DE3713119C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstsperrendes Ausgleichsgetriebe für Kraftfahrzeuge, das aus einem angetriebenen Gehäuse und darin drehbar gelagerten Aus­ gleichsgliedern besteht, von denen ein erstes Ausgleichs­ glied als Zentralrad und ein zweites Ausgleichsglied rotationsfest mit jeweils einer Abtriebswelle verbunden sind, wobei wenigstens eines der beiden mit jeweils einer Abtriebswelle verbundenen Ausgleichsglieder dreh­ fest mit ersten Lamellen einer Lamellenbremse verbunden sind, deren zweite Lamellen rotationsfest im Gehäuse vorliegen und deren Lamellen bei einer Ausgleichsbewegung mittels einer im Gehäuse axial angeordneten Spreizeinheit gegeneinander gedrückt werden, die aus einer gegen die Lamellen drückenden Scheibe mit einer stirnseitigen Nockenfläche besteht, welche mit einer Nockenfläche an einem Ausgleichsglied zusammenwirkt.

Als Stand der Technik ist bereits ein derartiges Ausgleichs­ getriebe bekannt, welches als Differentialgetriebe mit begrenztem Schlupf gestaltet ist (DE-OS 30 22 951). Diese bekannte Konstruktion ist so ausgelegt, daß ein Antriebsflansch zwischen einem Reibungskupplungspaket und der rückwärtigen Stirnfläche eines seitlichen Zahn­ rades angeordnet ist. Durch diese Konstruktion wird bewirkt, daß die von dem seitlichen Zahnrad ausgeübten Verdrängungskräfte die Schlupfbegrenzung dadurch aktivieren, daß der Antriebsflansch gegen das Reibungskupplungspaket über Nockenflächen gedrückt wird, um so die Differential­ sperreinrichtung bei Auftreten von ungleichförmigen Drehmomenten an den seitlichen Zahnrädern vorzuspannen. Diese Konstruktion ist speziell auf ein Differentialgetriebe abgestellt.

Zum Stand der Technik zählt weiterhin ein Sperrdifferential, das drehfest im Gehäuse angeordnete Druckscheiben aufweist, welche von einem Ringkolben belastet werden (DE-OS 30 40 120). Auch hier ist Ausgangspunkt ein Differentialgetriebe mit miteinander kämmenden Kegel­ rändern.

Zum Stand der Technik zählen weiterhin hydraulisch als Zahnradpumpe oder über eine Viscokupplung wirkende, selbstsperrende Stirnradausgleichsgetriebe (EP 00 32 994, GB-PS 12 52 753).

Bei einem weiteren bekannten Ausgleichsgetriebe (Sonderdruck "Automobilindustrie", Frühjahr 60, Vogel-Verlag, Würzburg, Seite 3, Abb. 8), welches als Kegelradausgleichsgetriebe ausgebildet ist, weist der Planetenradbolzen, d. h. der Lagerzapfen für die kleinen Ausgleichskegelräder, an seinen Enden schräge Abflachungen auf, welche mit einer V-förmigen Nut im Ausgleichs-Getriebegehäuse zusammenwirken, wobei dieser Planetenradbolzen im Gehäuse in Richtung der Abtriebswellen verschiebbar gelagert ist.

Das über das Getriebegehäuse eingeleitete Drehmoment wird durch die schrägen Abflachungen bzw. die Flanken der V-förmigen Nut, die als Keilflächen wirken, zur Erzeugung eines Anpreßdruckes von Lamellenbremsen ausge­ nützt, die beidseitig der großen Ausgleichskegelräder angeordnet sind.

Diese Art der Selbstsperrung setzt voraus, daß an beiden Fahrzeugrädern ein Reibschluß vorhanden ist. Geht der Reibschluß an einem Rad, beispielsweise durch Abheben eines Rades von der Fahrbahn, verloren, so kann die Sperre völlig unwirksam werden, weil die Abstützung des diesem Fahrzeugrad zugeordneten großen Ausgleichskegelrades nicht mehr vorhanden ist.

Es ist zwar auch schon bekannt (DE-PS 32 12 495), diesem Nachteil dadurch zu begegnen, daß bei spielarmer Lagerung des Planetenradbolzens die Lamellen der Bremseinrichtung dauernd durch eine Feder im Sinne des Zusammendrückens der Lamelle belastet sind, was aber wiederum nicht immer eine be­ friedigende Lösung darstellt, weil die von der Lamellenbremse hervorgerufene Sperrwirkung dauernd vor­ handen ist, also auch dann, wenn enge Kurven mit niedriger Geschwindigkeit befahren werden müssen.

Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein selbst­ sperrendes Ausgleichsgetriebe für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei welchem die Sperrwirkung unabhängig von dem von den Antriebsrädern zu übertragenden Moment erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die ein Ausgleichsglied bildende Druckscheibe drehfest im Gehäuse angeordnet ist und daß die an dem Ausgleichs­ glied befindlichen Nockenflächen an Enden von Kolben vor­ liegen, welche hydraulisch beaufschlagt in in diesem Aus­ gleichsglied angeordneten Zylindern geführt werden, von denen zwei über einen mit einer Drosselstelle versehenen Kanal leitungsverbunden sind und ihr Flüssigkeitsvolumen von einer gegengleichen Kolbenbewegung verändert wird.

Die erfindungsgemäße Spreizeinheit kommt immer dann zur Wirkung, wenn eine Relativverdrehung zwischen der Druckscheibe und dem betreffenden Ausgleichsglied auftritt, wobei es von der Größe des Drosselquerschnittes abhängt, mit welcher Kraft die Lamellen zusammengedrückt werden und welche Bremskraft sich dadurch ergibt.

Bei nur geringer Drehzahldifferenz zwischen Druckscheibe und Ausgleichsglied werden die einander zugeordneten Kolben wechselweise hin- und hergeschoben, ohne daß eine wesentliche Spreizwirkung auftritt.

Nimmt dagegen die Drehzahldifferenz zu, so ergibt sich zufolge der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit an der Drosselstelle ein erhöhter Druck an der beaufschlagten Kolbenfläche und damit eine erhöhte Spreiz- bzw. Bremskraft. Es wird also die Bremskraft ausschließlich in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz zwischen Gehäuse und Ausgleichsglied verändert, so daß das Fehlen einer Abstützkraft an einem der Ausgleichsglieder keine Rolle spielt und sich auch keine ungünstige Auswirkung beim langsamen Befahren enger Kurven ergibt.

Um die Charakteristik des ganzen Ausgleichge­ triebes im Hinblick auf Fertigungstoleranzen in einem gewünschten Sinne festlegen zu können, ist die Drossel­ stelle im die Zylinderbohrungen verbindenden Kanal hinsichtlich des Drosselquerschnittes einstellbar.

Es kann zweckmäßig sein, daß die Kolben durch eine sie gegen das Ringprofil drückende Feder belastet sind und ein Ventil od. dgl. zum Ausgleich von Leckverlusten vorgesehen ist. Da das ganze Getriebegehäuse ölgefüllt ist, kann bei aufgetretenen Leckverlusten in den Zylinder­ bohrungen der Kolben durch die von den Federn bewirkte Kolbenbewegung Öl über das Ventil nachsaugen.

Eine besonders zweckmäßige und in axialer Richtung raumsparende Konstruktion wird dadurch erreicht, daß bei an sich bekannter Ausbildung des Ausgleichsgetriebes als Planetengetriebe mit Doppel­ planeten der Planetenträger den einen Teil der Spreiz­ einheit bildet und axial verschiebbar gelagert ist, wobei auf der der Druckscheibe abgewandten Seite des Planetenträgers zusätzliche Bremslamellen angeordnet sind, auf die der Planetenträger einwirkt.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 ein selbstsperrendes Ausgleichsgetriebe im Axial­ schnitt,

Fig. 2 eine Teilansicht des Getriebes bei abgenommener linker Gehäusehälfte bzw. abgenommenem linken Lamellenpaket und

Fig. 3 die Spreizeinheit bei abgewickelter Profilierung in vereinfachter Schnittdarstellung.

Das selbstsperrende Ausgleichsgetriebe für Kraft­ fahrzeuge weist ein aus den beiden Hälften 1 a und 1 b bestehendes Gehäuse 1 auf, das über einen Außenzahnkranz angetrieben wird. Das Ausgleichsgetriebe ist als Planeten­ getriebe mit Doppelplaneten 2 ausgebildet, wobei das Hohl­ rad des Planetengetriebes von der Gehäusehälfte 1 b ge­ bildet wird und das Sonnenrad 3 mit der einen Abtriebs­ welle 4 drehfest verbunden ist. Der Planetenträger 5 sitzt drehfest, aber um ein bestimmtes Maß axial ver­ schiebbar auf der zweiten Abtriebswelle 6.

Beiderseits des Planetengetriebes sind Bremslamellenpakete 7, 8, 9 angeordnet, die aus je zwei Lamellensätzen, die wechsel­ weise mit den Gehäusehälften 1 a bzw. 1 b und dem Sonnenrad 3 bzw. dem Planetenträger 5 drehfest verbunden sind.

Erfindungsgemäß bildet der Planetenträger 5 mit einer in der Gehäusehälfte 1 b drehfest gehaltenen Druckscheibe 10 eine Spreizeinheit, wobei die Druck­ scheibe 10 eine aus radial verlaufenden schrägflächigen Erhöhungen und Vertiefungen bestehende Ringprofilierung 11 aufweist und im Planetenträger 5 drei Paare von Kolben 12, 12 a gelagert sind, die mit ihren dachförmigen Enden 13 gegen die Ringprofilierung 11 gerichtet und an ihren anderen Enden hydraulisch beaufschlagt sind.

Die Zylinderbohrungen 14 der Kolben 12, 12 a sind durch einen Kanal 15 leitungsverbunden, in dem eine Drosselstelle 16 vorgesehen ist. Die Drosselstelle wird durch eine mit einer stiftförmigen Verlängerung quer durch die Kanal­ bohrung reichende Stellschraube 17 gebildet.

Die Zylin­ derbohrungen 14 und der Verbindungskanal 15 sind mit Öl gefüllt, so daß das Einwärtsdrücken des einen Kolbens ein Auswärtsdrücken des anderen Kolbens und umgekehrt zur Folge hat.

Die Kolben 12, 12 a sind durch eine sie gegen die Profilierung 11 drückende Feder 18 belastet, und es ist der Kanal 15 mit einem als Kugelventil aus­ gebildeten Saugventil 19 verbunden, so daß bei Leck­ verlusten Öl aus dem Inneren des Gehäuses 1 in die Zy­ linderbohrungen 14 nachgesaugt werden kann.

Tritt zwischen dem Planetenträger 5 und dem Ge­ triebegehäuse 1 eine Drehzahldifferenz auf, so werden die einander zugeordneten Kolben 12, 12 a wechselweise hin- und hergeschoben, da die Druckscheibe 5 mit der Gehäusehälfte 1 b in drehfester Verbindung steht. Bei etwas höherer Drehzahldifferenz ergibt sich zufolge der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit an der Drossel­ stelle 16 ein erhöhter Druck an der jeweils beaufschlagten Kolbenfläche und damit eine Spreizkraft, die einerseits die Druckscheibe 10 gegen die Lamellenpakete 8, 9 und anderseits den Planetenträger 5 gegen das Lamellen­ paket 7 drückt, so daß es zur gewünschten, die Selbst­ sperrung des Getriebes ergebenden Bremswirkung kommt.

Claims (5)

1. Selbstsperrendes Ausgleichsgetriebe für Kraftfahrzeuge, das aus einem angetriebenen Gehäuse (1) und darin drehbar gelagerten Ausgleichsgliedern (2, 3, 5) besteht, von denen ein erstes Ausgleichsglied als Zentralrad (3) und ein zweites Ausgleichsglied (5) rotationsfest mit jeweils einer Abtriebswelle (4) verbunden sind, wobei wenigstens eines der beiden mit jeweils einer Abtriebs­ welle (4, 6) verbundenen Ausgleichsglieder drehfest mit ersten Lamellen einer Lamellenbremse (8) verbunden ist, deren zweite Lamellen rotationsfest im Gehäuse (1) vor­ liegen und deren Lamellen bei einer Ausgleichsbewegung mittels einer im Gehäuse (1) axial angeordneten Spreiz­ einheit (5, 10) gegeneinander gedrückt werden, die aus einer gegen die Lamellen drückenden Scheibe mit einer stirnseitigen Nockenfläche besteht, welche mit einer Nockenfläche (13) an einem Ausgleichsglied (10) zusammen­ wirkt, dadurch gekennzeichnet,
daß die ein Ausgleichsglied bildende Druckscheibe (10) drehfest im Gehäuse (1) angeordnet ist, und
daß die an dem Ausgleichsglied (10) befindlichen Nockenflächen (13) an Enden von Kolben (12, 12 a) vorliegen, welche - hydraulisch beaufschlagt - in in diesem Ausgleichs­ glied (10) angeordneten Zylindern (14) geführt werden, von denen zwei über einen mit einer Drosselstelle (16) versehenen Kanal (15) leitungsverbunden sind und ihr Flüssigkeitsvolumen von einer gegengleichen Kolbenbewegung verändert wird.

2. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Drosselquerschnitt einer Drossel­ stelle (16) einstellbar ist.

3. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kolben (12, 12 a) jeweils durch eine sie gegen die Druckscheibe (10) drückende Feder (18) belastet sind und ein Ventil (19) zum Ausgleich von Leckverlusten vorliegt.

4. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zweite Ausgleichsglied ein Planeten­ träger (5) ist, an dem zylindrische, stirnverzahnte Doppelplaneten (2) gelagert sind.

5. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Druckscheibe (10) abgewandten Seite des Planetenträgers (5) zusätzliche Bremslamellen (7) angeordnet sind, auf die der Planeten­ träger (5) einwirkt.