DE2557152C2

DE2557152C2 - Kegelrad-Ausgleichsgetriebe mit begrenzter Sperrwirkung

Info

Publication number: DE2557152C2
Application number: DE2557152A
Authority: DE
Inventors: James Lee Muncie Ind. Engle
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1974-12-23
Filing date: 1975-12-18
Publication date: 1982-03-18
Also published as: IT1051175B; AU8777275A; FR2296131B1; GB1480040A; CA1024781A; US3987689A; JPS5847589B2; JPS5189068A; FR2296131A1; DE2557152A1; BR7508533A

Description

Die Erfindung betrifft ein Kegelrad-Ausgleichsgetriebe mit begrenzter Sperrwirkung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiges Ausgleichsgetriebe ist in der US-PS 49 792 beschrieben. Bei ihm sind im Lagerblock für die Ausgleichsräder zwei Zahnradpumpen vorgesehen, welche beim Durchdrehen des einen bzw. des anderen Abtriebsrades unter Druck stehendes öl zu dem ringförmigen Betätigungskolben der einen bzw. der anderen der Reibkupplungen fördert. Die Auswahl der bei einer vorgegebenen Richtung des Schlupfes jeweils auf die Betätigungskolben arbeitende der beiden Zahnradpumpen erfolgt durch eine Wechselventilanordnung.

In der DE-AS 12 08 138 ist ein Kegelrad-Ausgleichsgetriebe mit begrenzter Sperrwirkung offenbart, bei welchem die Schlupfbegrenzung durch Drosselung eines von einer Druckpumpe umgewälzten Ölstromes erfolgt. Diese Druckpumpe umfaßt eine Mehrzahl radial verlagerbarer Pumpenkolben, die in gehäusefesten Zylinderbohrungen laufen und unter Zwischenschaltung von Rollen direkt durch eine Nocke angetrieben werden, die drehfest mit einem der Abtriebsräder verbunden ist.

Ein ganz ähnliches Kegelrad-Ausgleichsgetriebe ist in der US-PS 33 93 582 beschrieben.

In der DE-AS 11 78 659 ist ferner ein Kegelrad-Ausgleichsgetriebe mit begrenzter Sperrwirkung offenbart, bei welchem die Sperrwirkung wie beim eingangs geschilderten Ausgleichsgetriebe unter Verwendung von Lamellen-Reibkupplungen erhalten wird. Die Einrückkraft dieser Reibkupplungen hängt vom Förderdruck einer Druckpumpe ab, deren Kolben koaxial zu den Abtriebsrädern angeordnet ist und die über einen Exzenter von den Ausgleichsrädern angetrieben wird.

Durch die vorliegende Erfindung soll ein Kegelrad-Ausgleichsgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weitergebildet werden, daß bei einfacherem Aufbau die gleiche Sperrwirkung erhalten wird, wobei die Reibkupplungen durch das im Ausgleichsgetriebe seibst bereitgestellte Druckmittel gemäß dem Ausmaß des jeweiligen Schlupfes progressiv eingerückt werden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Kegelrad-Ausgleichsgetriebe gemäß Anspruch 1.

Bei dem erfindungsjemäßen Kegelrad-Ausgleichsgetriebe dient der Betätigungskolben für die Reibkupplungen zugleich als Antriebskörper für die Druckpumpe, da er zusätzlich mit seinem vorderen Kolbenabschnitt mit dem einen der Abtriebsräder verbunden ist und dieser vordere Kolbenabschnitt zugleich die Nockenfläche zum Antreiben der Pumpenkolben trägt. Der Kupplungs-Betätigungskolben erfüllt somit zugleich die Funktion der Pumpenantriebsnocke, was nicht nur zu einem mechanisch sehr einfachen, sondern auch zu einem sehr kompakten Aufbau des Ausgleichsgetriebes führt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird ein noch einmal erheblich vereinfachter Aufbau des Ausgleichsgetriebes erhalten, da nur ein einziger Betätigungskolben und nur ein einziger Satz zugeordneter Pumpenkolben vorgesehen zu werden braucht, so daß gleichzeitig die Reibkupplungen für beide Abtriebsräder eingerückt werden.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispielr unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Kegelrad-Ausgleichsgetriebe mit begrenzter Sperrwirkung;

Pig.2 einen Schnitt durch das Ausgleichsgetriebe nach F i g. 1 längs der dortigen Schnittlinie 2-2;
Fig.3 einen Schnitt durch das Ausgleichsgetriebe nach F i g. 1 längs der dortigen Schnittlinie 3-3;

F i g. 4 einen Schnitt durch einen Teil des Betätigungskolbens für die Reibkupplungen des Ausgleichsgetriebes nach Fig. I sowie durch einige der ihm benachbarten Kupplungslamellen; und

Fig.5 einen Schnitt durch einen Teil des Gehäuses

des Ausgleichsgetriebes in vergrößertem Maßstabe, in welchem ein Rückschlagventil gezeigt ist. über das die

Druckpumpe des Ausgleichsgetriebes auf den Kupp-

fi'i lungs-Betätigungskolben arbeitet.

In Fig. 1 ist ein Kegelrad-Ausgleichsgetriebe 10 mit begrenzter Sperrwirkung wiedergegeben, welches ein Gehäuse 12 aufweist, über das zwei Abtriebswellen 14

und 16 angetrieben werden können.

In dem Gehäuse 12 sind seitlich angeordnete Abtriebsräder 18 und 20 angeordnet, die durch Kerbverzahnungen auf den Abtriebswellen 14 und 16 festgelegt sind. Eine Mehrzahl von Ausgleichsräder darstellenden Planetenritzeln 22 ist von einem im Gehäuse 12 gelagerten Planetenträger mit Stiften 24 getragen und kämmt mit den Abtriebsrädern 18 und 20. Zwischen den letzteren ist ein Lagerblock 26 angeordnet, welcher Schubkräfte zwischen den Abtriebsrädern 18 und 20 übertragen kann, wie weiter unten noch genauer beschrieben wird.

Im Gehäuse 12 sind ferner zwei Lamellen-Reibkupplungen 28 und 30 untergebracht Diese weisen zwei Sätze von Kupplungslamellen auf, welche über Keilnut- ιϊ verbindungen mit dem Abtriebsrad 18 oder 20 bzw. dem Gehäuse 12 verbunden sind. Die Reibkupplungen 28 und 30 unterbinden im eingerückten Zustand das Arbeiten des Ausgleichsgetriebes.

Das Ausgleichsgetriebe 10 kann als Differential in der getriebenen Achse eines Fahrzeuges mit zwei angetriebenen Rädern verwendet werden, es kann jedoch auch bei einem Fahrzeug mit Vierradantrieb als Ausgleichsgetriebe zwischen den getriebenen Achsen vei wendet werden.

Innerhalb des Gehäuses 12 ist eine Druckpumpe 32 angeordnet, welche eine Mehrzahl radial verlagerbarer Pumpenkolben 34 aufweist, die in im Gehäuse 12 ausgebildeten radialen Zylinderbohrungen 36 laufen. Für einen jeden der Pumpenkolben 34 ist eine Feder 38 vorgesehen, die ihn radial nach innen drückt

Zum Eindrücken der Reibkupplungen 28 und 30 ist ein ringförmiger Kupplungs-Betätigungskolben 40 vorgesehen, der in einer Bohrung 42 des Gehäuses 12 angeordnet ist. Der Betätigungskolben 40 weist eine Ausnehmung 44 auf, und diese begrenzt zusammen mit der Bohrung 42 eine Zylinderkammer 46.

Auf dem Betätigungskolben 40 ist eine Nockenfläche 48 ausgebildet, an welcher die Pumpenkolben 34 unter der Vorspannung der zugeordneten Federn 38 anliegen. Der Betätigungskolben 40 ist mittels einer Keilnutverbindung an seiner inneren Ringfläche auf das Abtriebsrad 20 aufgesetzt und läuft zusammen mit diesem um.

Da die in radialer Richtung bewegbaren Pumpenkolben 34 vom Gehäuse 12 getragen sind und der Betätigungskolben 40 mit dem Abtriebsrad 20 umläuft, fördert die Druckpumpe 32 dann Druckmittel, wenn das Abtriebsrad 20 und das Gehäuse 12 nicht synchron umlaufen, so daß der Betätigungskolben 40 bezüglich der Pumpenkolben 34 gedreht wird und die Pumpenkolben 34 durch die Nockenlläche 48 hin- und herbewegt werden.

Im Gehäuse 12 ist ein Einlaßkanal 30 ausgebildet, welcher über ein Rückschlagventil 52 mit einem Vorratsraum 54 Wr Druckmittel verbunden ist. Letzterer liegt im Inneren des Gehäuses 12. im Gehäuse 12 ist ferner ein Kanal 56 für von der Förderseite der Druckpumpe 32 abgegebenes Druckmittel ausgebildet, über welche diß Zylinderkammer 46 mit Druck beaufschlagt wird- Ein Rückschlagventil 58 erlaubt ein Strömen von Druckmittel aus dem Kanal 56 in die Zylinderkammer 46, verhindert jedoch eine Strömung in entgegengesetzter Richtung.

In F i g. 5 ist das Rückschlagventil 58 genauer gezeigt. Zu ihm gehört ein blattfederähnlich ausgebildeter μ flexibler Ventilkörper SO, welcher über eine Schraube 62 am Gehäuse 12 festgehpt ist. Steht im Kanal 56 kein Druck an oder ist der Druck in der Zylinderkammer 46 größer als derjenige im Kanal 56, so überdeckt und verschließt der Ventilkörper 60 den Kana 156.

Wie aus Fig. I ersichtlich, ist im Betätigungskolben 40 ein Drosselkanal 68 ausgebildet, über den ein gedrosselter Druckmittelstrom aus der unter Druck stehenden Zylinderkammer 46 abströmen kann, wobei der Durchsatz in bekannter Weise von der Geometrie des Drosselkanals abhängt

Fig.4 zeigt eine abgewandelte Form eines Drosselkanals 68, in welchem ein durch eine Feder vorgespanntes Rückschlagventil 69 angeordnet ist, welches ein Strömen von Druckmittel durch den Drosselkanal 68 so lange verhindert, bis ein vorgegebener Druck erreicht wird.

Das oben beschriebene Kegelrad-Ausgleichsgetriebe arbeitet wie folgt:

Tritt ein Schlupf zwischen dem Abtriebsrad 20 und dem Gehäuse 12 auf, so werden die Pumpenkolben 34 durch die vom Betätigungskolben 40 getragene Nockenflärhe 48 hin- und herbewegt Beim Nachobenbewegen der Pumpenkolben 34 (in -vüser Stellung sind sie in Fig. i gezeigt) wird das im Finiaßkana! 50 angeordnete Rückschlagventil 52 geschlossen, und Druckmittel wird in den die Förderseite der Druckpumpe 32 darstellenden Kanal 56 gedrückt Aus dem Kanal 56 gela'-'gt das Druckmittel über das Rückschlagventil 58 in die Zylinderkammer 46, so daß der Betätigungskolben 40 in Richtung e.'nes Eindickens der Reibkupplung 30 bewegt wird. Die entsprechende Einrückkraft wird über den Lagerblock 26 auf das Abtriebsrad 18 übertragen, und auf diese Weise wird auch die zwischen der links gelegenen Stirnfläche des Abtriebsrades 18 und dem Gehäuse 12 angeordnete Reibkupplung 28 eingerückt Bei weiter anhaltender Relativdrehung zwischen dem Betätigungskolben 40 und dem Gehäuse 12 gleiten dann die Pumpenkolben 34 auf der Nockenfläche 48 radial nach innen, und bei diesem Ansaughub wird Druckmittel über das Rückschlagventil 52 aus dem Vorratsraum 54 angesaugt, währead das Rückschlagventil 58 sperrt. Bei weiter anhaltender Relativdrehung zwischen Betätigungskolben 40 und Geiiäuse 12 wird dann Druckmittel wieder unter Druck über das Rückschlagventil 58 der Zylinderkammer 46 zugeführt, wie oben schon beschrieben.

Man erkennt, daß bei geringem Schlupf zwischen dem Abtriebsrad 20 und dem Gehäuse 12 allenfalls kleine Einrückkräfte vom Betätigungskolben 40 auf die Reibkupplungen 28 und 30 ausgeübt werden. Unter diesen Betriebsbedingungen wird das Antriebsdrehmoment somit in etwa gleich auf die beiden Abtriebsräder 18 und 20 verteilt. Erst bei Auftreten eines größeren Schlupfes, z. B. bei Verwendung in einem Kraftfahrzeug bei Verlieren der Traktion an einem der getriebenen Fahn'iugräder, stellt dann die Druckpumpe 32 hydraulisches Druckmittel mit so hohem Druck bereit, daß die Reibkupplungen '2Z und 30 eingerückt werden und das Arbeiten des Ausgleichsgetriebes unterbunden wird.

Bei dem in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiel ist zwar nur ein einziger in radialer Richtung bewegbarer Pumpenkolben 34 dargestellt, man kann aber ohne weiteres eine Mehrzahl radial bewegbarer Pumpenkolben vorsehen, die um den Umfang des ßetätigungskolbens 40 nerum unter Abstand angeordnet sind und entweder unter konstantem oder pulsierendem Druck stehendes hydraulisches Druckmittel bereitstellen. Für jeden einzelnen dieser Pumpenkolben 34 muß dann ein Einlaßkanal 50 und ein Kanal 56 vorgesehen werden. Man kann bei einem

solchen abgewandeilen Ausführungsbeispiel für jeden der Pumpenkolben 34 einen eigenen Vorratsraum für das verwendete Druckmittel vorsehen, es kann jedoch auch ein einziger gemeinsamer Vorratsraum für alle Pumpenkolben vorgesehen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kegelrad-Ausgleichsgetriebe mit begrenzter Sperrwirkung, mit Lamellen-Reibkupplungen, welche jeweils zwischen einem der Abtriebsräder und dem angetriebenen Gehäuse angeordnet sind, mit mindestens einer Druckpumpe, deren Pumpenkolben bei einer Relativdrehung zwischen dem Gehäuse und wenigstens einem der Abtriebsräder angetrieben wird, und mit mindestens einem ringförmigen Kupplungs-Betätigungskolben, welcher in einer ringförmigen Zylinderkammer des Gehäuses axial verschiebbar geführt ist, die ihrerseits mit der Förderseite der Druckpumpe in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungskolben (40) mit seinem vorderen Kolbenabschnitt drehfest mit einem (20) der Abtriebsräder (18, 20) verbunden ist und auf seinem vorderen Kolbenabschnitt eine in Umfangsrichtung verlaufende Nockenfläche (48) trägt, die mit in radialen TTylinderbohrungen (36) des Gehäuses (12) verschiebbaren Pumpenkolben (34) zusammenwirkt.

2. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein einziger Betätigungskolben (40) und nur ein einziger Satz zugeordneter Pumpenkolben (34) vorgesehen ist und daß das diesen Getriebeteilen zugeordnete Abtriebsrad (20), das zweite Abtriebsrad (18) und der dazwischenliegende Lagerblock (26) in axialer Richtung verschiebbar sind, so daß das zweite Abtriebsrad (18) zugleich als Betätigun^sglied für die ihm zugeordnete Reibkupplung (28) dient

3. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in 'lern Betätigungskolben (40) mindestens ein von der Zylinderkammer (44) zum Inneren des Gehäuses (12) führender Drosselkanal (68) ausgebildet ist, der jeweils ein federvorgespanntes Rückschlagventil (69) aufweist.

4. Ausgleichsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenkolben (34) jeweils durch eine Feder (38) gegen die Nockenfläche (48) des Betätigungskolbens (40) vorgespannt sind.