DE3513888A1 - Kraftuebertragungssystem fuer ein fahrzeug - Google Patents
Kraftuebertragungssystem fuer ein fahrzeugInfo
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Description
Dipl.-lng. Otto I liigcl. Dipl.-Ing. Manfred Siiiior. Patentanwälte, Cosimastr. 81. D-8 München 81
Für die vorliegende Anmeldung wird die Priorität der japanischen Patentanmeldungen 59-77677 und 59-77678
vom 18.. April 1984 in Anspruch genommen.
Die Erfindung betrifft ein Kraftübertragungssystem
für Fahrzeuge mit Allradantrieb, wie beispielsweise Baufahrzeuge, Radlader, fahrbare Kräne und Geländefahrzeuge
bzw. Jeeps.
Manche Fahrzeuge dieser Art sind in der Regel mit einem Zwischengetriebe für den Ausgleich der Übersetzungsverhältnisse
des Hauptgetriebes und mit einem Wählmechanismus für die wahlweise Einstellung auf
Zweiradantrieb oder Vierradantrieb ausgestattet. Darüberhinaus ist ein Differential bzw. Ausgleichsmechanismus
für die Verteilung der Kraft auf die Vorder- und Hinterradachse vorgesehen. Bei Fahrt über
unebenes Gelände kann das Fahrzeug mit Vierradantrieb betrieben werden, wobei das Zwischengetriebe auf ein
niedriges Übersetzungsverhältnis eingestellt ist. Sofern die Fahrbahnverhältnisse im hohen Übersetzungsbereich Reifenschlupf befürchten lassen, wird das
Differential in Sperrstellung (Außerbetriebsstellung) gebracht. Ist dagegen kein Reifenschlupf zu befürchten,
wird das Differential in Betriebsstellung gebracht. Im hohen Übersetzungsbereich kann das Fahrzeug
mit Zweiradantrieb betrieben werden, um damit einen geringeren Kraftstoffverbrauch zu erreichen.
Solchermaßen ausgebildete Fahrzeuge bieten den Vorteil, daß die Antriebsart wahlweise den Fahrbedingungen
angepaßt werden kann.
Dipl.-Ing. Olio Flügel, Dipi.-lng. Manfred Säger, l'iilentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81
Da die verschiedenen Mechanismen bei dieser herkömmlichen Ausbildung jedoch unabhängig voneinander angeordnet
sind, ist die gesamte Konstruktion entsprechend kompliziert, platzfordernd und teuer. Hinzukommt
die ebenfalls komplizierte Ausbildung des notwendigen Betätigungsmechanismus, die eine manuelle
Betätigung entsprechend schwierig gestaltet.
Damit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kraftübertragungssystem der vorgenannten Art einfacher
und weniger teuer auszubilden, dahingehend, daß ein Ausgleichsmechanismus zugleich auch als Getriebemechanismus
verwendet werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem Kraftübertragungssystem
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
Dazu weist ein erfindungsgemäßes Kraftübertragungssystem folgende Teile und Elemente auf: ein Kraftaufnahmeteil;
einen Zwischengetriebemechanismus mit einem an dem Kraftaufnahmeteil gehaltenen Zwischen-Eingangsgetrieberad
und einem mit dem Zwischen-Eingangsgetrieberad kämmenden Zwischen-Ausgangsgetrieberad;
ein erstes Getrieberad, das ein erstes Ausgangsteil bildet und mit dem Zwischen-Eingangsgetriebrad kämmt;
eine erste Welle, die mit ersten Getrieberad verbunden ist; ein zweites Ausgangsteil, welches für die
Verbindung mit dem Zwischen-Ausgangsgetrieberad ausgelegt ist; eine zweite Welle, die mit dem zweiten
Ausgangsteil verbunden ist; ein erstes Hilfsausgangsteil,
das mit der ersten Welle verbunden ist; eine Klauenkupplung, die zwischen dem Zwischen-Ausgangsgetrieberad,
dem ersten Hilfsausgangsteil und dem zweiten Ausgangsteil angeordnet und schaltbar ist
Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Siiger, Patentanwälte. Cosimaslr. SI. D-8 München 81
zwischen einer Differential-Betriebsstellung, in welcher
das Zwischen-Ausgangsgetrieberad nur mit dem zweiten Ausgangsteil verbunden ist, und einer Differential-Außerbetriebsstellung,
in welcher das Zwischen-Ausgangsgetrieberad sowohl mit dem ersten Hilfsausgangsteil
als auch dem zweiten Ausgangsteil verbunden ist; einen Sperrgetriebemechanismus, der mit dem
Zwischengetriebemechanismus verbunden ist, und einen Sperr- bzw. Verriegelungsmechanismus, der den Sperrgetriebemechanismus
eingriffslos mit einem ortsfesten Teil verbindet.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Es folgt die Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.
Es zeigt:
Figur 1 eine fragmentarische Schnittansicht eines Kraftübertragungssystems nach einer ersten
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
eine fragmentarische Schnittansicht des erfindungsgemäßen Kraftubertragungssystems
nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform;
Figur 3 eine fragmentarische Schnittansicht des erfindungsgemäßen Kraftübertragungssystems
nach einer dritten bevorzugten Ausführungsform;
Dipl.-Iim. Otlo I iimel, Dipl.-Inn. Manfred Sager. Patentanwälte, Cosimastr, 81, D-8 München Xl
Figur 4 eine fragmentarische Schnittansicht des erfindungsgemäßen Kraftübertragungssystems
nach einer vierten bevorzugten Ausführungsform.
In Figur 1 ist eine Gehäusekonstruktion gebildet aus einem Gehäuse 1 und Abdeckungen 2 und 3, die jeweils
an das vordere und rückseitige Ende des Gehäuses 1 geschraubt sind. Wellen 5 und 6, die sich in Längsrichtung
des Fahrzeugs erstrecken und zum Antrieb der (nicht dargestellten) Vorder- und Hinterräder dienen,
sind in der Gehäusekonstruktion koaxial angeordnet. Die vordere Antriebswelle 5 (erste Welle) erstreckt
sich von der Innenseite der Abdeckung 3 nach vorne, und zwar knapp über die vordere Abdeckung 2 hinaus. Ein
vorderer Abschnitt der Welle 5 ist über ein Lager 7 durch eine Nabe gehalten, die an der vorderen Endwand
der Abdeckung 2 ausgebildet ist. Das vordere Ende der Welle 5 ist über ein dort befestigtes Getriebeglied 8 mit einem
(nicht dargestellten) Vorderradantriebsmechanismus verbunden. Die Hinterradantriebswelle 6 (zweite Welle)
erstreckt sich von der Innenseite der Abdeckung 3 nach hinten, und zwar knapp über die Abdeckung 3 hinaus.
Der hintere Abschnitt der Welle 6 ist über ein Lager 9 durch eine Nabe gehalten, die an der hinteren Endwand
der Abdeckung 3 ausgebildet ist. Das hintere Ende der Welle 6 ist über ein dort befestigtes Getriebeglied 10 mit
einem (nicht dargestellten) Hinterradantriebsmechanismus verbunden. Die Welle 6 weist an ihrem vorderen Ende
einen Abschnitt 11 mit kleinem Durchmesser auf, dessen äußere Peripherie über eine Lagerbüchse 12
drehbar an der inneren Peripherie einer im rückseitigen Ende der Welle 5 ausgebildeten Öffnung gelagert
ist.
Dipl.-Imr. Otto Flügel. Dipl.-Ing. Manfred Siieer, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81
— ft —
In dem Gehäuse 1 ist rund um die Welle 5 ein Planetenrädermechanismus
15 angeordnet. Ein ringförmiger Träger 16 des Planetenrädermechanismus 15 weist an seiner
äußeren Peripherie ein Getrieberad 17 (Eingangsteil) auf, das mit einem nicht dargestellten Ausgangsrad eines
Getriebes kämmt. Der Träger 16 ist an seinem inneren Umfangsbereich mit einer nach vorne abführenden
zylinderförmigen Nabe 18 versehen, deren äußere Peripherie über ein Lager 14 durch eine ringförmige Nabe
am frontseitigen Ende des Gehäuses 1 gehalten ist. Eine Vielzahl von Zapfen bzw. Bolzen 19 die nach hinten
abführen, ist an in Umfangsrichtung beabstandeten Abschnitten des Trägers 16 befestigt. Planetenräder 20
(Zwischen-Eingangsgetrieberäder) sind über Lagerbüchsen 21 jeweils durch die Zapfen bzw. Bolzen 19 gehalten.
Ein mit den Getrieberädern 20 kämmendes Sonnenrad 23 (erstes Getrieberad; erstes Ausgangsteil) ist
auf die äußere Peripherie der Welle 5 aufgekeilt. Ein mit den Getrieberädern 20 kämmender innerer Zahnkranz
25 (Zwischen-Ausgangsgetrieberad) weist einen damit einstückig ausgebildeten, radial inneren ringförmigen
Bereich 26 auf, der an die Abdeckung 3 angrenzt. Ein zylinderförmiger Abschnitt 27 ist von der inneren Peripherie
des ringförmigen Bereichs 26 in die Abdeckung 3 vorspringend ausgebildet. Die äußere Peripherie des
Abschnitts 27 ist über ein Lager 28 durch eine an der inneren Peripherie vorgesehene Nabe an dem frontseitigen
Ende der Abdeckung 3 gehalten.
In der Nähe des rückseitigen Endes des zylinderförmigen
Abschnitts 27 ist eine Klauenkupplung 30 angeordnet, die ein Eingangsteil 31 und ein Paar Ausgangsteile
32 und 33 aufweist, die ringförmig oder zylinderförmig ausgebildet und Lagerbüchsen zwischen sich
aufnehmend ' axial fluchtend angeordnet sind.
Dipl.-lnc. OtIo Hügel, Dipl.-Iim. Manfred Super. Patentanwälte. Cosimastr. HI. I)-S Mimehen 81
Das Eingangsteil 31 ist auf die äußere Peripherie des rückseitigen Endes des zylinderförmigen Abschnitts 27
aufgekeilt und dort festgelegt, während das Ausgangsteil 32 (erstes Zwischenteil bzw. Hilfsteil) eine nach
vorne abführende zylinderförmige Nabe 35 aufweist, die auf die äußere Peripherie des rückseitigen Endes der
Welle 5 aufgekeilt und dort festgelegt ist. Das Ausgangsteil 33 (zweites Ausgangsteil) weist eine nach
hinten abführende zylinderförmige Nabe 36 auf, die auf
äußere Peripherie des vorderen Endes der Welle 6 aufgekeilt und dort festgelegt ist.
Das Eingangsteil 31 und die Ausgangsteile 32,33 sind an deren äußerer Peripherie ebenfalls mit Keil- bzw.
Kerbverzahnungen Sl, S2 bzw. S3 versehen. Rund um diese Kerbverzahnungen ist ein zylinderförmiges Anschlußbzw.
Verbindungsteil 37 mit Innenverzahnung angeordnet. Dabei ist die Verzahnung des Verbindungsteils 37
derart ausgebildet, daß sie je nach Axiallage des Verbindungsteils 37 wahlweise mit den Verzahnungen Sl,
S2 und S3 kämmbar ist. An der äußeren Peripherie des Verbindungsteils 37 ist eine Ringnut 38 für den Eingriff
einer Schaltgabel 40 ausgebildet. Die Gabel 40 ist parallel zur Welle 6 an dem vorderen Ende einer
Schaltstange 41 befestigt, die mit ihrem mittleren Abschnitt verschieblich in einer Öffnung in der Abdekkung
3 gehalten ist. Das hintere Ende der Stange 41, das über die Abdeckung 3 hinausragt, ist über einen
nicht gezeigten Anlenkmechanismus oder dergleichen mit einem Betätigungshebel 42 verbunden, der wahlweise in
jede der Schaltstellungen A, B, C und D gebracht werden kann.
Dipl.-Ing. Otto Flügel. Dipl.-Ing. Manfred S;igor. Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81
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Das Verbindungsteil 37 weist an der äußeren Peripherie seines vorderen Endes eine äußere Keil- bzw. Kerbverzahnung
100 auf. In der Nähe des Lagers 28 ist ein ringförmiges Element 101 an der Innenfläche der Abdeckung
3 befestigt. Eine mit der Keil- bzw. Kerbverzahnung 100 kämmbare Keil- bzw. Kerbverzahnung 102 ist
an der inneren Peripherie des Elements 101 ausgebildet.
Die Betriebsweise des erfindungsgemäßen Kraftübertragungssystems
nach vorstehend beschriebener Ausführungsform ist wie folgt: Die Motorkraft wird über ein
nicht dargestelltes Hauptgetriebe auf den Träger 16 übertragen, wodurch die Getrieberäder 20 zusammen mit
dem Träger 16 stets um die Welle 5 gedreht werden. Die oben beschriebene Ausbildung des erfindungsgemäßen
Kraftübertragungssystems ermöglicht die Einstellung verschiedener Antriebsbedingungen:
(1) Niedrige Geschwindigkeit; Allradantrieb; Differential in Betriebsstellung; Hebelposition C:
Unter diesen Voraussetzungen wird das Eingangsteil 31 durch das Verbindungsteil 37 - wie dargestellt - nur
mit dem Ausgangsteil 33 verbunden, so daß das Getrieberad 25 ebenfalls nur mit der Welle 6 verbunden ist.
Wenn das Fahrzeug geradeaus bewegt wird und die Vorder- und Hinterräder gleiche Drehgeschwindigkeit aufweisen,
so werden das Vorderrad-Antriebsgetrieberad 23, das Hinterrad-Antriebsgetrieberad 25 und der Träger
16 als eine Einheit gedreht. Wenn eine Lenkbewegung ausgeführt wird und die Vorder- und Hinterräder
sich mit unterschiedlicher Geschwindigkeit zu drehen beginnen, so beginnen das Vorderrad-Antriebsgetriebe-
Dipl.-Ing. Otto Hügel, Dipl.-Ing. Manfred Sauer, Patentanwälte, Cosimastr. 81.D-8 München 81
rad 23 und das Hinterrad-Antriebsgetrieberad 25, die mit den Planetenrädern 2 0 an dem Träger 16 kämmen,
sich mit geeigneter unterschiedlicher Geschwindigkeit zu drehen, was bedeutet, daß der Differentialgetriebemechanismus
15 seine Ausgleichsfunktion ausübt.
(2) Niedrige Geschwindigkeit; Allradantrieb; Differential in Außerbetriebsstellung (gesperrt); Hebelstellung
D.Unter diesen Voraussetzungen wird das Verbindungsteil 37 derart bewegt, daß eine Verbindung des Eingangsteils 31 mit beiden Ausgangsteilen 32 und 33 erfolgt,
wodurch die Wellen 5 und 6 miteinander verbunden werden und das Getrieberad 2 5 mit den Wellen 5 und 6 verbunden
wird. Dadurch kreisen die Getrieberäder 20 zusammen mit dem Träger 16, jedoch ohne Drehung um die
Bolzen 19, und die von dem Träger 16 über die Zapfen bzw. Bolzen 19 auf die Getrieberäder 20 übertragene
Drehkraft wird über die Getrieberäder 23 und 25 auf die Wellen 5 und 6 übertragen.
(3) Hohe Geschwindigkeit; Zweiradantrieb; Hebelstellung A:
Unter diesen Voraussetzungen kämmt die Verzahnung 100 mit der Verzahnung 102. Die Innenverzahnung des Verbindungsteils
37 kämmt lediglich mit der Verzahnung Sl des Eingangsteils 31, so daß das stationäre Teil
101 die Drehung des Getrieberads 25 durch das Verbindungsteil 37 und das Eingangsteil 31 verhindert. Dadurch
kreisen die mit dem Getrieberad 2 5 kämmenden Getrieberäder 2 0 zusammen mit dem Träger 16 und drehen
sich um die Zapfen bzw. Bolzen 19. Folglich wird das
Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ιηΐί. Manfred Siigcr, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81
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Getrieberad 23 durch die Getrieberäder 20 mit höherer Geschwindigkeit als im Allradantrieb angetrieben, und
die Welle 5 erreicht eine höhere Drehgeschwindigkeit. Es findet keine Kraftübertragung auf die Welle 6
statt.
(4) Leerlaufbereich; Hebelstellung B:
Unter diesen Voraussetzungen ist die Verzahnung 100 außer Eingriff mit der Verzahnung 102. Die Innenverzahnung
des Verbindungsteils 37 kämmt lediglich mit der Verzahnung S2 des Ausgangsteils 32. Deshalb ist
das Getrieberad 25 in bezug auf die Getrieberäder 20 frei drehbar und ein Antrieb der Getrieberäder 23 und
25 durch die Getrieberäder 20 nicht möglich.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Klauenkupplung 30 erfindungsgemäß mit dem Differential bzw. Ausgleichsmechanismus verbunden, der zum Beispiel durch den Planetenrädermechanismus
15 gebildet wird, und die Kupplung 30 ist für die Steuerung der Eingriffsbedingungen
des Getrieberads 25 ausgelegt, so daß der Differentialgetriebemechanismus zudem als Geschwindigkeitswechselmechanismus
verwendet werden kann. Damit wird die Gesamtkonstruktion entsprechend vereinfacht, erhält
kleinere Abmessungen und ist preisgünstiger herstellbar. Darüberhinaus ist auch der Betätigungsmechanismus
(Hebel 42) einfach ausgebildet und kann ohne Schwierigkeiten manuell bedient werden.
Da die Kupplung 30 in der dargestellten Ausführungsform insbesondere zur Herstellung des Zweiradantriebszustandes
und des Neutral- bzw. Leerlaufzustandes genutzt werden kann, läßt sich das erfindungsgemäße
Kraftübertragungssystem, das die Wahl verschiedener
Dipl.-Ing. Otto Hügel. Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, I)-8 München 81
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Antriebsarten und -bedingungen erlaubt, verhältnismässig einfach ausbilden.
Die vorliegende Erfindung erlaubt folgende Abwandlungen:
In den Figuren 2, 3 und 4, die jeweils verschiedene Ausführungsformen der Erfindung zeigen, sind Teile,
die identisch sind mit jenen der Ausführungsform gemäß
Figur 1, mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet, und nachstehend werden nur jene Teile und Funktionen
beschrieben, die von der Ausführungsform gemäß Figur 1 abweichen.
In der Ausführungsform gemäß Figur 2 wird ein Differential
bzw. Ausgleichsmechanismus 110 verwendet, der Kegelräder (116, 117 und 118) aufweist. Ein Gehäuse
111 des Differentials bzw. Ausgleichsmechanismus 110 weist an beiden Enden zylinderförmige Vorsprünge bzw.
Naben auf, die über Lager 112 und 113 durch die Abdeckungen 2 und 3 gehalten sind. Das Eingangsgetrieberad
17 ist an dem Gehäuse 111 befestigt. Speichen bzw. speichenartige Stangen 115, die in Richtung auf die
Welle 5 abführen, sind an in Umfangsrichtungen beabstandeten Abschnitten des Gehäuses 111 befestigt. An
den Speichen 115 sind Antriebsritzel 116 gehalten, die mit Nebenrädern 117 und 118 kämmen, die beidseitig der
Antriebsritzel 116 angeordnet sind. Das Getrieberad 117 ist mit seiner inneren Peripherie auf die Welle
5 aufgekeilt und dort festgelegt. Das Getrieberad 118 weist eine zylinderförmige Nabe 27 auf, die - ähnlich
wie in Figur 1 - mit der Klauenkupplung 30 verbunden ist. Die Getrieberäder 117 und 118 sind über Lagerbüchsen
durch das Gehäuse 111 gestützt.
Dipl.-Iim. Otto Hügel, Dipl.-Ing. Manfred Siiner, Patentanwälte, Cosiniastr. 81, D-8 München Si
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Bei dieser Ausführungsform übernimmt das Gehäuse 111
eine ähnliche Funktion wie der Träger 16 in Figur 1. Die Getrieberäder 116, 117 und 118 arbeiten ähnlich
wie die Getrieberäder 20, 23 und 25 in Figur 1, so daß diese Ausführungsform hinsichtlich Wirkung und Funktion
mit jener gemäß Figur 1 vergleichbar ist.
Bei beiden Ausführungsformen wird die Klauenkupplung
30 durch nur einen Hebel betätigt. Ebenso können zwei Hebel für die Betätigung der Kupplung 30 vorgesehen
sein.
Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform entfällt
der Sperr- bzw. Verriegelungsmechanismus (100, 101 und 102) von Figur 1. Folgende Mechanismen kommen
jedoch hinzu.
Die Getrieberäder 20 weisen jeweils damit einstückige Getrieberäder 45 (Sperr- bzw. Verrriegelungseingangsräder)
großen Durchmessers auf. Jedes Getrieberad 4 5 befindet sich jeweils zwischen dem Getrieberad 20 und
dem Träger 16 und ist an seiner inneren Peripherie über die Lagerbüchse durch einen Zapfen bzw. Bolzen
19 gehalten. Die Getrieberäder 45 kämmen mit einem Getrieberad 48 (Sperr- bzw. Verriegelungsausgangsrad)
kleinen Durchmessers, das an dem hinteren Ende einer hohlzylinderförmigen Welle 46 angeordnet 'ist. Die Welle
46 ist über eine Lagerbüchse 47 durch die innere Peripherie der Nabe 18 gehalten bzw. gelagert und ragt
nach vorne über die Nabe 18 hinaus. Das abragende vorderer Ende der Welle 46 weist an der äußeren Peripherie
eine Keil- bzw. Kerbverzahnung auf, in welche eine innere Keil- bzw. Kerbverzahnung eines ringförmigen
Bremselements 51 einer Klauenkupplung 50 starrschlüssig eingreift.
Dipl.-lim. Otto IIimcl, Dipl.-Ing. Manfred Siiger. Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81
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An der äußeren Peripherie des Elements 51 ist eine Keil- bzw. Kerbverzahnung 52 ausgebildet, in die ein
zylinderförmiges Verbindungsteil 53 der Klauenkupplung 50 verschieblich eingreift. Das Verbindungsteil 53
weist an seiner äußeren Peripherie eine ringförmige Vertiefung bzw. Ringnut 54 auf, in der eine Schaltgabel
55 gehalten ist. Die Gabel 55 ist parallel zur Welle 5 an dem hinteren Ende einer Schaltstange 56 befestigt,
die mit ihrem mittleren Abschnitt in einer Öffnung der Abdeckung 2 gelagert bzw. gehalten ist,
und deren über die Abdeckung 2 hinausragendes Ende über einen nicht dargestellten Anlenkmechanismus mit
einem Betätigungshebel 57 verbunden ist. Der Hebel 57 kann wahlweise eine Position E oder F geführt werden.
Das Verbindungsteil 53 weist an der äußeren Peripherie seines rückseitigen Endes eine Außenverzahnung 59 auf,
die für den gegenseitigen Eingriff mit einer Innenverzahnung 61 eines ringförmigen stationären Elements 60
ausgelegt ist, welches zwischen dem Gehäuse 1 und der Abdeckung 2 angeordnet und an diesen mit Bolzen befestigt
ist.
Die Ausbildung gemäß Figur 3 erlaubt die Einstellung folgender Antriebsbedingungen:
(1) Niedrige Geschwindigkeit; Allradantrieb; Differential in Außerbetriebsstellung (gesperrt); Hebelpositionen
C und F:
Unter diesen Voraussetzungen wird das Verbindungsteil 53 durch die Schaltgabel 55 mit der Verzahnung 61 in
kämmenden Eingriff gebracht, wodurch das stationäre Teil 60 die Drehung der Welle 46 durch das Verbindungsteil
53 und das Element 51 verhindert und damit
Dipl -Ing Otto Flügel. Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosiniastr. 81, D-8 München 81
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auch das Getrieberad 48 der Welle 4 6 nicht gedreht wird. Dabei wird die Drehung der mit dem Getrieberad
48 kämmenden Getrieberäder 45 begrenzt, und das mit der Welle 5 verbundene Getrieberad 23 dreht sich mit
einer niedrigeren Geschwindigkeit, und zwar in Übereinstimmung mit der Differenz zwischen dem Übersetzungsverhältnis
des Getrieberads 45 und des damit kämmenden Getrieberads 48 und dem Übersetzungsverhältnis
des Getrieberads 20 und des damit kämmenden Getrieberads 23. Das Verbindungsteil 37 wird durch die Schaltgabel
40 aus der Verzahnung Sl des Eingangsteils 31 ausgerückt und in beide Verzahnungen S2 und S3 der
Ausgangsteile 32 und 33 eingerückt, weshalb das Eingangsteil 31 frei drehbar ist und eine freie Drehung
des Getrieberads 25 erlaubt. In diesem Zustand wird die von dem Getrieberad 23 auf die Welle 5 übertragene
Drehkraft auch von dem Ausgangsteil 32 über das Verbindungsteil 37 und das Ausgangsteil 33 auch auf die
Welle 6 übertragen. In diesem Falle arbeitet der Planetenrädermechanismus 15 nicht als Differential bzw.
Ausgleichsmechanismus.
(2) Hohe Geschwindigkeit; Allradantrieb; Differential in Außerbetriebsstellung; Hebelpositionen B und E:
Unter diesen Voraussetzungen löst sich das Verbindungsteil 53 von dem stationären Teil 60, wodurch sich
die Welle 46 frei drehen kann und das Getrieberad 48 der Drehung des Getrieberads 4 5 nicht entgegenwirkt
bzw. dessen Drehung nicht bremst. Das Verbindungsteil 37 wird derart bewegt, daß das Eingangsteil 31 mit
beiden Ausgangsteilen 32 und 33 verbunden wird und die Wellen 5 und 6 dadurch formschlüssig miteinander verbunden
werden. Das Getrieberad 25 wird ebenfalls form-
Dipl.-Ing. Otto Iliiacl, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, ID-8 München 81
schlüssig mit der Welle 6 verbunden. Dadurch führen die Getrieberäder 20 zusammen mit dem Träger 16 eine
umlaufende Bewegung aus, jedoch ohne Drehung um die Zapfen bzw. Bolzen 19, und die von dem Träger 16 über
die Zapfen bzw. Bolzen 19 auf die Getrieberäder 20 übertragene Drehkraft wird von den Getrieberädern 23
und 25 auf die Wellen 5 und 6 übertragen.
(3) Hohe Geschwindigkeit; Allradantrieb; Differential in Betriebsstellung; Hebelpositionen D und E:
Da sich das Verbindungsteil 53 auch unter diesen Voraussetzungen von dem stationären Teil 60 löst, wirkt
das Getrieberad 48 der Drehung der Getrieberäder 4 5 nicht entgegen bzw. letztere werden durch ersteres
nicht gebremst. Wie dargestellt, verbindet das Verbindungsteil 37 das Eingangsteil 31 mit dem Ausgangsteil
33, und das Getrieberad 25 wird nur mit der Welle 6 verbunden. Wenn also das Fahrzeug geradeaus bewegt
wird und die Drehgeschwindigkeit der Vorder- und Hinterräder gleich ist, werden die Getrieberäder 23, 25
und der Träger 16 als eine Einheit gedreht, da nämlich auch die Wellen 5 und 6 gleiche Drehgeschwindigkeit
aufweisen. Wenn eine Lenkbewegung ausgeführt wird und die Vorder- und Hinterräder sich mit unterschiedlicher
Geschwindigkeit zu drehen beginnen, bewirken die Planetenräder 20 an dem Träger 16 des Eingangsteils eine
Drehung des Getrieberads 2 3 für den Vorderradantrieb und des Getriebrads 25 für den Hinterradantrieb mit
unterschiedlicher Geschwindigkeit, das heißt der Planetenrädermechanismus 15 arbeitet als Differential
bzw. Ausgleichsmechanismus.
Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger. Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81
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(4) Hohe Geschwindigkeit; Zweiradantrieb; Hebelpositionen A und E:
Da sich das Verbindungsteil 53 unter diesen Bedingungen von dem stationären Teil 60 löst, wirkt das Getrieberad
48 der Drehung der Getrieberäder 45 nicht entgegen. Das Verbindungsteil 37 verbindet das Eingangsteil
31 nur mit dem Ausgangsteil 32, und das Getrieberad 25 wird nur mit der Welle 5 verbunden, wodurch
das Getrieberad 20 über die Getrieberäder 23 und 25 nur die Welle 5 antreibt, so daß sich diese mit der
gleichen Geschwindigkeit dreht wie der Träger 16. Eine Kraftübertragung auf die Welle 6 findet nicht statt.
Bei der oben beschriebenen Konstruktion ist der Planetenrädermechanismus
15 rund um die Welle 5 angeordnet, und die Klauenkupplung 30 sowie die Klauenkupplung
(50) (Sperr- bzw. Verriegelungsmechanismus) dienen zur Steuerung der Betriebsbedingungen des Planetenrädermechanismus
15 und der Bedingungen für die Verbindung bzw. den Zusammenschluß der Wellen 5 und
6, so daß der Planetenrädermechanismus 15 sowohl als selektiver (abschaltbarer) Differentialmechanismus als
auch Geschwindigkeitswechsel- bzw. Schaltmechanismus verwendbar ist. Die Klauenkupplung 30 dient nicht nur
als Steuereinrichtung für die Bedingungen der Verbindung des Eingriffs des Getrieberads 25, sondern auch
als Ausrückelement für die Welle 6. Damit läßt sich das erfindungsgemäße Kraftübertragungssystem, das die
Wahl verschiedener Antriebsbedingungen erlaubt, entsprechend einfach ausbilden und preisgünstig herstellen
.
Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger. Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81
Bei der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform ist die
Welle 5 in ihrem über die Welle 46 hinausragenden Abschnitt in zwei koaxiale Wellenteile 70 und 71 geteilt.
Der erste Wellenteil 70 (erster Eingangswellenteil) weist in seinem über die Welle 46 hinausragenden
Endabschnitt eine zentrale Öffnung auf, in welcher ein mit kleinem Durchmesser ausgebildetes Ende des
Wellenteils 71 (erstes Ausgangswellenteil) über eine Lagerbüchse 72 gelagert ist.
Eine Klauenkupplung 75 ist rund um die benachbarten Enden der Wellenteile 70 und 71 angeordnet und mit einem
Paar ringförmiger Elemente 76 und 77 versehen, die jeweils auf die äußere Peripherie der Enden der Wellenteile
70 und 71 aufgekeilt sind. Ein zylinderförmiges Verbindungsteil 78 ist mit Keil- bzw. Kerbverzahnungen
an jeweils der äußeren Peripherie der Elemente 76 und 77 verkeilt. Das Verbindungsteil 78 weist an
seiner äußeren Peripherie eine ringförmige Vertiefung bzw. Ringnut 79 auf, in der ein Gabel 80 gehalten
ist. Die Gabel 80 ist an einem Ende einer Stange 81 befestigt. Das andere Ende der Stange 81 ist mit einem
Hebel 82 verbunden, der wahlweise zwei Stellungen, nämlich G und H, einnehmen kann.
Wenn bei dieser Konstruktion der Hebel 82 die Stellung H aufweist, wie dargestellt, werden die Elemente 76
und 77 durch das Verbindungsteil 78 miteinander verbunden, ebenso wie die Wellen 70 und 71 formschlüssig
miteinander verbunden werden. Ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Figur 3, werden auch bei dieser
Ausführungsform durch die selektive Betätigung der Hebel
42 und 4 7 verschiedene Antriebsbedingungen ermöglicht.
Dipl.-Ing. OUo Hügel, Dipl.-!ng. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81. D-8 München 81
- 20 -
Wird der Hebel 82 in die Position G geführt, so löst sich das durch die Gabel 80 bewegte Verbindungsteil
78 von dem Element 76, wodurch sich der Wellenteil 71 von dem Wellenteil 70 löst und die Drehkraft nicht auf
den Wellenteil 71 übertragen wird. Wenn die Hebel 42 und 57 in diesem Zustand jeweils in die Positionen D
und F geführt werden, wird damit die Einstellung des Zweiradantriebs bei hoher Geschwindigkeit erreicht,
und zwar dient der Hebel 42 in Position D zur Verbindung des Eingangsteils 31 nur mit dem Ausgangsteil 33.
Der Hebel F dient zur Festlegung der Welle 46 bzw. zur Sperrung deren Drehung, so daß sich die mit dem Getrieberad
48 kämmenden Getrieberäder 20 und 45 um die Zapfen bzw. Bolzen 19 drehen und das Getrieberad 25
somit nicht nur durch die umlaufenden Bewegung der Getrieberäder 20, sondern auch durch deren Drehung angetrieben
wird. Deshalb wird das Getrieberad 25 in diesem Fall mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die
höher ist als jene des Antriebs bei hoher Geschwindigkeit nach Ausführungsform gemäß Figur 3, und es wird
nur die Welle 6 mit sehr hoher Geschwindigkeit angetrieben.
Wenn sich die Hebel in den Positionen B, E und G befinden, wird eine Einstellung auf Zweiradantrieb im
mittleren Geschwindigkeitsbereich (entsprechend dem hohen Geschwindigkeitsbereich bei der Ausführungsform
gemäß Figur 3) erreicht, und zwar kann sich die Welle 46 frei drehen, und das Getrieberad 48 wirkt der Drehung
des Getrieberads 45 nicht entgegen, da sich nämlich das Verbindungsteil 53 bei Position E von dem
stationären Teil 60 löst. Bei Position B werden das Eingangsteil 31 und die Ausgangsteile 32 und 33 durch
das Verbindungsteil 37 miteinander verbunden, wodurch
ORIGINAL
Dipl.-Ing. Otto 1 -"liigcl. Dipl.-lng. Manfred S:'iger, l':itontanwultc. Cosimastr. 81. D-8 München 81
- 21 -
die Welle 6 mit dem Wellenteil 70 und das Getrieberad 25 mit der Welle 6 formschlüssig verbunden werden.
Deshalb werden die Getrieberäder 20 nicht um die Bolzen bzw. Zapfen 19 gedreht, sondern führen zusammen
mit dem Träger 16 eine umlaufende Bewegung aus, so daß die von dem Träger 16 über die Zapfen 19 auf die Getrieberäder
20 übertragene Drehkraft über die Getrieberäder 23 und 2 5 auf die Welle 6 und den Wellenteil
70 übertragen wird. Bei Position G wird der Wellenteil
71 von dem Wellenteil 70 gelöst, so daß die auf den Wellenteil 70 übertragene Kraft nicht auf den Wellenteil
71 übertragen wird. Folglich wird nur die Welle 6 bei mittlerer Geschwindigkeit angetrieben.
Bei beiden Ausführungsformen nach den Figuren 3 und
4 weisen das Planetenrad 45 und das Sonnenrad 48 (aussenverzahntes Rad), die miteinander kämmen, eine unterschiedliche
Zahnzahl auf, und das Getrieberad 48 dient zur wahlweisen Festlegung und Freigabe des Getrieberads
45, um so die Drehgeschwindigkeit des Getrieberads 20 zu ändern. Diese Ausbildung läßt sich
dahingehend abwandeln, daß das Getrieberad 45 mit einem innenverzahnten Zahnkranz in kämmenden Eingriff
gebracht wird, der eine andere Zahnzahl als das Getrieberad 4 5 aufweist und zur Begrenzung der Drehung
der Getrieberäder 45 und 20 dienen kann.
Obwohl vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen
beschrieben wurde, sind einzelne Abwandlungen hinsichtlich der Konstruktion, Kombination
und Anordnung von Teilen möglich, ohne dabei vom Rahmen der Erfindung abzuweichen, der in den Ansprüchen
wiedergegeben ist.
Dipl. | 1 | -Ing. Otlo Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81 | Gehäuse |
2,3 Λ |
3513888 | Abdeckungen | |
*i 5,6 |
Wellen | ||
7 | Lager | ||
8 | Getriebeglied | ||
9 | Lager | ||
10 | Getriebeglied | ||
11 | Abschnitt m. kleinem Durchmesser | ||
12 | Lagerbüchse | ||
13 | |||
14 | Lager | ||
15 | planetenradermechanismus | ||
16 | ringförmiger Träger | ||
17 | Getrieberad | ||
18 | zylinderförmiger Vorsprung bzw. Nabe | ||
19 | Zapfen bzw. Bolzen | ||
20 | Planetenräder | ||
21 | Lagerbüchsen | ||
22 | |||
23 | Sonnenrad | ||
24 | |||
25 | Zahnkranz | ||
26 | radial innerer ringförmiger Bereich | ||
27 | zylinderförmiger Bereich | ||
28 | Lager | ||
29 | |||
30 | Klauenkupplung | ||
31 | Eingangsteil | ||
32,33 | Ausgangsteile | ||
34 | |||
35 | zylinderförmige Nabe | ||
36 | |||
37 | Anschluß- bzw. Verbindungsteil | ||
38 | Ringnut | ||
39 | |||
40 | Schaltgabel |
L - ---- -· - ..... « · Λ * * - ».-- |
|
* - · <* ι j» - | |
41 | Dipl.-Ini!. Olio Flügel. Dipl.-Ing. Manl'recl Siigor, Palcnlanwälte, Cosimastr. 8i, D-8 München 81 3513888 Schaltstange |
42 | Betätigungshebel |
43 | |
44 | |
45 | Getrieberäder |
46 | zylinderförmige Welle |
47 | Lagerbüchse |
48 | Getrieberad |
49 | |
50 | Klauenkupplung |
51 | ringförmiges Teil |
52 | Keil- bzw. Kerbverzahnung |
53 | zylinderf. Verbindungsteil |
54 | Ringnut |
55 | Schaltgabel |
56 | Schaltstange |
57 | Betätigungshebel |
58 | |
59 | äußere Keil- bzw. Kerbverzahnung |
60 | stationäeres Teil |
61 | innere Keil- bzw. Kerbverzahnung |
62 | |
63 | |
64 | |
65 | |
66 | |
67 | |
68 | |
69 | |
70, | 71 koaxiale Wellenteile |
72 | Lagerbüchse |
73 | |
74 | |
75 | Klauenkupplung |
76, | 77 ringförmige Elemente |
78 | zylinderförmiges Verbindungsteil |
79 | Ringnut |
Dipl.-lng. OtIo flügel, Dipl.-Ing. Manfred S.iger, I'atenlanwiiltc, Cosimastr. 8!, D-8 München
80 Schaltgabel
81 Schaltstange
82 Hebel
100 äußere Keil- bzw. Kerbverzahnung
101 ringf. Element
102 innere Keil- bzw. Kerbverzahnung
110 Differential bzw. Ausgleichsmechanismus
111 Differentialgehäuse 112,113 Lager
115 Speichen bzw. speichenartige Stangen
117 J Kegelräder 118.
Claims (5)
1. Kraftübertragungssystem für ein Fahrzeug, gekennzeichnet durch ein Kraftaufnahmeteil
(17); einen Zwischengetriebemechanismus mit einem Zwischen-Eingangsgetrieberad (20), das durch das
Kraftaufnahmeteil (17) gehalten ist, und einem Zwischen-Ausgangsgetrieberad (25), das mit dem Zwischen-Eingangsgetrieberad
(20) kämmt; ein erstes Getrieberad (23), das ein erstes Ausgangsteil bildet und mit
dem Zwischen-Eingangsgetrieberad (20) kämmt; eine erste Welle (5), die mit dem ersten Getrieberad (23)
verbunden ist; ein zweites Ausgangsteil (33), das für die Verbindung mit dem Zwischen-Ausgangsgetrieberad
(25) ausgelegt ist; eine zweite Welle (6), die mit dem zweiten Ausgangsteil (33) verbunden ist; ein erstes
Hilfs- bzw. Zwischenausgangsteil (32), das mit der ersten Welle (5) verbunden ist; eine Klauenkupplung
(30), die zwischen dem Zwischen-Ausgangsgetrieberad (25), dem ersten Hilfs- bzw. Zwischenausgangsteil
(32) und dem zweiten Ausgangsteil (33) angeordnet und umschaltbar ausgelegt ist zwischen einer Differential-
Dipl.-Ing. (Mto Hiigd. Dipl.-Ing. Manfred Siigcr, Patentanwälte, Cosimaslr. 8!, D-8 München 81
betriebsstellung, in welcher das Zwischen-Ausgangsgetrieberad
(25) mit dem zweiten Ausgangsteil (33) verbunden ist, und einer Differential-Außerbetriebsstellung,
in welcher das Zwischen-Ausgangsgetrieberad (25) sowohl mit dem ersten Hilfs- bzw. Zwischenausgangsteil
(32) als auch dem zweiten Ausgangsteil (33) verbunden ist; einen Sperrgetriebemechanismus, der mit
dem Zwischengetriebemechanismus verbunden ist, und einen Sperr- bzw. Verriegelungsmechanismus für die eingriffslose
Verbindung des Sperrgetriebemechanismus mit einem stationären Teil.
2. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 1, d a durch
gekennzeichnet, daß die Klauenkupplung (30) derart ausgelegt ist, daß sich auch in eine Neutralstellung geschaltet werden kann, in der
das Zwischen-Ausgangsgetrieberad (25) weder mit dem ersten Hilfs- bzw. Zwischenausgangsteil (32) noch dem
zweiten Ausgangsteil (33) verbunden ist.
3. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrgetriebemechanismus
ein Eingangsteil (31) der Klauenkupplung (30) aufweist, das drehfest bzw. starr mit
dem Zwischen-Ausgangsgetrieberad (25) verbunden ist, und das der Sperr- bzw. Verriegelungsmechanismus ein
bewegliches Verbindungsteil (37) der Klauenkupplung (30) aufweist.
4. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 1, d a durch
gekennzeichnet, daß der Sperrgetriebemechanismus ein Sperr- bzw. Verriegelungs-Eingangsgetrieberad
(45), das koaxial und unbeweglich
Dipl.-Ing. Otto I'limel. Dipl.-lng. Manfred Siigcr, Patentanwälte, Cosinwstr. 81. D-8 München 81
bzw. starr an dem Zwischen-Eingangsgetrieberad (23) angeordnet ist, und ein Sperr- bzw. Verriegelungs-Ausgangsgetrieberad
(48) aufweist, das mit dem Sperrbzw. Verriegelungs-Eingangsgetrieberad (45) kämmt, wobei
der Sperr- bzw. Verriegelungsmechanismus eine von der Klauenkupplung (30) unabhängige Klauenkupplung
(50) aufweist.
5. Kraftübertragungssystem nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die erste
Welle (5) in einen ersten Eingangswellenteil (70) und einen ersten Ausgangswellenteil (71) geteilt ist, daß
das erste Getrieberad (23) und das erste Hilfs- bzw.
Zwischenausgangsteil (32) an dem ersten Eingangswellenteil (70) befestigt sind und daß eine Klauenkupplung
(75) für die eingriffslose Verbindung des ersten Eingangswellenteils (70) mit dem ersten Ausgangswellenteil
(71) vorgesehen ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: FLUEGEL, O., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |
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8366 | Restricted maintained after opposition proceedings | ||
8305 | Restricted maintenance of patent after opposition | ||
D4 | Patent maintained restricted | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |