n- = n~ = 12 : 17 ist·, ergibt sich eine fast gleiche Verteilung der Drehmomente auf die Ausgänge. Natürlich kann n.. = 1 oder sogar größer als 1 sein.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 kann die Pumpe 30 verstellbar sein oder nicht. Wird die Schaltstange 84 eingeschoben und dadurch die Eingangswelle 86 zufolge der Ver-. Schiebung der Nabe 89 mit der Ausgangswelle 103 bei gleichzeitiger Trennung des ersten Sonnenrades 90 von den Planetenrädern 94 mit der Ausgangswelle 103 gekuppelt, so wird die Pumpe 30 nicht mehr angetrieben. Demzufolge kann das

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Ventil 46 fortgelassen werden, und zwar besonders dann, wenn der hydraulische Motor eine Kupplung 111 und/oder ein Oberdruckventil 7.6 gemäß .Fig. 3 aufweist.

Bei der Ausführungsform des Drehmomentteilers gemäß Fig. ist dieser mit Kegelrädern gleichen Teilkreisdurchmessers ausgestattet, so daß das Drehmoment in gleiche Hälften geteilt wird und gleiche Leistung auf die beiden Auslässe bei Normaleinstellung abgegeben wird. Die in Lagern 115 des Gehäuses 27c gelagerte Eingangswelle 116 entspricht der Eingangswelle 26 gemäß Fig. 1 oder ist mit dieser gekuppelt. Ihr Ende 116a ist mit Hilfe einer Hülse 117 in einer zentralen Endbohrung der koaxial angeordneten Ausgangswelle 118 gelagert, die in einem Lager 119 drehbar ist. Sie treibt die Antriebsräder 34 der Zugmaschine an.

An der Eingangswelle 116 sind mehrere radial angeordnete Querzäpfen 120 befestigt, deren Enden durch einen ringförmigen Planetenradträger 121 verbunden sind. Auf dem Querzäpfen 120 sind Kegelräder 122 gelagert und durch Ringscheiben 123 in ihrer Lage gesichert. Mit diesen Kegelrädern 122 kämmt ein Kegelrad 124, das auf der Ausgangswelle 118 befestigt ist. Außerdem ist auf der Ausgangswelle eine Scheibe 125 befestigt und eine Kupplungsscheibe

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axial verschiebbar, an der Kupplungszapfen 127 angebracht sind, die sich durch Löcher in der festen Scheibe 125 hindurcherstrecken und in Löcher 128 durch Axialverstellung der Kupplungsscheibe 126 einschiebbar sind. Die Löcher sind in einem Ring 129 vorgesehen, der mit dem Planetenradträger 121 fest verbunden ist. Die Kupplungsscheibe 126 Kann durch eine Schaltstange 131 verschoben werden, die mit einer Schaltgabel 130 in eine Ringrille der Kupplungsscheibe eingreift. Wird die Schaltstange 131 in das Gehäuse 27c hineingeschoben, so kuppeln die Kupplungszapfen 127 den Planetenradträger 121 mit der Ausgangswelle 118.

Auf der Eingangswelle 116 ist mit Hilfe einer Hülse 132 ein weiteres Kegelrad 133 gelagert, das mit den Kegelrädern 122 kämmt und über eine Buchse 134 mit einem Zahnrad fest verbunden ist, das den zweiten Ausgang bildet und mit einem Stirnrad 136 kämmt. Letzteres ist über eine im Gehäuse 27c gelagerte Welle 137 und eine Kupplung mit der Antriebswelle der Pumpe 30 verbunden.

Die Wirkungsweise der Konstruktion gemäß Fig. 5 entspricht im wesentlichen der der vorbeschriebenen Ausführungsformen. Vorteilhaft werden das Ventil 46 gemäß Fig. 1 und die zusatz-

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lichen Einrichtungen gemäß Fig. 3 verwendet. Auf die beiden Ausgänge werden gleiche Drehmomente übertragen. Wird eine verstellbare Pumpe verwendet, so werden bei Normaleinstellung gleiche Leistungen auf die Antriebsräder beider Fahrzeuge übertragen und von diesen in ähnlicher Weise auf den Antriebsmotor zurückübertragen.

Wird bei den beschriebenen Ausführungsformen eine verstellbare Pumpe verwendet und ihre Verdrängung auf 0 eingestellt, so sind die zweiten Antriebsräder, beispielsweise des Anhängers, hydraulisch verriegelt, wenn das Ventil 46 fehlt oder geschlossen ist und keine Kupplung 111 verwendet wird. Dies ermöglicht bei stehende- Fahrzeug und ausgekuppelter Kupplung 24 einen Lehrlauf des Antriebsmotors. Sobald die Verdrängung der Pumpe vergrößert wird, dreht sich die Pumpenwelle 29 bei Fahrt fortschreitend langsamer und die Leistungsübertragung auf die ersten Antriebsräder, beispielsweise der Zugmaschine, steigert sich bei der ersten Ausführungsform auf 60 % oder mehr. Durch Verstellung der Pumpenverdrängung können daher die auf die ersten und die zweiten Antriebsräder übertragenen Leistungen variiert werden, beispielsweise während der Beschleunigung oder Verzögerung. Durch die hydraulische Übertragung wird eine Verstellbarkeit erreicht, wie sie mit ■':

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einer bei einigen Vierradantrieben bekannten mechanischen Antriebswelle nicht möglich war.

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Claims (15)

1. IHR ZEICHEN: '9AI 9 9 Q 1

   - 27 -P a t e η t a η s. ρ r. ü c h e . :

   ⁽ 1 ./ Differential-Drehmomentteiler für Kraftfahrzeuge mit mehreren angetriebenen Achsen, bestehend aus einer vom Antriebsmotor des Fahrzeuges angetriebenen Eingangswelle, aus ersten und zweiten Ausgängen, von denen wenigstens einer koaxial zur Eingangswelle angeordnet ist, aus einem Planetenradträger mit darauf drehbar gelagerten Planetenrädern, die mit einem ersten Zahnrad, das mit dem einen Ausgang gekuppelt ist, und mit einem zweiten Zahnrad, das mit dem anderen Ausgang oder mit der Eingangswelle gekuppelt ist, kämmen, und aus einer Kupplung, die die direkte Verbindung der Eingangswelle mit einem koaxialen Ausgang und ihre Entkupplung bei drehender Eingangswelle ermöglicht.
2. 2. Drehmomentteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenradträger mit der Eingangswelle und das zweite Zahnrad mit dem anderen Ausgang verbunden ist.
3. 3. Drehmomentteiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Zahnrad ein innen verzahntes Rad ist, mit

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   dem die Planetenräder außen kämmen, und das zweite Zahnrad ein Sonnenrad ist, mit dem die Planetenräder innen kämmen.
4. 4. Drehmomentteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetenräder aus einem oder mehreren Paaren von gegeneinander nicht drehbaren Zahnrädern verschiedenen Teilkreisdurchmessers bestehen, von denen die einen mit dem ersten und die anderen mit dem zweiten Zahnrad kämmen, und daß das zweite Zahnrad ein Sonnenrad ist, das mit der Eingangswelle verbunden ist, und daß der Planetenradträger mit dem anderen Ausgang verbunden ist.
5. 5. Drehmomentteiler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das kleinere Planetenrad eines 5^e^en Planetenräderpaares mit dem Sonnenrad der Eingangswelle und das größere Planetenrad mit einem Sonnenrad auf dem koaxialen Ausgang kämmt.
6. 6. Drehmomentteiler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt aus dem Verhältnis der Zähnezahl des kleineren Planetenrades zur Zähnezahl des Sonnenrades der Eingangswelle und dem Verhältnis der Zähnezahl des

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   Sonnenrades des koaxialen Ausganges zur Zähnezahl des größeren Planetenrades kleiner als 1 ist.
7. 7. Drehmomentteiler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kleineren Planetenräder und das Sonnenrad der Eingangswelle gegeneinander in axialer Richtung verschiebbar und dadurch getrieblich trennbar sind.
8. 8. Drehmomentteiler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung zur Trennung des Sonnenrades der Eingangswelle von den kleinen Planetenrädern beim Trennvorgang gleichzeitig die Kupplun^zwischen Eingangswelle und der einen Ausgangswelle schließt.
9. 9. Drehmomentteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetenräder und die mit ihnen kämmenden Zahnräder Kegelräder sind.
10. 10. Fahrzeug mit Antriebsmotor und mehreren auf verschiedenen Achsen angeordneten ersten und zweiten Antriebsrädern, gekennzeichnet durch:

    a. einen Drehmomentteiler nach einem der vorhergehenden

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    Ansprüche, dessen Eingangswelle mit dem Antriebsmotor gekuppelt ist, dessen mit der Eingangswelle koaxialer Ausgang mechanisch mit den primären Antriebsrädern gekuppelt und dessen anderer Ausgang mit einer hydraulischen Pumpe verbunden ist,

    b. einen hydraulischen Motor, der mit den sekundären Antriebsrädern gekuppelt ist und

    c. Druckmittelleitungen, die die Pumpe und den hydraulischen Motor zwecks Antriebs des Motors von der Pumpe her verbinden.
11. 11. Fahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umgehungsleitung die Druckmittelleitungen verbindet und ein Ventil aufweist, das im geöffneten Zustand den Durchfluß b/drauliseher Flüssigkeit von einer Verbindungsleitung zur anderen zuläßt.
12. 12. Fahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Verbindungsleitung zwischen den Druckmittelleitungen ein Überdruckventil vorgesehen ist, das den Durchfluß hydraulischer Flüssigkeit aus der bei Vorwärts-

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    fahrt als Rüclcflußleitung dienenden Druckmittelleitung in die andere Druckmittelleitung zuläßt.
13. 13. Fahrzeug nach Anspruch 10,. 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängung der Pumpe verstellbar ist.
14. 14. Fahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug aus einem Zugfahrzeug und einem damit gekuppelten Anhänger besteht und die sekundären Antriebsräder die des Anhängers sind.
15. 15. Fahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Motor über eine ausschaltbare Kupplung mit den sekundären Antriebsrädern verbunden ist.

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