DE2733671A1

DE2733671A1 - Fahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE2733671A1
Application number: DE19772733671
Authority: DE
Inventors: Beverly W Keese; John Ewart Williams
Original assignee: Rockwell International Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1976-07-26
Filing date: 1977-07-26
Publication date: 1978-02-02
Also published as: SE433830B; SE7708517L; CA1074156A; AU510258B2; FR2360015A1; AU2614777A; JPS5316158A; US4140030A; GB1577960A; FR2360015B1

Description

Patentanwälte

Ο***» Dtpl-Chem. Ορί-lng. Z7 3 3 6 7 1

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernsbergerstrasse 19

8 München 60

Unser Zeichen: R 9AO 25.JuIi 1977 ROCKWELL INTERNATIONAL CORPORATION

600 Grant Street

Pittsburgh Pennsylvania, USA Fahrzeuggetriebe

Die Erfindung betrifft ein Getriebe zur Drehmomentübertragung» und zvar speziell ein Verteilergetriebe für ein Motorfahrzeug mit Vierradantrieb.

Verteilergetriebe zum Antrieb aller vier Räder sind für viele Fahrzeuge zveckmäßig, die geländegängig sein sollen, aber auch für Fahrzeuge für vergleichsveise ebene Straßen. Nutzfahrzeuge mit Vierradantrieb sind bekannt und im Handel. Der Vierradantrieb vird vor allem dann eingesetzt, venn das Fahrzeug in der Regel vergleichsveise schnell auf einer befestigten Straße fährt.

Bei solchen Fahrzeugen dient in der Regel die Hinterachse als Hauptantriebsachse, wobei die Vorderachse als Hilfsantriebsachse zuschaltbar ist, venn die Räder der Hinterachse nicht die gevünschte Traktion ergeben. Die Drehmomentübertragung von der Hauptantriebsachse zur Hilfsantriebsachse kann automatisch oder von Hand geschaltet verden.

Vie bei üblichen Antriebsachsen sind sovohl die Hauptantriebsachse als auch die Hilfsantriebsachse mit Differential- oder Ausgleichsgetrieben versehen, um Unterschiede der Drehgeschvindigkeit der Räder an jedem Ende der jeveiligen einzelnen Achse

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auszugleichen. Bei einem Vierradantrieb ist es darüberhinaus erforderlich, Unterschiede der Drehgeschwindigkeiten zwischen den Rädern der Hauptantriebsachse und denjenigen der Hilfsantriebsachse auszugleichen. Solche Geschvindigkeitsunterschiede können zwischen den Achsen auftreten, -wenn ein Unterschied im virksamen Raddurchmesser zvischen den Vorderrädern und Hinterrädern etva infolge der Fahrzeugbelastung vorliegt, ein Unterschied in der Länge des von den Vorder- und Hinterrädern durchfahrenen Bogens eines Kurvenabschnittes beim Durchfahren einer Kurve auftritt, oder aber auch dann, wenn ein Radsatz infolge Haftungsverlustes oder infolge eine Hindernisses in der Bewegungsbahn durchdreht oder stoppt.

Das Ausgleichsgetriebe zwischen den Achsen kann im Verteilergetriebe enthalten sein. Aus den US-PSen 2 331 908 und 2 105 918 ist ein Getriebe bekannt, bei dem ein Getrieberad bei einem Anstieg der Drehgeschwindigkeit einer der angetriebenen Achsen axial beweglich ist und dabei den Vierradantrieb unterbricht, wenn das Rad von einem Paar von Getrieberädern freikommt, welche Drehmoment auf die Hilfsantriebsachse übertragen. Andere Vierradantriebe sind beispielsweise aus den US-PSen 2 711 222, 3 295 625 und 3 481 436 bekannt.

Die Verteilergetriebe gemäß diesen Patentschriften weisen eine Anordnung auf, bei der das Drehmoment über an einer Mittelvelle oder einer Gegenwelle gelagerte Getrieberäder von den Eingangs- auf die Ausgangswellen übertragen wird. Diese bekannten Anordnungen weisen somit wenigstens drei übereinanderliegende Achsebenen für die Getrieberäder auf, was bei vielen Straßenfahrzeugen und geländegängigen Fahrzeugen mit entsprechender Bodenfreiheit zur Aufnahme des herabhängenden Getriebegehäuses und der Antriebswellen zur übertragung des Drehmomentes vom Getriebegehäuse zu den Antriebsachsen problemlos ist. Jedoch sind die Abmessungen der Gehäuse bekannter Verteilergetriebe derart, daß keine Anpassung an die Bedürfnisse niedrigbauender

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Fahrzeuge erfolgen kann, wie sie beispielsweise unter Tage in Bergwerken eingesetzt werden.

Aus den US-PSen 3 557 634 und 3 679 016 ist ein Verteilergetriebe mit Ausgleichsgetriebe bekannt, bei derdie Hauptantriebsachse und die Hilfsantriebsachse von derselben Antriebswelle aus angetrieben sind, jedoch sind hierbei zwei Sätze von nach unten versetzten Rädern (drop gears) erforderlich, einer vor und einer hinter dem Ausgleichsgetriebe, sowie eine Antriebswelle, welche das Differentialgehäuse durchsetzt.

Mit der Erfindung soll somit ein Verteilergetriebe für ein niedrigbauendes Fahrzeug mit Vierradantrieb geschaffen werden. Dabei soll das Verteilergetriebe in der üblichen Weise sowohl entweder in Zweiradantrieb oder in Vierradantrieb betrieben werden können oder entweder als voller Vierradantrieb oder als modifizierter Vierradantrieb dienen, bei dem das zur Verfügung stehende Drehmoment in einem bestimmten Verhältnis zwischen der Hauptantriebsachse und der Hilfsantriebsachse aufgeteilt ist.

Weiterhin soll mit der Erfindung ein Verteilergetriebe mit einer Kupplung geschaffen werden, die eine automatische Überführung in die Betriebsweise mit vollem Vierradantrieb ermöglicht. Die Kupplung ist federbelastet und führt in eingerücktem Zustand die Betriebsweise in vollem Vierradantrieb herbei und kann in der anderen Betriebsart je nach Größe der gewählten Federbeaufschlagung entweder einen Teil des zur Verfügung stehenden Drehmomentes der Hilfsantriebsachse zuführen oder diese frei laufen lassen wie bei einem üblichen Zweiradantrieb.

Schließlich soll mit der Erfindung ein Verteilergetriebe mit federbelasteter Kupplung geschaffen werden, bei dem alle Beanspruchungen von Unterschieden der Drehgeschwindigkeiten zwischen den Achsen durch die federbelastete Kupplung abgebaut werden.

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Endlich soll mit der Erfindung ein Verteilergetriebe geschaffen werden, mit dem Drehmoment von einem Drehmomenterzeuger auf eine oder beide Wellen eines Paares von Ausgangswellen übertragen werden kann. Die Ausgangswellen treiben bevorzugt eine Hauptachse und eine Hilfsachse. Das Verteilergetriebe weist ein erstes schrägverzahntes Rad auf, welches durch den Drehmomenterzeuger angetrieben wird, ein zweites schrägverzahntes Rad, welches drehfest an einem der Ausgangswellen befestigt und von dem ersten schrägverzahnten Rad aus angetrieben ist, eine zweite Ausgangswelle, die axial mit der ersten Ausgangswelle fluchtet, und weist schließlich eine Kupplung auf, die für den Antrieb der zweiten Ausgangswelle schaltbar ist. Ein drittes schrägverzahntes Rad ist konzentrisch zur zweiten Ausgangswelle gelagert und auf einem Abschnitt der zweiten Ausgangswelle axial beweglich. Die Zähne des dritten schrägverzahnten Rades kämmen mit dem ersten schrägverzahnten Rad und sind zur Bewegung des dritten schrägverzahnten Rades in einer Axialrichtung ausgelegt, in der dieses im Falle des Antriebs durch das erste Rad die Kupplung betätigt.

Mit der Erfindung soll auch eine Kupplung geschaffen werden, die zwischen einer Hilfsausgangswelle und einem schrägverzahnten Antriebsrad in einem Verteilergetriebe schaltbar ist. Die Kupplung weist ein Ringglied auf, welches konzentrisch mit der Hilfsausgangswelle angeordnet ist und eine Schrägverzahnung aufweist, die mit dem schrägverzahnten Antriebsrad kämmt, wobei die Schrägverzahnung das Ringglied beim Antrieb durch das Rad in einer axialen Richtung zu bewegen sucht. Weiterhin ist eine Mehrzahl von axialbeweglichen Scheiben drehfest mit dem Ringglied und eine Mehrzahl von axialbeweglichen Abtriebsscheiben drehfest mit der Ausgangswelle verbunden, wobei jede Abtriebsscheibe zwischen einem Paar benachbarter, mit dem Ringglied drehfester Antriebsscheiben angeordnet ist, und wobei das Ringglied federnd in Gegenrichtung zur Axialrichtung belastet ist, in der das Ringglied infolge Beaufschlagung seiner

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Sehragverzahnung zu wandern sucht.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, insbesondere in Verbindung mit den Ansprüchen. Es zeigt

Fig. 1 schematisch vereinfacht eine Draufsicht auf ein Fahrgestell eines Fahrzeuges mit einem erfindungsgemäßen Ausgleichsgetriebe,

Fig. 2 einen Längsschnitt gemäß Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt gemäß Linie 3-3 in Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 4 in weiter vergrößerter Darstellung einen Teil des Verteilergetriebes gemäß Fig. 3 und

Fig. 5 eine geringfügig vergrößerte Schnittdarstellung gemäß Linie 5-5 in Fig. 4.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Fahrgestell 10 eines Fahrzeuges mit einer vorderen lenkbaren Antriebsachse 11 mit Laufrädern und einer hinteren Antriebsachse 14 mit Laufrädern 15 veranschaulicht. Die Achsen 11 und 14 sind in der üblichen Weise über Blattfederpakete 16 und 18 am Fahrgestell aufgehängt.

Ein Getriebe oder Kennungswandler 19 ist etwa in der Mitte zwischen den Achsen 11 und 14 gelagert und überträgt das Antriebs drehmoment eines nicht näher dargestellten Motors. Der Ausgang des Kennungswandler 19 ist mit einem Kardangelenk 20 an eine Antriebsgelenkwelle 21 angeschlossen, die über ein Kardangelenk 22 an der Eingangsseite der hinteren Antriebsachse 14 angeschlossen ist.

Die Erfindung wird nachfolgend in ihrer Anwendung auf ein Fahrzeug mit Vierradantrieb erläutert, bei dem die Hinterachse als

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Hauptantriebsachse und die lenkbare Vorderachse als Hilfsantriebsachse dient.

Die hintere Hauptantriebsachse 14 weist ein übliches, nicht drehbares Gehäuse 24 mit einer mittleren Erweiterung 25 auf, in der das hintere Differentialgetriebe gelagert ist. Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist, weist die Gehäuseerweiterung 25 eine Vorderöffnung 26 und eine Hinteröffnung 28 auf. Eine kuppeiförmige Deckplatte 29 ist an der Erweiterung 25 zum Abschluß der hinteren öffnung 28 angeschweißt. Ein die vordere Öffnung 26 umgebender Ring 30 ist als Verstärkungsring an die Erweiterung 25 angeschweißt. Beispielsweise durch eine Reihe von Schrauben 32 ist ein nach vorne vorspringendes Gehäuse 31 über der Öffnung 26 befestigt.

Das Gehäuse 31 und die Deckplatte 29 umschließen das Differentialoder Ausgleichsgetriebe der Hinterachse, welches ein an einem Träger befestigtes Ringrad 34 aufweist, wobei der Träger die Kegelrad-Ausgleichseinheit zum Antrieb eines Paares von Seitenrädern antreibt, welche an den einander gegenüberliegenden Achswellenhälften 35 angeschlossen sind, die zu den Laufrädern führen.

Ein Verteilergetrxebegehäuse 36 ist mittels einer Mehrzahl von Schrauben 36 über einer öffnung im Vorderende des Gehäuses 31 befestigt. Das Gehäuse 36 umschließt die Verteilergetriebeeinheit.

Eine Eingangswelle 40 ist drehbeweglich an einem Ende mittels eines Schrägschulterlagers 41 gelagert, welches seinerseits in einem einstückig am Gehäuse 36 ausgeformten Vorsprung sitzt. Das Gegenlager ist über eine Mehrzahl von Schrauben 45 am Gehäuse 36 befestigt und weist eine Öldichtung 46 auf, welche den Gabelzapfen 48 des Kardangelenkes 22 umgibt. Der Gabelzapfen 48 ist in einem Abschnitt 49 als Keilwelle ausgebildet und auf die Eingangswelle 40 aufgesetzt. Das dem Lager 41 gegen-

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-/-Al

überliegende andere Ende der Welle 40 ist drehbar in einem Schrägschulterlager 42 gelagert, das in einem Gegenhalter 44 sitzt. Zvischen den Lagern 41 und 42 ist die Welle 40 einstückig mit einem Ritzel 50 ausgebildet.

Das Ritzel 50 weist bevorzugt zwanzig Zähne 51 einer linksgängigen Schrägverzahnung auf. Das Ritzel 50 kämmt mit einem rechtsgängigen schrägverzahnten Rad 52 und treibt dieses an. Das Rad ist bei 54 auf eine Welle 55 des Ritzels 56 des rückwärtigen Differentials aufgekeilt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, liegt eine Druckscheibe 62 an einer Mutter 57 auf, die auf das Ende der Ritzelwelle 55 aufgeschraubt ist und die axiale Beweglichkeit des schrägverzahnten Rades 52 gegenüber der Ritzelwelle 55 in einer Richtung begrenzt. Die Ritzelwelle 55 ist durch Schrägschulterlager 58 und 59 in einem Lagerhalter 60 drehbar gehalten. Der Lagerhalter 60 ist durch eine Mehrzahl von Schrauben an das nach vorne vorspringende Differentialgehäuse 31 angeschraubt. Das Rad 52 liegt gegen den Innenring des Schrägschulterlagers 58 an. Das Lager 58 begrenzt somit die Bewegung des Rades gegenüber der Ritzelwelle 55 in der anderen Axialrichtung. Die Mutter 57 und die Druckscheibe 62 können so eingestellt werden, daß das Rad 52 und die Ritzelwelle 55 ordnungsgemäß an den Lagern 58 und 59 gelagert sind.

Das Differentialritzel 56 des hinteren Differentials kämmt mit dem Ringrad 34 der Hauptantriebsachse 14 zum Antrieb der Hinterräder 15 bei einer drehenden Bewegung der Eingangswelle 40, des Ritzels 50 und des Rades 52.

Eine Antriebswelle 64 für die vordere HiIfsantriebsachse 11 ist drehbeweglich an einem Ende mittels eines Kugellagers 65 im Gehäuse 36 gelagert. Die Welle 64 ist bei 66 auf den Gabelzapfen 68 eines Kardangelenkes 69 aufgekeilt. Eine ringförmige öldichtung 70 ist im Gehäuse 36 gelagert und umgibt den Gabelzapfen 68. Die Antriebswelle 64 für die Hilfsantriebsachse ist

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über das Kardangelenk 69 an einer Antriebswelle 71 angeschlossen, die an ihrem anderen Ende durch ein Kardangelenk 72 an die Ritzelwelle 74 eines Differentials 75 der Hilfsantriebswelle angeschlossen ist.

Das andere Ende der Antriebswelle 64 ist als sich axial erstreckender Hohlzylinder 76 ausgebildet, dessen Endabschnitt ih einer Ausnehmung 80 in der Seitenwand 81 des schrägverzahnten Rades 52 aufgenommen ist (vgl. Fig. 4). Die Ausnehmung wird durch ein Paar in radialem Abstand liegender, sich axial erstreckender Schenkel 82 und 84 begrenzt, die konzentrisch zur Ritzelwelle 55 liegen. Der Endabschnitt 79 der Antriebswelle 64 ist mit einer ringförmigen Lagerfläche 85 mit harter Oberfläche versehen, die gegen eine Lagerfläche 86 mit harter Oberfläche an der Innenoberfläche des Schenkels 82 anliegt. Die Lagerfläche 86 bildet so eine drehende Lagerung für den hohlzylindrischen Endabschnitt der Antriebswelle 64. Die HilfsAntriebswelle 64 ist daher axial fluchtend mit der Ritzelwelle gelagert, wobei das angetriebene Ende der Ritzelwelle teleskopartig in dem Hohlzylinder 76 am einen Ende der Antriebswelle aufgenommen ist.

Die Antriebswelle 64 ist weiterhin mit einem sich radial erstreckenden Flansch 86 und einem Lagerabschnitt 88 an der Außenoberfläche des Hohlzylinders 76 zwischen dem Flansch 86 und dem Endabschnitt 79 versehen. Ein Ringglied 90, welches einen dritten Schrägverzahnungsabschnitt 91 aufweist, ist mittels eines Lagerabschnittes 94 mit harter Oberfläche, der gleitbeweglich auf einem zugehörigen Lagerabschnitt 88 liegt, an der Antriebswelle 64 gelagert.

Das Ringglied 90 ist mit einem sich axial erstreckenden Flansch versehen, der konzentrisch zu dem Endabschnitt 79 des Hohlzylinderabschnitts 76 der Antriebswelle 64 radial außerhalb hiervon liegt. Der Flansch 95 liegt konzentrisch zum Endabschnitt 79 der Antriebswelle 64 und zur Antriebswelle 64 selbst und erstreckt sich

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in der Ausnehmung 80 des Rades 52, wo er gegen einen Lagerabschnitt 96 mit harter Oberfläche anliegt, der an der Innenoberfläche des Schenkels 84 des Rades 52 vorgesehen ist. Die einandei zugewandten Oberflächen des Flansches 95 und des Endabschnittes 79 der Antriebswelle 64 sind bei 98 bzw. 99 miteinander verkeilt.

Eine Mehrscheiben-Reibungskupplung, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet ist, ist in der Ausnehmung 80 zwischen dem Flansch 95 und dem Endabschnitt 79 der Antriebswelle 64 angeordnet. Die Reibungskupplung besteht aus einer Mehrzahl von axialbeweglichen ringförmigen Metallscheiben 101 und 102, die zwischen einem Paar von axialbeweglichen Druckplatten 104 und 105 angeordnet sind. Die Druckplatten 104 und 105 und die alternierend angeordneten Kupplungsscheiben 101 sind an ihren Außenumfängen mit Riegelvorsprüngen 106 versehen. Die Riegelvorsprünge 106 greifen in der aus Fig. 5 ersichtlichen Weise in das Keilprofil 98 an der Innenoberfläche des Flansches 95 des Ringgliedes 90 ein. Die Riegelvorsprünge 106 sind geringfügig kleiner als die Nuten des Keilprofiles 98, so daß die Druckplatten 104, 105 und die Kupplungsscheiben 101 bezüglich der Achse des Ringgliedes 90 und der Antriebswelle 64 beweglich sind, während die Druckplatten 104, 105 und die Kupplungsscheiben 101 drehfest mit dem Ringglied 90 verbunden sind.

Die Kupplungsscheiben 102 zwischen den Druckplatten 104, 105 und den Kupplungsscheiben 101 sind an ihren Innenumfängen mit Riegelvorsprüngen 108 versehen. Die Riegelvorsprünge 108 greifen in die Nuten des Keilprofiles 99 auf dem Endabschnitt 79 der Antriebswelle 64 ein. Die Riegelvorsprünge 108 sind geringfügig kleiner als die Nuten des Keilprofiles 99, so daß die Kupplungsscheiben 102 bezüglich der Achse der Antriebswelle 64 beweglich sind, während die Kupplungsscheiben 102 mit der Welle 64 drehfest verbunden sind.

Die den Oberflächen der Druckplatten 104, 105 und der alternierend angeordneten Kupplungsscheiben 101 gegenüberliegenden Ober-

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flächen der Kupplungsscheiben 102 sind bevorzugt mit Reibstoff material belegt. Ein gesinterter Bronze-Reibstoff kann an den einander gegenüberliegenden Kupplungsoberflächen der ringförmigen Metallscheiben 102 vorgesehen sein, wobei jedoch auch irgendwelche anderen geeignete Reibstoffe in Frage kommen.

Die Kupplungsscheiben 101 und 102 sind axial in den Nuten der Keilprofile 98 und 99 frei beweglich, wobei diese Bewegung durch die Druckplatten 104 und 105 begrenzt ist. Eine Axialbewegung der Druckplatten 104 und 105 wird an einem Ende durch das Ringglied 90 begrenzt, welches seinerseits wieder am radialen Flansch 86 der Antriebswelle 64 anliegt, und am anderen Ende durch einen sich axial erstreckenden Vorsprung 83 zwischen den Schenkeln 82 und 84 des Rades 52. Ein Federring 109 ist in einer Nut 110 angeordnet, welche durch das Keilprofil 98 geschnitten ist, und hält die Kupplungsscheiben und Druckplatten gegen ein Freikommen vom Ringglied 90 und der Antriebsspindel 64, wenn die Kupplung aus der Ausnehmung 80 des Rades 52 herausgenommen wird.

Das Ringglied 90 ist mit einer Mehrzahl von am Umfang verteilt angeordneten Bohrungen 111 versehen, in denen Federn 112 gelagert sind. Die Federn 112 erzeugen eine axiale Spannkraft zwischen dem Ringglied 90 und der Druckplatte 104 der Kupplung 100. Die Federn 112 drängen das Ringglied 90 in Richtung auf den Flansch 86 der Antriebswelle 64 und die Druckplatte 104 in Richtung auf den Vorsprung 83» der an der Druckplatte 105 am gegenüberliegenden Ende der Kupplung 100 anliegt. Die Anzahl und Größe der Bohrungen 111 und der Federn 112 ist für jeden speziellen Anwendungsfall zu ermitteln, wobei im vorliegenden Beispiel sechs oder acht Bohrungen 111 mit einer entsprechenden Anzahl von Federn ausreichen. Wie weiter unten noch näher erläutert wird, hängt die Bemessung und Spannung der Federn davon ab, welcher Betrieb im Einzelfall für das Fahrzeug bei ausgerückter Kupplung gewünscht ist.

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Das Gehäuse 36 ist eine abgeschlossene Einheit mit einem Schmiermittelbad, wobei das Schmiermittel durch die Bewegung der Zahnräder und anderen drehenden Teile des Verteilergetriebes in Bewegung gehalten wird. Eine Mehrzahl von Schmierungsbohrungen 114 ist mit Abstand in Umfangsrichtung um das schrägverzahnte Rad 52 zwischen dem Vorsprung 83 und dem Schenkel 84 angeordnet, um die Schmiermittelströmung aus dem Umgebungsbereich des Lagers 58 zur Ausnehmung 80 zu erleichtern, welche die Reibungskupplung 100 zwischen dem Ringglied 90 und dem Endabschnitt 79 der Antriebswelle 64 enthält. In ähnlicher Weise ist eine Anzahl von Schmierungsbohrungen 115, die in Umfangsrichtung im Abstand voneinander liegen, an der Antriebswelle radial innerhalb des sich radial erstreckenden Flansches 86 vorgesehen, um die Schmiermittelströmung zwischen dem Umgebungsbereich des Lagers 65 und dem hohlzylindrischen Abschnitt 76 der Antriebswelle 64 zu erleichtern.

Die Scheibenkupplung wird durch das Ringglied 90 betätigt. Der Schrägverzahnungsabschnitt 91 ist ebenso wie das schrägverzahnte Rad 52 mit einer rechtsgängigen Schrägverzahnung aus Zähnen versehen, die in die linksgängige Schrägverzahnung 51 des Ritzels 50 eingreifen. Der Schrägverzahnungsabschnitt 91 des ringförmigen Betätigungsgliedes 90 für die Kupplung ist jedoch mit einem Zahn mehr versehen als das Rad 52. Eine ausreichende Geschwindigkeitsverminderung ergibt sich bei der dargestellten Ausführungsform dann, wenn das Rad 52 mit 27 Zähnen und der Schrägverzahnungsabschnitt 91 des Ringgliedes 90 mit 28 Zähnen ausgeführt werden. Durch diese Untersetzung wird die Ritzelwelle 55 normalerweise mit einer größeren Geschwindigkeit angetrieben als das Ringglied 90. Wenn die Kupplung 100 im normalen Betrieb ausgerückt ist, so wird das vom Kennungswandler her angelieferte Drehmoment von dem ersten Ritzel 50 an das Rad 52 und die Ritzelwelle 55 weitergeleitet, wo der Antrieb des Differentials der Hinterachse und der Laufräder 15 erfolgt. Im normalen Betrieb laufen die vorderen Laufräder 12 mit der-

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selben Geschwindigkeit wie die Hinterräder 15. Die Geschwindigkeit der Vorderräder wird durch das Differential 75 der
Hilfsantriebsachse und die Antriebswelle 71 auf die Antriebswelle 64 gegeben, wo die Kupplungsscheiben 102, obwohl nicht
voll an den Kupplungsscheiben 101 anliegend, normalerweise
mit einer geringfügig höheren Geschwindigkeit als die Kupplungsscheiben 101 umlaufen.

Wenn jedoch eines der Hinterräder 15 durchrutscht, so führt das vom Kennungswandler 19 zusätzlich gelieferte Drehmoment zur
Drehung des Rades 52 mit einer höheren Geschwindigkeit, als die Antriebswelle 64 von den Vorderrädern her angetrieben wird. Das zusätzliche Drehmoment überwindet die Kraft der Federn 112,
welche das ringförmige Kupplungsbetätigungsglied 90 in Axialrichtung des Flansches 86 belasten, und führt infolge der Neigung oder Steigung der Zähne der Schrägverzahnungen 51 und 92 zu einer Verschiebung des Ringgliedes 90 in der gegensinnigen Axialrichtung entlang des Tragabschnittes 88 der Antriebswelle 64. Bei der Verschiebung des Betätigungsgliedes 90 übt dieses eine Kraft auf die Druckplatte 104 aus, so daß die Kupplungsscheiben 101 und 102 gegen die an dem ringförmigen Vorsprung anliegende Druckplatte 105 gepreßt werden. Die Scheibenkupplung 100 wird so eingerückt, so daß ein Teil des von dem
Kennungswandler 19 angelieferten Drehmomentes von der Hinterachse 14 auf die vordere Hilfsantriebsachse 11 über die Kupplung 100 übertrage! wird, welche das angetriebene Ringglied 90 mit der Antriebswelle 64 für die Hilfsantriebsachse antriebsverbindet. Die Kupplung 100 bleibt in Eingriff, bis die Hinterräder 15 erneut ziehen und die Vorderräder mit derselben Ablaufgeschwindigkeit antreiben.

Wie bereits weiter oben angemerkt ist, hängt die Größe oder
Spannkraft der Federn 112 davon ab, wie das Verteilergetriebe in einem speziellen Einsatzfall bei ausgerückter Kupplung arbeiten soll. Wenn hierbei ein üblicher Vierradantrieb vorge-

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sehen ist, dann soll die Größe oder Spannkraft der Federn 112 so ausgewählt sein, daß der Seitenschub in geeigneter Weise ausgeglichen wird, der durch die Sehragverzahnung 51 des Ritzels 50 auf das Ringglied 90 ausgeübt wird, wenn die Antriebswelle 64 von den Vorderrädern 12 her mit einer gegenüber der Ritzelwelle 55 geringfügig höheren Geschwindigkeit angetrieben wird. Bei einer solchen Auslegung der Federn 112 arbeitet das Getriebe normalerweise als Zweiradantrieb und bildet einen Getriebezug zur Hauptantriebsachse, wobei die Scheibenkupplung beim Durchrutschen der Hinterräder automatisch in Eingriff gelangt, um einen Teil des zur Verfügung stehenden Drehmomentes auf die Hilfsantriebsachse zu übertragen.

Die Getriebeanordnung kann jedoch auch als modifizierter Vierradantrieb arbeiten, bei dem das zur Verfügung stehende Drehmoment normalerweise in einem vorbestimmten Verhältnis sowohl der Hauptantriebsachse als auch der Hilfsantriebsachse zugeführt wird, und wobei im Falle eines Durchrutschens der Hinterräder die Scheibenkupplung vollständig einrückt, um den an der Hilfsantriebsachse liegenden Anteil des Drehmomentes zu erhöhen. In dieser modifizierten Betriebsart sind Größe und Spannkraft der Federn 112 so ausgelegt, daß die Federn 112 eine geringere Kraft entwickeln als erforderlich ist, um den auf das Ringglied 90 durch die Schrägverzahnung 51 des Ritzels 50 ausgeübten Seitenschub zu überwinden. Der Unterschied zwischen dem durch die Schrägverzahnung 51 auf das Ringglied 90 aufgebrachten Seitenschub und der Gegenkraft der Federn 112 wirkt auf die Druckplatte 104 und hält somit die Kupplungsscheiben 101 und 102 ständig teilweise in Anlage. Dieser Kraftunterschied kann so eingestellt werden, daß sich ein bestimmter Prozentsatz des zur Verfügung stehenden Drehmomentes ergibt, der in der gewünschten Weise kontinuierlich an die Hilfsantriebsachse gelegt wird.

Die erläuterte Getriebeausbildung ist in der aus Fig. 2 ersicht-

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lichen Weise besonders für Fahrzeuge mit niedriger Bauhöhe und geringem Bodenabstand geeignet. Diese Eignung ergibt sich durch die Anordnung der Getrieberadachsen in zwei Ebenen,wobei das als Eingangsrad wirkende erste Ritzel 50 um eine Achse drehbar ist und die Ausgangswellen um die Achsen des zweiten und des dritten schrägverzahnten Rades des Getriebes drehbar gelagert sind, wobei die Scheibenkupplung dazwischen eingebaut ist. Hierdurch ergibt sich eine effiziente, sehr kompakte Anordnung, in der für eine Schmierung aller bewegten Teile gesorgt ist. Die Anordnung kann darüberhinaus konstruktiv leicht an die Vorderöffnung des Differentialgehäuses der Hauptantriebsachse angesetzt werden. Die Scheibenkupplung gestattet weiterhin einen Schlupf zwischen den Antriebs- und Abtriebsscheiben, um unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten zwischen den Rädern der Hauptantriebsachse und denen der Hilfsantriebsachse auszugleichen.

Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, ist die Erfindung nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern sind vielfache Abwandlungen und Abänderungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

PatentanwälteR 940Dipl-IngDipi.-lng.Dipl.-Chem.G. LeiserE. PrinzDr. G. Hauser2733671Ernsbergerstrasse 198 München 6025.JuIi 1977Unser Zeichen: ROCKWELL INTERNATIONAL CORPORATION 600 Grant Street Pittsburgh, Pennsylvania. USA Ansprüche

1.^yAntriebsgetriebe zur Übertragung von Drehmoment von einem Drehmomenterzeuger zu einer oder beiden Wellen eines Paares von Ausgangswellen, gekennzeichnet durch ein erstes, durch den Drehmomenterzeuger angetriebenes, schrägverzahntes Rad, durch ein zweites, drehfest mit einer der AusgangsweIlen verbundenes schrägverzahntes Rad, welches durch das erste Rad antreibbar ist, durch eine axial mit der einen Ausgangswelle fluchtende zweite Ausgangswelle, durch eine zum Antrieb der zweiten Ausgangswelle schaltbare Kupplung und durch ein drittes schrägverzahntes Rad, welches zur zweiten Ausgangswelle konzentrisch und auf einem Abschnitt der zweiten Ausgangswelle axial beweglich ist, wobei die Zähne des dritten Rades mit denjenigen des ersten Rades kämmen und derart ausgerichtet sind, daß das dritte Rad beim Antrieb durch das erste Rad mit einer gegenüber der Geschwindigkeit der zweiten Ausgangswelle höheren Drehgeschwindigkeit zur Betätigung der Kupplung in einer Axialrichtung beweglich ist.

2. Antriebsgetriebe für ein Fahrzeug mit einem Rädersatz an einer Hauptantriebsachse und einem Rädersatz an einer HiIfsantriebsachse, wobei beide Antriebsachsen von einem Antriebsaggregat her antreibbar sind, gekennzeichnet durch eine durch das Antriebsaggregat antreibbare Eingangswelle, durch eine Ritzelwelle für ein Differential oder Ausgleichsgetriebe der Hauptachse, durch einen axial mit der Ritzelwelle fluchtenden Antriebswellenzapfen für die Hilfsachse, durch ein erstes und ein zweites drehfest mit der Eingangswelle bzw. der Ritzelwelle gelagertes Getrieberad, die über gegensinnig laufende Schrägverzahnungen miteinander in Eingriff stehen, durch eine zum Antrieb des Antriebswellenzapfens schaltbare Kupplung und durch ein drittes schrägverzahntes Getrieberad, welches konzentrisch zum Antriebswellenzapfen angeordnet und auf einem Ab-

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ORIGINAL INSPECTED

schnitt des Antriebswellenzapfens axial beweglich ist, wobei die Zähne des dritten Getrieberades mit denen des ersten Getrieberades kämmen und derart ausgerichtet sind, daß das dritte Getrieberad beim Antrieb durch das erste Getrieberad mit einer gegenüber der Geschwindigkeit des Antriebswellenzapfens höheren Drehgeschwindigkeit zur Schaltung der Kupplung in einer Axialrichtung beweglich ist.

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ausgangswelle bzw. der Antriebswellenzapfen einstückig mit einem sich radial erstreckenden Flansch und einem sich axial erstreckenden Hohlzylinder ausgebildet ist, daß das dritte Rad gleitbeweglich auf einem Abschnitt der Außenoberfläche des HohlZylinders in der Nachbarschaft des sich radial erstreckenden Flansches gelagert ist, daß das dritte Rad mit einem sich axial erstreckenden Flansch versehen ist, der konzentrisch zum Hohlzylinder mit Abstand radial außerhalb eines zweiten Abschnittes des Hohlzylinders angeordnet ist, und daß der zweite Abschnitt des Hohlzylinders und der in radialem Abstand liegende Flansch radial außerhalb der einen Ausgangsvelle bzw. der Ritzelwelle angeordnet sind und zur drehenden Lagerung in eine Ausnehmung in dem zweiten Rad eingreifen.

4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung eine Mehrzahl axial beweglicher Kupplungsscheiben zwischen dem zweiten Abschnitt des HohlZylinders und dem radial im Abstand liegenden Flansch aufweist, wobei die Kupplungsscheiben abwechselnd drehfest mit dem im radialen Abstand liegenden Flansch und dem zweiten Abschnitt des Hohlzylinders verbunden sind, und daß das dritte Getrieberad in Gegenrichtung zu der einen Axialrichtung von den Kupplungsscheiben weg federbelastet ist.

5. Getriebe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung im zweiten Getrieberad durch ein Paar von in radialem Abstand liegenden, sich axial erstreckenden Schenkeln

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begrenzt ist, die konzentrisch zu der einen Ausgangswelle bzw. der Ritzelvelle liegen, daß zwischen dem Paar im radialen Abstand liegender und sich axial erstreckender Schenkel eine Einrichtung zur Beaufschlagung einer Kupplungsscheibe an einem axialen Ende des Kupplungsscheibenpaketes vorgesehen ist, daß eine Ausnehmung in einer Oberfläche des dritten Getrieberades gegenüber der Scheibe am anderen axialen Ende des Kupplungsscheibenpaketes vorgesehen ist, und daß in der Ausnehmung eine Einrichtung angeordnet ist, welche das dritte Getrieberad von dem Kupplungsscheibenpaket weg in Richtung auf den sich radial erstreckenden Flansch drückt.

6. Kupplung zwischen einem Hilfs-Ausgangswellenzapfen und einem schrägverzahnten Antriebsrad in einem Antriebsgetriebe, gekennzeichnet durch ein konzentrisch zum Hilfs-Antriebswellenzapfen angeordnetes Ringglied mit einer Schrägverzahnung, die mit dem Antriebsrad kämmt, wobei das Antriebsrad bei Drehmomentaufbringung infolge der Schrägung der Verzahnung das Ringglied in einer Axialrichtung zu bewegen sucht, durch eine Mehrzahl axial beweglicher und drehfest mit dem Ringglied verbundener Scheiben, durch eine Mehrzahl axial beweglicher und drehfest mit dem Ausgangswellenzapfen verbundener Abtriebsscheiben, die je zwischen einem Paar benachbarter, mit dem Ringglied drehfester Scheiben angeordnet sind, und durch eine Einrichtung zur federnden Belastung des Ringgliedes in Gegenrichtung zu der einen Axialrichtung.

7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfs-Ausgangswellenzapfen koaxial zu einer Hauptausgangswelle angeordnet und an seinem angetriebenem Ende einstückig mit einem sich radial erstreckenden Plansch und einem sich axial erstreckenden Hohlzylinder versehen ist, wobei ein Abschnitt des Hohlzylinders in radialem Abstand außerhalb der Welle angeordnet ist und das Ringglied gleitbeweglich auf einem Abschnitt der Außenoberfläche des Hohlzylinders sitzt.

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8. Kupplung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Ringglied drehfesten Scheiben keilwellenartig formschlüssig mit dem in radialem Abstand von der Welle liegenden Abschnitt des HohlZylinders verbunden sind, daß das Ringglied zwischen den Scheiben und dem sich radial erstreckenden Flansch angeordnet ist, und daß eine Mehrzahl von Federn zur Belastung des Ringgliedes in Richtung auf den Flansch vorgesehen ist.

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