DE3214488A1

DE3214488A1 - Selbstbegrenzendes differantialgetriebe

Info

Publication number: DE3214488A1
Application number: DE19823214488
Authority: DE
Inventors: Dieter 2000 Hamburg Heesch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-04-20
Filing date: 1982-04-20
Publication date: 1983-03-31

Description

Selbstbegrenzendes Differentialgetriebe
Die Erfindung betrifft ein Ausgleichgetriebe mit automatischer, reibungsfreier Drehzahldifferenzbegrenzung der Treibräder, insbesondere für Kfz.
Das Getriebe soll einen problemlosen Fahrbetrieb, sowohl auf Straßen, als auch unter schwierigsten Geländebedingungen, ermöglichen.
Bei Ausgleichgetrieben mit geringer innerer Reibung 9 ohne Sperre, kann das volle Drehmoment des Antriebs nicht auf die Fahrbahn übertragen werden, wenn der Reibungsfaktor zwischen einem Rad und der Fahrbahn kleiner ist als der des anderen Rades. Ist der Reibungsfaktor eines Rades annähernd Null, wird die gesamte Antriebskraft auf das schleudernde Rad übertragen, ein Antrieb des Fahrzeugs ist nicht möglich.
Ausgleichgetriebe mit Sperre von Hand werden durch eie Klauenkupplung blockiert. In diesem Zustand sind Triebwerksschäden nicht auszuschlieben, wenn sich das Fahrzeug auf griffiger Fahrbahn befindet. Der Reifenverschleiß ist beträchtlich und ein erschwertes Lenken mit erhöhter Unfallgefahr die Folge. Ferner ist Csr größere Bedienungsaufwand zu bemängeln.
Beim Ausgleichgetriebe mit großer innerer Reibung erzeugen Spreizkräfte zwischen liamellenbremsen ein lastabhängiges Sperrmoment und zwar um so stärker j größer das Antriebsmoment ist. Je nach Einstellung dieser Getriebe kann der Sperrwert entweder zu klein sein (geringe innere Reibung) oder sich bei großem Antriebsmoment der Vollsperrung nähren. Hierbei sind Nachteile wie bei nicht gelöster Handsperre möglich. Außerdem ist ein ständiger Verschleiß der Lamellen auch bei "normaler" Fahrt festzustellen Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, alle diese Mängel auszuschließen, ohne daß ein erhöhter Kraftstoffverbrauch zu erwarten ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Ausgleichgetriebe mit geringer innerer Reibung über seine Abtriebswellen durch ungleiche Zahnräder mit einer Begrenzungseinheit verbunden wird, deren Wirkungsweise im wesentlichen auf der Funktion von selbstumsteuernden Freiläufen beruht.
Bei dieser Konstruktion ist eine unabhängige Drehzahl beider Abtriebswellen bis zu einer vorgegebenen Toleranzgrenze gewährleistet. Wird diese überschritten, tritt automatisch die Drehzahldifferenzbegrenzung in Kraft. Stets wird das gesamte Drehmoment des Antriebs auf die Pahrbahn übertragen. Bei Umkehrung des Kraftflusses bleibt die formschlüssige Verbindung erhalten (Motorbremse). Alle Funktionen sind automatisch bei Vorwärts- und Rückwärtsfahrt wirksam.
Funktionsweise 1. Widerstand beider Abtriebswellen ist annähernd gleich, unabhängige Drehzahl in Grenzen erwünscht (Kurvenfahrt).
Vom Ritzel(1) wird die Antriebskraft über das Tellerrad(2), die Hauptwelle(3) und das Stirnrad(4), die alle fest miteinander verbunden sind, auf das Stirnrad(5) übertragen. Von hier aus wird die Kraft über den Korb(10) und die Ausgleichkegelräder(11) gleichmäßig auf beide Abtriebswellen(12,13) verteilt. (Abb.1) Diese treiben zusätzlich die Begrenzungsräder(7,9,6,8) an, welche die Drehbewegung über die Klauen(14,15) der offenen Klauenkupplungen auf die Freileufverzahnungen(16) übertragen. Da diese sich durch die Ubersetzungsverhältnisse der Begrenzungsräder(7,6), bzw. (9,8) und der Stirnräder(4,5), schneller als die Sperrklinken(17) bewegen, ist die Verbindung zur Hauptwelle(3) unterbrochen.
(Abb.3) 2. Abtriebswelle(12) ohne Widerstand (Rad schleudert) Der Kraftfluß Ritzel(1) - Abtriebswelle(12) erfolgt wie unter Nr. 1 beschrieben. Ebenso die zusätzliche Übertragung der Drehoewegung von der Abtriebswelle(12) zum Freilauf auf dem Tellerrad(2). Auch hier ist die Verbindung zur Hauptwelle(3) unterbrochen.
Die Abtriebswelle(13) kann jetzt nicht mehr vom Ausgleichgetriebe angetrieben werden. Die Drehbewegung der Freilaufverzahnung neigt zum Stillstand.
Der Kraftfluß für die Abtriebswelle(13) erfolgt jetzt von der Hauptwelle(3) zum Stirnrad(4) über die Bolzen(18) zu den Sperrklinken(17). Diese drücken in die Freilaufverzahnung(16) und treiben über die offene Klauenkupplung(14,15) die Begrenzungsräder(d) und (9) an, durch deren IJntersetzungEverhältnis die Abtriebswelle(13) mit geringerer Drehzahl als das Tellerrad(2) angetrieben wird. Die Mindestdrehzahl ist somit, bei gegebener Drehzahl des Tellerrades, begrenzt.
Durch die bekannte Wirkungsweise des Ausgleichgetriebes ist die Höchstdrehzahl der Abtriebswelle(12) ebenfalls begrenzt.
Somit ist die max. Drehzahldifferenz beider Abtriebswellen durch die Übersetzungsverhältnisse im "Selbstbegrenzenden Differentialgetriebe" festgelegt.
3. Abtriebswelle(13) ohne Widerstand.
Hierbei ist die Funktion sinngemä Nr.2.
4. Umsteuerung (Drehrichtungsänderung).
Besondere Bestandteile dieser Erfindung sind die automatisch umsteuernden Freiläufe, durch welche eine problemlose Änderung der Drehrichtung des "Selbstbegrenzenden Differentialgetriebes" möglich ist Beschreibung des Preilaufs in Abb. 2, 3 und 4.
Die Sperrklinken(17) sind über die Bolzen(18) mit den Zahnsegmenten(19) verbunden, welche in die Synchronverzahnung(20) des Hemmrings(21) greifen. Dieser wird durch seine unter Federdruck(22) stehenden Kugeln (23) leicht gegen das Hemmringiager(24) gebremst. C,as Hemmringlager ist fest mit dem Hauptlager (25) verbunden, welches mit seinem Fuß (26) am Getriebegehäuse (27) befestigt ist.
Dreht sich der Freilaufträger (Stirnrad(4)), so werden die Sperrklinken(17) durch die Bremswirkung des Hemmrings(21) in dieselbe Drehrichtung bewegt, bis sie ihre Sollstellung (Abb.3) erreicht haben. Bei größer werdenden Drehzahlen verlieren die Kugeln(23) ihre Bremswirkung durch Fliehkraft. Jetzt werden die Sperrklinken(17) selbst durch Fliehkräfte und durch hydraulische Kräfte (Getriebeöl) an der Synchronverzahnung(20), in Sollstellung gehalten.
Beim Umsteuern in eine andere Drehrichtung muß verhindert werden, daß sich die schneller drehende Freilaufverzahnung(16) mit den sich langsamer bewegenden Sperrklinken (17) beklemmt.
Hierfür ist die offene Klauenkupplung vorgesehen, deren innere Klauen (15) mit der Freilaufverz&hnung(16) eine Einheit bilden und deren äußere Klauen(14) fest mit dem Begrenzungsrad(8) verbunden sind. Die Klauen(14,15) können sich ca. 600 gegeneinander verdrehen (Abb.3).
Somit kann bei Drehrichtungsänderung der Freilaufträger (Stirnrad(4)) der Freilaufverzahnung(16) stets vorauseilen, so daß sich die Sperrklinken frei lösen können, um in ihre neue Sollstellung zu schwenken.
Beide Freiläufe und Klauenkupplungen bilden die "Begrenzungseinheit".

Claims

Patentansprüche 1. Selbstbegrenzendes Differentialgetriebe als Treibradausgleich- oder Achsverteilergetriebe für rad- oder gleiskettengetriebene Fahrzeuge sowie Industriem&schinen und Anlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswellen eines Ausgleichgetriebes durch Zahnräder mit einer Begrenzungseinheit verbunden werden.
2. Selbstbegrenzendes Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungseinheit mit selbstumsteuernden Freiläufen ausgerüstet ist, die sich automatisch jeder Drehrichtungsänderung anpassen.