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Getriebe für Kraftfahrzeuge mit zuschaltbaren Antriebsachs en Die
Erfindung betrifft ein Verteilergetriebe mit einer Schaltanordnung für den mehrachsigen
Antrieb von Kraftfahrzeugen, insbesondere Traktoren.
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Bekannt sind Verteilergetriebe ohne Verteilerdifferential mit formschlüssiger
Schaltung (siehe ZF-Verteilergetriebe VG-500-I "Beschreibung und Beschreibungund
Bedienungsanleitung", Seite 25) oder mit reibschlüssiger Schaltung (DT-OS 1 480
674).
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Weiter sind bekannt Verteilergetriebe mit einem Verteilerdifferential,
welches form- oder reibschlüssig sperrbar ist (siehe Prospektblätter von ZF-Nachscbalt-Gruppengetriebe
GA 350/3 o, Seite 1, Zy-Verteilergetriebe VG-800-4, Seite 1 und "Beschreibung und
Bedienungsanleitung" Seite 17 zum ZF-Verteilergetriebe VG-500).
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Den obenerwähnten Ausführungsformen ist gemeinsam, daß es dem Fahrer
überlassen wird, die Zu- oder Abschaltung des Achsantriebes bzw. Sperrung des Längsdifferentials
zum richtigen Zeitpunkt vorzunehmen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, den Fahrer dadurch zu entlasten, daß
mit einfachen Mitteln ein Verteilergetriebe geschaffen wird, welches beim Durchdrehen
bzw. vollen Greifen der Räder der nicht abschaltbaren Achse selbsttätig eine andere
Achse, vorzüglich die Vorderradachse, zu- bzw. abschaltet. Die selbsttätige Schaltung
soll für beide Fahrtrichtungen wirksam sein.
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Die Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen gekennzeichnete
Erfindung gelöst.
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In der Erfindung werden die axialen Schubkräfte, die beim Ineinandergreifen
schrägverzahnter Zahnräder auftreten, zum Betätigen formschlüssiger Kupplungen benützt.
Es sind also keine besonderen Schaltelemente zum Einrücken eines Allradantriebes
nötig.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine durch
den Axialschub von zwei schrägverzahnten Zahnrädern selbsttätig schaltbare Doppelkupplung
vorgesehen, die in beiden Fahrtrichtungen in gleicher Weise wirkt.
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Es ist bereits ein Antrieb für Kraftfahrzeuge mit einer schaltbaren
Säge-Zahnkupplung für Allradantrieb in zwei Fahrtrichtungen bekannt (DT-AS 1 077
537). Diese Kupplung wird jedoch nicht selbsttätig, sondern wird in Abhängigkeit
von der Bewegung eines Schalthebels betätigt.
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Einzelheiten der Erfindung sind der Zeichnung und der Beschreibung
zu entnehmen. Sie zeigen 2 Ausführungsformen der Erfindung, eingebaut in ein Verteilergetriebe
der ZF-Schleppertriebwerke, Baumuster T 3 000.
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Es zeigt: Fig. 1 ein in ein Schleppertriebwerk eingebautes Verteilergetriebe;
Fig. 2 ein Verteilergetriebe nach der Erfindung in erster Ausführung; Fig. 3 ein
Verteilergetriebe nach der Erfindung in zweiter Ausführung; Fig. 4 einen Schnitt
IV-IV durch den rechten Freilauf des Verteilergetriebes nach Fig. 3.
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In den Abbildungen der Zeichnung stehen für gleiche Teile gleiche
Bezugszeichen.
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Es ist 1 ein Schleppertriebwerk (Fig. 1) mit einem Schaltgetriebe
2, einer Hinterradachse 3, einer Vorderradachse 4 und einem, am Schaltgetriebe befestigten
Verteilergetriebe 5.
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Die Fig. 2 und teilweise Fig. 3 zeigt das Verteilergetriebe 5 mit
seinem Gehäuse 10 und dessen Befestigungsflansch 11. Das Doppelzahnrad 12 und 13
ist drehbar und verschiebungsfest auf der Achse 14 gelagert, während eine Achse
15 mit zwei dreh- und verschiebfesten Zahnrädern 16 und 17 versehen ist. Das Zahnrad
17 ist schrägverzahnt und im Eingriff mit einem ebenfalls schrägverzahnten Zahnrad
18.
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Auf einer Abtriebswelle 32 ist dreh- und verschiebfest eine Buchse
27 angeordnet, auf welcher das Zahnrad 18 dreh- und verschiebbar gelagert ist. Zu
beiden Seiten der Buchse 27 befinden sich Mitnehmerringe 23. bzw. 31, die auf der
Abtriebswelle 32 drehfest und unverschieblich befestigt sind.
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Das Zahnrad 18 besitzt an seinen beiden Stirnflächen Kupplungsklauen
19 und21 und jeder Mitnehmerring 23 bzw. 31 auf seiner, dem Zahnrad 18 zugewandten
Stirnfläche, entsprechende Gegenklauen 20 bzw. 22.
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Die Kupplungsklauen weisen zur Umfangsrichtung senkrechte Kupplungsflächen
37, 38 und schräge Gleitflächen 39, 40 auf und sind paarweise so ausgebildet, daß
beispielsweise das linke Klauenpaar 19, 20 bei Vorwärtsfahrt und das rechte Paar
21, 22 bei Rückwärtsfahrt zum Eingriff kommt. An der Abtriebswelle 32 ist der Flansch
45 befestigt, der die Verbindung zur Vorderradachse 4 ermöglicht.
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In Fig. 3 ist ein Wälzlager, beispielsweise ein Nadellager 29 zwischen
dem Zahnrad 18 und der Buchse 27 angeordnet und in seiner axialen Bewegung durch
Distenzbuchsen 28 und 30 begrenzt. Zu beiden Seiten der Buchse 27 sind zwei Freiläufe
41 und 42 angeordnet, deren Innenringe 25 und 35 auf der Abtriebswelle 32 drehfest
und durch Sicherungsringe 26 und 36 axial unbeweglich gelagert sind.
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Die Freilaufaußenringe 24 bzw. 34 weisen dieselbe Stirnverzahnung
22 bzw. 20 auf, wie die Mitnehmerringe 23 bzw. 31 der Fig. 2. Zwischen den Innen-
und Außenringen sind Freilaufkörper 33 angeordnet.
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Die Drehrichtung der beiden Zahnräder 17 und 18 bei Vorwärtsfahrt
des Fahrzeuges ist mit einem Pfeil 50 und die entsprechende axiale Verschiebungsrichtung
des Zahnrades 18 mit einem Pfeil 52 angezeigt.
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Ein Pfeil zeigt die Drehrichtung der Zahnräder 18 und 17 und ein Pfeil
53 die axiale Verschiebungsrichtung des Zahnrades 18 bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges
an.
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Vom Schaltgetriebe 2 wird auf bekannte Weise mit Hilfe des Zahnrades
12 eine Drehbewegung übernommen und über die Zahnräder 13 und 16 und die Welle 15
mit dem Schrägzahnrad 17 an das Zahnrad 18 weitergegeben.
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Der Winkel der Verzahnung der Zahnräder 17 und 18 wird so groß gehalten,
daß ein axiales Verschieben des Zahnrades 18 allein durch Drehbewegung bewirkt wird.
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Je nach Drehrichtung wird das Zahnrad 18 nach rechts oder links verschoben,
bis es an dem jeweiligen Mitnehmerring liegt. Dabei werden die Kupplungszähne, je
nachdem, ob sich das Zahnrad 18 gegenüber dem Mitnehmerring 23 bzw. 31 im Vor- oder
Nachlauf befindet, ineinandergreifen und damit die Vorderradachse antrieben oder
übereinander hinweggleiten.
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Das Schleppertriebwerk ist in bekannter Weise derart ausgelegt, daß
bei normalen Fahrbedingungen die Vorderräder Vorlauf oder zumindest Gleichlauf im
Verhältnis zu den Hinterrädern haben. Dadurch werden sich auch die Mitnehmerringe
23 und 31 schneller drehen als das Zahnrad 18.
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Bei der Vorwärtsfahrt unter normalen Fahrbedingungen werden sich
die Zahnräder 17 und 18 in Richtung der Pfeile 50 drehen, wobei sich das Zahnrad
18 unter dem axialen Schub des Zahnrades 17 nach links, also in Richtung des Pfeiles
52, bewegt, bis es an den Stirnklauen 20 des Mitnehmerringes 31 anliegt. Bedingt
durch den Vorlauf oder mindestens Gleichlauf der Vorderräder wird sich der Mitnehmerring
31 mit seiner Strinverzahnung im Verhältnis zu dem Zahnrad 18 schneller drehen oder
zumindest im Gleichlauf sein. Dadurch wird der Mitnehmerring mit den Gleitflächen
40 seiner Stirnverzahnung 20 über die Gleitflächen 39 der Verzahnung 19 des Zahnrades
18 hinweggleiten oder sich gemeinsam mit dieser drehen. Es erfolgt keine Kraftübertragung
zwischen Zahnrad 18 und Mitnehmerring 31.
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Wenn die Hinterräder durchdrehen, so drehen sich auch die Zahnräder
17 und 18 schneller. Das Zahnrad 18 will den Mitnehmerring 31 überholen. Die Stirnklauen
19 bzw. 20 greifen ineinander und an denKupplungsflächen 37 und 38 wird ein Drehmoment
übertragen. Die Kupplung ist hiermit geschlossen und die Vorderräder werden angetrieben.
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Fährt das Kraftfahrzeug rückwärts, so drehen sich die Zahnräder 17
und 18 in Richtung der Pfeile 51. Das Zahnrad 18 wird durch den axialen Schub der
Schrägverzahnung nach rechts in Richtung des Pfeiles 53 verschoben.
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Es findet das gleiche Übereinandergleiten bzw. Ineinandergreifen der
Stirnverzahnungen statt wie bei der oben beschriebenen Vorwärtsfahrt.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 3 werden
die Mitnehmerringe 23 bzw. 31 durch Freiläufe 41 und 42 ersetzt. Die Stirnklauen
werden unter Wirkung des Axialschubes der Schrägverzahnung stets ineinandergreifen.
Das jeweilige Kuppeln bzw. Entkuppeln wird durch die in bekannter Weise wirkenden
Freiläufe 41 bzw. 42 gewährleistet (Fig. 4).
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Um eine leichte Bewegung des Zahnrades 18 zu erhalten, kann dieses,
wie in Fig. 3 gezeichnet, auf einem Wälzlager 29 laufen.
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Die Erfindung schafft ein Verteilergetriebe, welches beim Durchdrehen
bzw. vollen Greifen der Räder der nicht abschaltbaren Achse eines Kraftfahrzeuges
selbsttätig, ohne Eingreifen des Fahrers, eine weitere Achse, vorzüglich die Vorderradachse,
zu- bzw. abschaltet. Eine selbsttätige Schaltung nach der Erfindung kann wahlweise
in einer oder auch in beiden Fahrtrichtungen wirksam sein.