DE3050374C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung für ein Differentialge­ triebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Viele mechanische Systeme müssen eine Kupplung enthalten, die eine ganz bestimmte Funktion hat. Beispielsweise gibt es Vorrichtungen, die mit einem Antriebselement und zwei angetriebenen Elementen ausgerüstet werden, welche durch das Antriebselement gedreht werden. Eine solche Vorrichtung kann eine Leistung auf die angetriebenen Elemente übertragen, und zwar in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung des Antriebsele­ ments. Dabei wirkt die Kupplung dann als Zweiwegkupplung. Ferner kann eine äußere Krafteinwirkung auf eines der ange­ triebenen Elemente als Zusatzleistung ausgeübt werden. Dieses Element kann dann von dem Antriebselement abgekuppelt werden, während das andere angetriebene Element angekuppelt bleibt, so daß das erstere angetriebene Element frei mit höherer Drehzahl als das andere gedreht werden kann.

Ein typisches Beispiel für das Erfordernis einer solchen Kupplung ist ein Drei- oder Vierradfahrzeug, das zwei angetriebene Räder hat. Bei einem solchen Fahrzeug ist eine Antriebswelle (d.h. das Antriebselement), die durch einen Antrieb gedreht wird, mit zwei Halbachsen (d.h. angetriebene Elemente) verbunden, die wiederum mit jeweils einem An­ triebsrad verbunden sind. Wenn die Antriebswelle vorwärts oder rückwärts gedreht wird, kann das Fahrzeug ent­ sprechend vorwärts oder rückwärts fahren oder durch Bremsen des Antriebs stillgesetzt werden. Wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, so kann sich die Halbachse auf der Außenseite der Kurve frei drehen, während die Verbindung zwischen der Antriebswelle und der Halbachse auf der Innenseite aufrechterhalten bleibt, so daß die Kurve gefahren werden kann. Ferner kann das Fahrzeug, auch wenn eines der An­ triebsräder auf glatter Straße fährt, einen solchen Bereich wieder verlassen, da die Antriebskraft auf das andere An­ triebsrad übertragen wird. Deshalb kann eine Kupplung der vorstehend beschriebenen Art im wesentlichen dieselbe Funktion erfüllen wie eine übliche Differentialsperre.

Bisherige Differentialsperren sind so kompliziert und groß aufgebaut, daß sie eine große Anzahl von Teilen einschließ­ lich kleinerer und größerer Zahnräder enthalten, die in einem Gehäuse untergebracht sind. Ferner ist eine Mehrschicht-Reibungskupplung vorgesehen, die verhindert, daß der größte Teil der Antriebsleistung von dem Antriebsrad verbraucht wird, das beispielsweise auf einem glatten Straßenabschnitt fährt. Ferner ist es unmöglich, eine vollständige Differentialsperrung zu verwirklichen, da die Reibungskupplung einen Eigenschlupf hat.

Aus den US-PS′en 32 83 611 und 28 65 228 sowie der DE-PS 4 68 108 sind Kupplungen der gattungsgemäßen Art in Form von Ausgleichsgetrieben bekannt, bei denen das ankommende Drehmoment über Paare von Rollen auf zwei angetriebene Elemente übertragen wird. Insbesondere die US-PS 32 83 611 zeigt dabei eine drehbare Anordnung des Antriebselements am Außenumfang der beiden angetriebenen Elemente sowie Vertie­ fungen am Innenumfang des Antriebselementes für die als Kupplungselemente dienenden Rollenpaare. Dabei wirken die Rollenpaare unmittelbar auf die Vertiefungen am Innenumfang des Antriebselementes. Dabei ist es - wenn überhaupt - nur bei einer Bearbeitung der Vertiefungen mit äußerster Präzision möglich, einen gleichmäßigen Beitrag der Rollen zur Drehmomentübertragung zu gewährleisten. Durch das unmittelbare Einwirken der Rollenpaare auf die Vertiefungen am Innenumfang des Antriebselementes führen auch Stöße auf das Antriebselement oder die angetriebenen Elemente - ins­ besondere bei hohen Drehzahlen - zu Geräuscherzeugung.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung der in Rede stehenden Art anzugeben, die bei kom­ paktem Aufbau und vergleichsweise geringem Fertigungsaufwand eine gleichmäßige Drehmomentübertragung und geräuscharmen Lauf gewährleistet.

Diese Aufgabe wird bei einer Kupplung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Kupplung wird bei kompaktem Aufbau eine gleichmäßige Drehmomentübertragung durch die Rollen­ paare dadurch erreicht, daß sich die Nockenelemente in Umfangsrichtung gegen die elastischen Elemente leicht ver­ schieben können. Weiterhin werden Stöße auf das Antriebs­ element oder die angetriebenen Elemente durch die elasti­ schen Elemente aufgefangen, wodurch sich eine Geräusch­ dämpfung ergibt.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteran­ sprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Kupplung für ein Differentialgetriebe; und

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kupplung.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Antriebselement 173 an seinem Innenumfang mit einer Mehrzahl von Aussparungen 173 a unter gleichen Winkelabständen ver­ sehen, die ein Nockenelement 183 aufnehmen, welches seiner­ seits eine Vertiefung 177 hat. Elastische Elemente 184 am Gummi sind in Drehrichtung des Antriebselements 173 vor und hinter dem jeweiligen Nockenelement 183 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel liegt ein jeweiliges Paar von Rollen 179 und 180 zuerst an einem schrägen Abschnitt der Vertiefung 177 bei anfänglicher Drehung des Antriebselements 173 an, wodurch das Nockenelement 183 das elastische Element 184 auf seiner einen Seite zusammendrückt und eine Phasen­ verschiebung relativ zum Antriebselement 173 erzeugt wird. Dabei kommen die Rollen 179 und 180 der anderen Rollenpaare nacheinander an die schrägen Abschnitte der Vertiefung 177, bis alle Rollen in ihre Sperrstellungen gebracht sind.

Bei dieser Konstruktion ist zwischen dem Boden der jeweili­ gen großen Aussparung 173 a und dem Nockenelement 183 ein Element aus einem Material mit geringem Reibungskoeffi­ zienten 185 vorgesehen, das zu einer ausreichend kleineren Reibung führt, als die zwischen der Vertiefung 177 und den Rollen 179, 180 sowie zwischen den Rollen 179, 180 und angetriebenen Achsen 171 und 172 herrscht. Das Nockenelement 183 kann dadurch glatt innerhalb der jeweiligen großen Vertiefung 173 a verschoben werden.

In Fig. 2 ist eine Möglichkeit für ein verschiebbares Nockenelement dargestellt, bei der ein Nockenelement 183′ aus zwei Hälften 183′-1 und 183′-2 besteht, die an der Vorder- bzw. Rückseite einer Aussparung 173′a über ein elastisches Element 184′ befestigt sind. In der Aussparung 173′a kann das Nockenelement 183′ verschoben werden, und dabei ist seine Unterseite weitgehend genau in tangentialer Richtung angeordnet, die unter einem Winkel R gegenüber der Drehrichtung eines Antriebselements 173′ liegt.

Claims (5)

1. Kupplung für ein Differentialgetriebe mit einem Antriebs­ element (173) und zwei angetriebenen Elementen (171, 172), bei der das Antriebselement (173) drehbar am Außen­ umfang der beiden angetriebenen Elemente (171, 172) ange­ ordnet ist und an seinem Innenumfang mit Vertiefungen (177) für als Kupplungselemente dienende Rollenpaare (179, 180) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Vertiefung (177) in einem Nockenelement (183) vorliegt, das in einer Aussparung (173 a) im Innenumfang des An­ triebselements (173) durch in Drehrichtung vor und hinter ihm angeordnete elastische Elemente (184) gehalten ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (179, 180) eines jeden Paars in einem in Reibungskon­ takt mit den beiden angetriebenen Elementen (171, 172) stehenden Halter so angeordnet sind, daß sie in Dreh­ richtung des Antriebselements (173) bewegbar sind, jedoch in dem Halter ihr Bewegungsbereich kleiner ist als der Bewegungshub der Rollen (179, 180) zwischen dem jeweili­ gen vorderen und hinteren Ende der Vertiefung (177).

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Boden einer jeden Aussparung (173 a) und jeweils einem Nockenelement (183) ein Element (185) aus einem Material mit geringem Reibungskoeffizienten angeordnet ist.

4. Kupplung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der jeweiligen Aussparung (173 a) zumindest annähernd in tangentialer Richtung an einem Kreisbogen liegt, der durch die Drehung des Antriebselements (173′) bestimmt ist.

5. Kupplung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenelemente in Achsrichtung hälftig geteilt sind.