DE3115035A1

DE3115035A1 - Selbstsperrendes ausgleichgetriebe, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3115035A1
Application number: DE19813115035
Authority: DE
Inventors: Leopold F. 7000 Stuttgart Schmid
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-04-14
Filing date: 1981-04-14
Publication date: 1982-10-28
Also published as: DE3115035C2; US4493227A

Description

Leopold F. Schmid
Leharstr. 8 /9.OG
7000 Stuttgart 1

Selbstsperrendes Ausgleichgetriebe,

insbesondere für Kraftfahrzeuge (Zusatz zur Patentanmeldung P 31 04 589.8)

Die Patentanmeldung P 31 04 589.8 betrifft ein selbstsperrendes Ausgleichgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem angetriebenen und im Achsgetriebegehäuse drehbar gelagerten Ausgleichgetriebegehäuse, innerhalb dem sich die beiden die Achswellen antreibenden Achswellenkegelräder befinden, die mit den Ausgleichrädern im Eingriff stehen, wobei zum Sperren des Ausgleichgetriebes eine ausserhalb des Ausgleichgetriebegehäuses angeordnete Sperrvorrichtung vorgesehen ist, welche aus zwei kraftschlüssig miteinander verbundenen aber gegeneinander verdrehbaren Kupplungshälften besteht, von denen eine mit dem Ausgleichgetriebegehäuse und eine mit einer der beiden Achswellen drehfest verbunden ist, wobei die beiden Kupplungshälften der Sperrvorrichtung als Schaufelräder ausgebildet sind, die zusammen einen ringförmigen Hohlraum bilden, innerhalb dem sich die Schaufeln befinden, und der zur Erzielung des für das Sperren des Ausgleichgetriebes erforderlichen Kraftschlusses mit einem Strömungsmedium gefüllt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Gegenstand der Hauptpatentanmeldung zu einer Hochleistungs— Ausführung weiterzuentwickeln, die den schwierigen und bis jetzt noch nicht beherrschten Anforderungen gewachsen ist, die im Fahrbetrieb von Omnibussen, Lastkraftwagen und geländegängigen Militärfahrzeugen bewältigt werden müssen.

Diese

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die drehfeste Verbindung des Schaufelrades mit einer der beiden Achswellen über Zahnräder erfolgt, die ein übersetzungsgetriebe bilden, welches die beim Befahren einer Kurve oder beim Durchrutschen eines Rades zustandekommende Differenzdrehzahl zwischen den beiden Achswellen erhöht, sodass das Schaufelrad mit einer höheren Drehzahl läuft als die antreibende Achswelle.

Hierbei ist der ringförmige Hohlraum, innerhalb dem sich die Schaufeln der beiden Schaufelräder befinden, und der zur Erzielung des für das Sperren des Ausgleichgetriebes erforderlichen Kraftschlusses mit einem Strömungsmedium gefüllt ist, über ein Ansaugventil mit einem Vorratsbehälter für das Strömungsmedium verbunden, und das Strömungsmedium ist identisch mit dem öl, das in das Achsgetriebegehäuse zur Schmierung des Ausgleichgetriebes eingefüllt ist.

In der Zeichnung ist eine von vielen möglichen Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt:

Fig.1 einen Längsschnitt durch ein selbstsperrendes Ausgleichgetriebe gemäss der Erfindung, bei dem die beiden Schaufelräder nach dem bekannten Prinzip einer Strömungsbremse gestaltet sind, und

Fig.2 einen Längsschnitt durch das Ansaugventil zur automatischen Kompensation der Leckverluste, durch das der Arbeitsraum der Strömungsbremse mit dem Vorratsraum für das Strömungsmedium verbunden ist, im Maßstab 2:1.

Das selbstsperrende Ausgleichgetriebe ist im Achsgetriebegehäuse 2 drehbar gelagert und wird über das mittels der Schrauben 15 befestigte Zahnrad 14 angetrieben. Sein Gehäuse 13 ist als Schaufelrad ausgebildet, dessen Schaufeln 9 sich zusammen mit den Schaufeln 8 des Schaufelrades 10 innerhalb eines von den beiden Schaufelrädern gebildeten ringförmigen Hohlraumes 25 befinden, der zur Erzielung des für das Sperren des Ausgleichgetriebes erforderlichen

forderlichen Kraftschlusses mit einem Strömungsmedium gefüllt ist. Dieses Strömungsmedium ist identisch mit dem öl 28, welches in das Achsgetriebegehäuse 2 zur Schmierung des Ausgleichgetriebes eingefüllt ist.

Wie aus der Strömungslehre bekannt, steigt das Bremsmoment einer Strömungsbremse direkt proportional mit dem Strömungswiderstand und der Grosse der Schaufeln an; direkt proportional wirkt sich auch die Dichte des Strömungsmediums aus. Da aber das Bremsmoment einer Strömungsbremse mit dem Quadrat der Differenzdrehzahl ansteigt, ist das Wesentliche der Erfindung in den Maßnahmen zu sehen, die zur Erhöhung der beim Befahren einer Kurve oder beim Durchrutschen eines Rades zustandekonunenden Differenzdrehzahl zwischen den beiden Achswellen 16 und 17 getroffen sind. Diese Erhöhung der Differenzdrehzahl wird durch die Zahnräder 4, 5, 6, 7 bewirkt, die ein übersetzungsgetriebe bilden, welches das Schaufelrad 10 schneller laufen lässt als die antreibende Achswelle 17.

Die Wirkungsweise dieses Übersetzungsgetriebes ist am leichtesten zu verstehen, wenn man sich vorstellt, dass das Ausgleichgetriebegehäuse 13 stillsteht, während sich die Achswelle 17 dreht; die Achswelle 17 ist über die Verzahnungen 1 und 3 drehfest mit dem Lagerring 18 verbunden, welcher das Zahnrad 4 bildet. In diesem Falle dreht sich das Schaufelrad 10 etwa 3,5 mal schneller als die Achswelle 17, und die Differenzdrehzahl gegenüber dem stillstehenden Ausgleichgetriebegehäuse 13 ist entsprechend der Drehzahl der Achswelle 17 noch höher. Nachdem aber das Bremsmoment mit dem Quadrat der Differenzdrehzahl ansteigt, kommt durch das erfindungsgemässe übersetzungsgetriebe eine Erhöhung des Bremsmomentes um das Zwölffache zustande.

Der Anstieg des Bremsmomentes mit dem Quadrat der Differenzdrehzahl wirkt sich auch vorteilhaft auf den Verlauf der Kennlinie des Sperrmomentes eines selbstsperrenden Ausgleichgetriebes gemäss der Erfindung aus. Im Gegensatz zu den heutigen Ausführungsformen,

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deren Reibelemente beim Ansteigen der Differenzdrehzahl eher mit einem leichten Nachlassen des Reibungswiderstandes reagieren, ergibt sich bei Verwendung einer Strömungsbremse ein stark progressiv ansteigender Verlauf der Sperrkennlinie, der funktionsrichtiger ist. Die Fahrsicherheit von Omnibussen und Lastkraftwagen auf winterlich glatten Straßen und von Militärfahrzeugen in schlammigem Gelände wird wesentlich erhöht, weil das Durchrutschen eines Rades schnell und weich abgefangen wird. Mit dieser Fähigkeit, einen hohen Sperrwert mit einem idealen Verlauf der Sperrkennlinie zu verbinden, könnte auch eine bekannte bei Personenkraftwagen auftretende Schwierigkeit überwunden werden, die darin besteht, dass die Hersteller von Fahrzeugen der höheren Preisklasse den tatsächlich erforderlichen Sperrwert von 40% aus Gründen des Fahrkomforts ablehnen und nur den wirkungslosen Sperrwert von 25% zulassen.

Um eine automatische Kompensation der unvermeidlichen Leckverluste an den Abdichtungen 26 und 27 zu erreichen, ist das Ansaugventil 21 vorgesehen, welches den Arbeitsraum 25 mit dem Vorratsbehälter 20 verbindet, und das in Fig.2 in geschlossenem Zustand dargestellt ist. Der bei einer Differenzdrehzahl zwischen den beiden Achswellen 16 und 17 immer vorhandene überdruck im Arbeitsraum 25 schliesst das Ansaugventil durch Andrücken der Kugel 23 an den Kegel 24. Da aber dieser überdruck im Arbeitsraum 25 bei Geradeausfahrt des Fahrzeuges aufhört, und da Leckverluste dann sogar ein Vakuum erzeugen, wird das Ansaugventil durch den Öldruck im Vorratsbehälter 20, der infolge der Fliehkraft mit dem Quadrat der Drehzahl ansteigt, geöffnet, und es kommt im Verlauf einer Geradeausfahrt immer zu einem automatischen Ausgleich der Leckverluste. Der Vorratsbehälter 20 wird über die schräg verlaufenden Schöpfbohrungen 19 gefüllt.

Die Achswellen 16 und 17, die zum Antrieb der Räder des Kraftfahrzeuges dienen, werden von den Achswellenkegelrädern 12 angetrieben, die mit den Ausgleichkegelrädern 11 im Eingriff stehen.

Patentansprüche:

Claims

Leopold F. Schmid
Leharstr. 8 /9.OG
Stuttgart 1

Selbstsperrendes Ausgleichgetriebe,

insbesondere für Kraftfahrzeuge (Zusatz zur Patentanmeldung P 31 04 589.8)

Patentansprüche;

.) Selbstsperrendes Ausgleichgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem angetriebenen und im Achsgetriebegehäuse drehbar gelagerten Ausgleichgetriebegehäuse, innerhalb dem sich die beiden die Achswellen antreibenden Achswellenkegelräder befinden, die mit den Ausgleichrädern im Eingriff stehen, wobei zum Sperren des Ausgleichgetriebes eine ausserhalb des Ausgleichgetriebegehäuses angeordnete Sperrvorrichtung vorgesehen ist, welche aus zwei kraftschlüssig miteinander verbundenen aber gegeneinander verdrehbaren Kupplungshälften besteht, von denen eine mit dem Ausgleichgetriebegehäuse und eine mit einer der beiden Achswellen drehfest verbunden ist, wobei die beiden Kupplungshälften der Sperrvorrichtung als Schaufelräder ausgebildet sind, die zusammen einen ringförmigen Hohlraum bilden, innerhalb dem sich die Schaufeln befinden, und der zur Erzielung des für das Sperren des Ausgleichgetriebes erforderlichen Kraftschlusses mit einem Strömungsmedium gefüllt ist, nach Patentanmeldung P 31 04 589.8, dadurch gekennzeichnet, dass die drehfeste Verbindung des Schaufelrades (10) mit einer der beiden Achswellen (17) über Zahnräder (4, 5, 6, 7) erfolgt.

2. Selbst

2. Selbstsperrendes Ausgleichgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (4, 5, 6, 7) ein Obersetzungsgetriebe bilden, welches die beim Befahren einer Kurve oder beim Durchrutschen eines Rades zustandekommende Differenzdrehzahl zwischen den beiden Achswellen (16, 17) erhöht, sodass das Schaufelrad (10) mit einer höheren Drehzahl läuft als die antreibende Achswelle (17).

Selbstsperrendes Ausgleichgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Hohlraum (25) , innerhalb dem sich die Schaufeln (8, 9) befinden, und der zur Erzielung des für das Sperren des Ausgleichgetriebes erforderlichen Kraftschlusses mit einem Strömungsmedium gefüllt ist, über ein Ansaugventil (21) mit einem Vorratsbehälter (20) für das Strömungsmedium verbunden ist.

4. Selbstsperrendes Ausgleichgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Hohlraum (25) und der Vorratsbehälter (20) rait einem Strömungsmedium gefüllt sind, welches identisch ist mit dem öl (28), das in das Achsgetriebegehäuse (2) zur Schmierung des Ausgleichgetriebes eingefüllt ist.