DE3821527A1 - Sperrbares ausgleichsgetriebe fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein sperrbares Aus­ gleichsgetriebe für Kraftfahrzeuge und auf eine Nach­ stellvorrichtung, wie sie der Gattung nach in den Ansprüchen 1 und 5 beschrieben sind.

Ein sperrbares Ausgleichsgetriebe der genannten Art ist zum Beispiel aus der DE-OS 17 75 573 bekannt. Das in dieser Druckschrift beschriebene Ausgleichsgetriebe besitzt einen innerhalb eines Ausgleichsgehäuses ange­ ordneten Schaltring, der von außen durch eine axial geschobene Schaltmuffe eine Anpreßkraft für eine sperr­ wirksame Reibkupplung überträgt. Dabei wird die beim Eingriff der Reibkupplung erzeugte Umfangskraft auf den mit Anlaufschrägen versehenen Schaltring übertragen, der mit dem Ausgleichsgehäuse zusammenwirkend eine zusätz­ liche Anpreßkraft erzeugt. Nachdem sich der Schaltring innerhalb des Ausgleichsgehäuses befindet, beansprucht er für seine axiale Bewegung einen zusätzlichen Bauraum, der das Ausgleichsgehäuse in nachteiliger Weise ver­ größert. Desweiteren ergibt sich aus der Anordnung der Schaltmuffe, die sich außerhalb axial am Ausgleichs­ gehäuse anschließt und auf einem daran angeformten Flanschteil sitzt, eine weitere Vergrößerung des ge­ samten Bauraumes des Ausgleichsgetriebes in Betäti­ gungsrichtung der Schaltmuffe.

Eine gattungsgemäße Nachstellvorrichtung nach Anspruch 5 ist aus der EP-A 02 30 561 bekannt. Diese Nachstellvor­ richtung befindet sich innerhalb eines sperrbaren Ausgleichsgetriebes und besteht aus einer Schraubver­ bindung, die durch Selbsthemmung in einem Drehsinn blockiert ist. In dem freigegebenen Drehsinn wirkt eine Federkraft, die zur Nachstellbewegung für eine sperr­ wirksame Reibkupplung genutzt wird. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß die Nachstellvorrichtung innerhalb des Ausgleichsgetriebes einen Raum bean­ sprucht, der das Ausgleichsgetriebe größer werden läßt.

Aufgabe der Erfindung ist es, der Gattung entsprechend ein sperrbares Ausgleichsgetriebe und eine Nachstell­ vorrichtung so weiterzuentwickeln, daß der Bauraum, den ein Ausgleichsgetriebe nach dem Stand der Technik beansprucht, verringert wird.

Die Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale für ein sperrbares Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1 und eine Nachstellvorrichtung nach Anspruch 5. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen.

Eine Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes bezieht sich auf ein sperrbares Ausgleichsgetriebe für Kraft­ fahrzeuge mit einer sperrwirksamen Reibkupplung, die von einem außerhalb des Ausgleichsgehäuses und damit gegen­ über dem Stand der Technik platzsparend angeordneten Schaltring über eine Drehbewegung axial betätigt wird.

Eine weitere Ausführung der Erfindung sieht einen Schaltring mit einem Hebel vor. Dieser ist über eine am Gehäuse des Ausgleichsgetriebes angeordnete Nockenwelle schwenkbar. Insbesondere durch die Form der Nocken ist eine zusätzliche, gezielt beeinflußbare Übersetzung für die Kraft und den Weg zum Betätigen der Reibkupplung gegeben.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Nocken­ welle zur Montageerleichterung in einem Gehäusedeckel des Ausgleichsgetriebes gelagert.

Eine andere Ausführung der Erfindung besitzt eine Anzahl von zwei Schaltringen, die ineinandergreifende Anlauf­ schrägen aufweisen und relativ zueinander verdrehbar sind. Dadurch läßt sich beispielsweise bei Verwenden einer Nockenwelle zur Schaltbetätigung der Eingriffsweg für die Reibkupplung in vorteilhafter Weise verdoppeln.

Der Erfindungsgegenstand nach den Ansprüchen 5 bis 10 kann zum Beispiel in vorteilhafter Weise genutzt werden für die Betätigung des Schaltringes eines sperrbaren Ausgleichsgetriebes, da verschleiß- und spielbehaftete Schaltwege automatisch nachgestellt werden, ohne daß innerhalb des Ausgleichsgetriebes ein zusätzlicher Bauraum beansprucht wird.

Eine Ausbildung des genannten Erfindungsgegenstandes hierzu sieht eine automatisch nachstellwirksame, schwenkbare Rastscheibe vor. Sie ist an ihrem einen Ende mit einer Seilzughülle verbunden, die den zur Betätigung des Schaltringes wirksamen Seilzug aufnimmt. Am gegen­ überliegenden Ende der Rastscheibe befindet sich ein Sägezahnprofil, das aufbaufest eingreift.

Durch Anordnung des Drehpunktes, um den die Rastscheibe schwenkt, nahe der Seilzughülle ergibt sich bei gleich­ zeitig kleinem Modul der Sägeverzahnung ein geeignetes Übersetzungsverhältnis, um eine in vorteilhafter Weise nahezu stufenlose Nachstellung mit der Rastscheibe zu erreichen.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung besitzt eine radial platzsparende Anordnung der Nachstellvorrichtung in Form einer selbsthemmenden Schraubenverbindung, die konzentrisch zum Seilzug angeordnet ist.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht eine Nachstellvorrichtung vor, die aus einem flüssig­ keitsgefüllten, aufbaufesten Zylinder mit einem durch Federkraft auf die Seilzughülle wirkenden Kolben be­ steht. Dieser weist ein Rückschlagventil auf, das die Kolbenbewegung im Sinne des Nachstellens steuert. In diesem Fall ergibt sich neben der radial platzsparenden Bauweise der Vorteil, daß die Nachstellvorrichtung von außen gegen Schmutz und Feuchtigkeit geschützt ist.

Die beschriebene Nachstellvorrichtung ist nicht auf die Betätigung eines sperrbaren Ausgleichsgetriebes be­ schränkt. Sie kann überall dort verwendet werden, wo eine automatische Nachstellbewegung erforderlich ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit einem sperrbaren Ausgleichsgetriebe mit mehreren Ausgestal­ tungsbeispielen für eine zugeordnete Nachstellvor­ richtung ist in der nachfolgenden Beschreibung und der dazugehörigen Zeichnung näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 in Schnittdarstellung ein sperrbares Kegelradausgleichsgetriebe eines Kraft­ fahrzeuges,

Fig. 2 zwei Schaltringe aus Fig. 1 zum Schalten einer sperrwirksamen Reibkupp­ lung innerhalb des Kegelradausgleichs­ getriebes,

Fig. 3 die Ansicht III-III aus Fig. 2,

Fig. 4 eine Nachstellvorrichtung an einer Seil­ zughülle, dessen Seilzug Bestandteil einer Betätigungseinrichtung zum Sperren eines Kegelradausgleichsgetriebes nach Fig. 1 ist,

Fig. 5 in Schnittdarstellung eine Nachstellvor­ richtung für eine sperrwirksame Reib­ kupplung eines Kegelradausgleichsgetrie­ bes nach Fig. 1 in Form eines flüssig­ keitsgefüllten, aufbaufesten Zylinders mit einem durch Federkraft auf die Zeilzughülle wirkenden Kolben, der ein Rückschlagventil aufweist,

Fig. 6 in Schnittdarstellung eine Nachstell­ vorrichtung in Form einer selbsthemmenden Schraubenverbindung für einen Seilzug, der eine sperrwirksame Reibkupplung innerhalb eines Kegelradausgleichsge­ triebes nach Fig. 1 betätigt.

Fig. 1 zeigt ein Kegelradausgleichsgetriebe 1 für Kraftfahrzeuge. Ein Getriebegehäuse 2 umschließt das Kegelradausgleichsgetriebe 1, das von einem nicht vollständig dargestellten Ritzel 3 motorseitig ange­ trieben wird. Die Kraftweiterleitung erfolgt über ein Tellerrad 4, das mit einem innerhalb des Getriebege­ häuses 2 gelagerten Ausgleichsgehäuse 5 verbunden ist. Dieses dient zur Aufnahme eines allgemein bekannten Differentialgetriebeteils mit zwei einander gegen­ überliegenden Differentialkegelrädern 6, die mit gleich­ achsig angeordneten Kegelrädern 7 und 8 kämmen. Das Kegelrad 7 ist über einen Abtriebsflansch 7 a mit einem nicht dargestellten linken Fahrzeugrad verbunden. In gleicher Weise ist das ebenfalls nicht dargestellte rechte Fahrzeugrad über einen Abtriebsflansch 8 a mit dem Kegelrad 8 antriebsverbunden.

Innerhalb des Ausgleichsgehäuses 5 befindet sich eine mit mehreren Lamellen ausgeführte Reibkupplung 9, die einen Flanschfortsatz 7 b des Kegelrades 7 mit dem Ausgleichsgehäuse 5 kuppelbar verbindet. Die Reibkupp­ lung 9 ermöglicht dadurch eine in bekannter Weise sperr­ wirksame Antriebsverbindung zwischen dem linken und rechten Fahrzeugrad.

Angesteuert wird die Reibkupplung 9 von außen durch einen Schwenkhebel 10, der drehfest verbunden ist mit einer Nockenwelle 11. Sie ist drehbar innerhalb eines Gehäusedeckels 12 des Getriebegehäuses 2 gelagert und besitzt, wie Fig. 3 deutlich zeigt, durch ihre am Umfang ausgebildeten Abflachungen Nocken 11 a und 11 b. An je einer Abflachung der Nockenwelle 11 liegt ein Hebel 13 a bzw. 13 b als verlängerter Fortsatz eines Schalt­ ringes 14 a bzw. 14 b an.

Der Schaltring 14 b besitzt stirnseitig vier gleichmäßig umfangsverteilte Rampen 15 b, die, wie die Fig. 2 zeigt, hierzu nachgeformten Mulden 15 a des Schaltringes 14 a zugeordnet sind. Bei der in der Fig. 3 gezeigten Drehstellung der Nockenwelle 11 sind die Rampen 15 b und die Mulden 15 a ineinander im Eingriff, so daß die beiden gleichachsig angeordneten Schaltringe 14 a und 14 b stirnseitig aneinander anliegen.

Fig. 1 zeigt diese Lage der beiden Schaltringe 14 a und 14 b zueinander. Der Fig. 1 ist weiterhin zu entnehmen, daß die beiden Schaltringe 14 a und 14 b am Außenumfang des Ausgleichsgehäuses 5 radial spielbehaftet anliegen. Die zueinander abgewandten Stirnseiten der Schaltringe 14 a und 14 b stützen sich an einem linken Axiallager 17 bzw. einem rechten Axiallager 18 innerhalb des Aus­ gleichsgehäuses 5 ab. Hierzu ist am rechten Axiallager 18 ein Stützring 16 vorgesehen. Diese Anordnung wird von drei umfangsverteilt am Ausgleichsgehäuse 5 angeordneten Druckfedern 19 angestellt.

Die Betätigung der sperrwirksamen Reibkupplung 9 ge­ schieht folgendermaßen. Durch Betätigen des Schwenk­ hebels 10 mit Drehung der Nockenwelle 11 kommen die Nocken 11 b und 11 a mit dem jeweils zugeordneten Hebel 13 a bzw. 13 b so zur Anlage, daß die Schaltringe 14 a und 14 b zueinander verdreht werden. Diese Drehbewegung wird über die Rampen 15 b und Mulden 15 a in eine Axialbewegung übertragen. Der Schaltring 14 a wird nach links gegen die Kraft der Druckfedern 19 bewegt und nimmt zugleich sechs umfangsverteilt im Ausgleichsgehäuse 5 angeordnete Druckbolzen 20 mit. Einer dieser zur Zeichenebene der Fig. 1 versetzt liegenden Druckbolzen 20 ist strich­ liert gekennzeichnet. Die Druckbolzen 20 kommen mit ihrem linken Ende an einem Druckring 21 zur Anlage, der in gleicher Richtung auf die axial verschiebbaren Lamellen der Reibkupplung 19 anpreßdruckerzeugend einwirkt. Auf diese Weise wird die Reibkupplung 9 geschlossen und somit die Sperrwirkung erzeugt.

Um die Sperrwirkung aufzuheben, wird die Nockenwelle 11 über den Schwenkhebel 10 wieder in ihre Ausgangsstellung gebracht. Die axiale Rückstellbewegung des Schaltringes 14 a über die vorgespannten Druckfedern 19 bewirkt, daß die zueinander verdrehten Rampen 15 b und Mulden 15 a wieder vollständig ineinandergreifen. Die Druckbolzen 20 werden entlastet mit Ausrücken der Reibkupplung 9. Damit ist der in den Fig. 1 und 3 gezeigte Zustand des nicht gesperrten Kegelradausgleichsgetriebes 1 wieder erreicht.

Eine Nachstellvorrichtung 28 für die Betätigung zum Sperren des Kegelradausgleichsgetriebes 1 ist in der Fig. 4 gezeigt. Am Ende des Schwenkhebels 10 aus Fig. befindet sich ein Seilzug 21, der zu einer Hubstange 22 eines Elektromagneten 23 führt. Dieser ist, wie die Fig. 4 schematisiert zeigt, mit dem Fahrzeugrahmen fest verbunden. Der Seilzug 21 ist in einem Abschnitt mit einer Seilzughülle 24 umgeben. Deren linkes Ende liegt an einem Anschlag 25 an, der am Gehäusedeckel 12 be­ festigt ist. Das rechte Ende der Seilzughülle 24 ist über eine Schraubenverbindung 26 auf einem endseitigen Abschnitt einer schwenkbaren Rastscheibe 27 verbunden. Ein Lagerbolzen 30 stellt die Schwenkbeweglichkeit her und ist an einer fahrzeugrahmenfesten Grundplatte 29 befestigt. Das zweite Ende der Rastscheibe 27 weist ein Sägezahnprofil 31 auf, das in ein innerhalb der Grund­ platte 29 geführtes Gleitstück 32 eingreift. Der Ein­ griff wird aufrechterhalten durch zwei vorgespannte und in Gleitrichtung auf das Gleitstück 32 wirksame Schrau­ benfedern 33.

Die Seilzughülle 24 besitzt zum Ausgleich der unter­ schiedlichen Bewegungen zwischen dem Kegelradausgleichs­ getriebe 1 und dem Fahrzeugrahmen einen bogenförmigen Verlauf 34. Dieser ist strichpunktiert wiedergegeben. Zum Betätigen des Schwenkhebels 10 wird der Elektro­ magnet 23 über nicht dargestellte Mittel stromerregt, so daß die Hubstange 22 den Seilzug 21 nach rechts zieht. An Ende dieser Bewegung ist die Reibkupplung 9, wie in der Beschreibung zu Fig. 1 bereits dargelegt, einge­ kuppelt. Eine zwischen der Grundplatte 29 und der Rastscheibe 27 vorgespannte Zugfeder 36 wirkt gegen die Druckfeder 19 innerhalb des Kegelradausgleichsgetriebes 1, so daß die Reibkupplung 9 keine Kraft der Zugfeder 36 übertragen bekommt.

Bei Verschleiß beispielsweise der Reibkupplung 9 oder der Rampen 15 a bzw. Mulden 15 b erhöht sich der Betä­ tigungsweg zum sperrwirksamen Eingriff der Reibkupplung 9. Bei begrenzter Hubbewegung des Elektromagneten 23 führt die verschleißbedingte Wegzunahme des Seilszugs 21 zu einer entsprechenden Verschiebbarkeit der Seilzug­ hülle 24 auf dem Seilzug 21. Dadurch verlagert sich die Rastscheibe 27 mit ihrem rechten Ende durch die wirksam­ werdende Kraft der Zugfeder 36 nach rechts. Die Rast­ scheibe 27 wird in die freigebende Richtung des Säge­ zahnprofils 31 geschwenkt. Über die Schraubenverbindung 26 verstellt sich die Seilzughülle 24 nach links und gleicht damit die verschleißbedingte Wegzunahme des Seilzugs 21 aus. Bei der Rückstellbewegung verbleibt die Seilzughülle 24 in ihrer nachgestellten Position auf­ grund der Sperrstellung des Sägezahnprofils 31 für diese Betätigungsrichtung. Die Seilzughülle 24 hat durch die Nachstellbewegung einen strichliert wiedergegebenen, größeren bogenförmigen Verlauf 37 eingenommen.

In Fig. 5 ist eine weitere Nachstellvorrichtung 38 dargestellt. Eine hohle Kolbenstange 39 ist mit einem Kolben 41 fest verbunden und ragt beidseitig aus einem Zylinder 40 heraus, der flüssigkeitsgefüllt ist und den Kolben 41 aufnimmt. Der Zylinder 40 ist über angedeutete Befestigungsmittel mit einem Befestigungsring 42 verbun­ den, der in nicht näher dargestellter Weise rahmenfest angeordnet ist. Am oberen austretenden Ende der hohlen Kolbenstange 39 schließt sich die Seilzughülle 24 an, die zum Kegelradausgleichsgetriebe 1 führt. In der hohlen Kolbenstange ist der Seilzug 21 durchgeführt. Die Verstellung des Seilzuges 21 erfolgt wie bereits in Fig. 4 dargelegt durch einen Elektromagneten 23. Eine Druck­ feder 35 innerhalb des Zylinders 40 ermöglicht es, die Seilzughülle 24 bei Auftreten von Spiel mit dem Seilzug 21 nach oben zu bewegen. Bei dieser Bewegung öffnet ein Rückschlagventil 43 innerhalb des Kolbens 41.

Bei der Rückstellbewegung des Seilzuges 21 sperrt das Rückschlagventil 43, so daß die Kolbenstange 39 und damit die Seilzughülle 24 nicht zurückverstellt wird. Ebenso wie bei der Ausführung der Fig. 4 wird über die Nachstellvorrichtung 38 demnach der Verstellweg um das Verschleißmaß automatisch verringert.

Fig. 6 zeigt eine Nachstellvorrichtung 44, bei der die Seilzughülle 24 an einem Mitnahmebolzen 46 anliegt. Letzterer ist hohlgeformt zum Durchtritt des Seilzugs 21, der zu einem nicht gezeigten Elektromagneten 23 ähnlich wie in Fig. 4 führt. Der Mitnahmebolzen 46 stützt sich an einem Bund 45 a einer Lagerbuchse 45 axial ab. Diese umschließt den Mitnahmebolzen 46 und dient einer Verstellschraube 47 als Radiallager. Diese An­ ordnung wird umgeben von einem zylindrischen Gehäuse 48, das über eine innenseitige Schraubenverbindung 50 mit der Verstellschraube 47 eingreift. Befestigt ist das Gehäuse 48 über einen Befestigungsring 49 andeutungs­ weise mit dem Fahrzeugrahmen.

Eine Spiralfeder 51 stützt sich am Boden des Gehäuses 48 ab. Sie verdreht die Verstellschraube 47 gegen die Kraft der Druckfedern 19 aus Fig. 1 nach oben. Diese Bewegung tritt bei Spiel innerhalb des Seilzugs 21 auf. In gleichem Maß erfährt die Seilzughülle 24 ein Spiel, das jedoch über die Verstellschraube 47 nach oben beschrie­ bener Wirkungsweise ausgeglichen wird.

Die Schraubenverbindung 50 wirkt in Gegenrichtung selbsthemmend, so daß die Verstellbewegung nur in einer Richtung zum Nachstellen erfolgt. Demzufolge ist bei erneuter Betätigung des Seilzuges 21 bis zum Einkuppeln der Reibkupplung 9 kein Leerweg zu überbrücken. Das Gehäuse 48 besitzt Manschetten 52 a und 52 b, die gleitge­ führt das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in das Gehäuse 48 verhindern.

Claims (10)

1. Sperrbares Ausgleichsgetriebe für Kraftfahrzeuge mit einem drehbar innerhalb des Ausgleichsgetriebes gelagertem Ausgleichsgehäuse, in dessen Inneren eine zur Begrenzung der Ausgleichsbewegung vorge­ sehene Reibkupplung von außen schaltbar ist über wenigstens eine Anlaufschräge eines Schaltringes, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltring (14 a, 14 b) außerhalb des Ausgleichsgehäuses (5) angeord­ net ist und die Reibkupplung (9) über eine Dreh­ bewegung axial betätigt.

2. Sperrbares Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltring (14 a, 14 b) mit einem Hebel (13 a, 13 b) versehen ist, der über eine am Gehäuse (Getriebegehäuse 2) des Ausgleichsgetriebes (Kegelradausgleichsgetriebe 1) angeordnete Nockenwelle (11) schwenkbar ist.

3. Sperrbares Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwelle (11) in einem Gehäusedeckel (12) des Ausgleichsgetriebes (Kegelradausgleichsgetriebe 1) gelagert ist.

4. Sperrbares Ausgleichsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch zwei Schaltringe (14 a und 14 b), die ineinandergreifende Anlaufschrägen (Rampen 15 b, Mulden 15 a) aufweisen und die relativ zueinander verdrehbar sind.

5. Nachstellvorrichtung für einen Seilzug, insbe­ sondere zur Betätigung des Schaltringes eines sperrbaren Ausgleichsgetriebes für Kraftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Seilzughülle (24) mit der Nach­ stellvorrichtung (28, 38, 44) verbunden ist und über sie in einer Betätigungsrichtung zum Sperren des Ausgleichsgetriebes (Kegelradausgleichsgetriebe 1) mittels Kraft einer vorgespannten Feder (Zug­ feder 36, Druckfeder 35, Spiralfeder 51) ver­ lagerbar ist.

6. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachstellvorrichtung (28, 38, 44) mit der Kraft der Feder (Zugfeder 36, Druckfeder 35, Spiralfeder 51) die Seilzughülle (24) verlagerbar beaufschlagt entgegen einem an dem Seilzug (21) angreifenden Federelement (Druckfeder 19).

7. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachstellvor­ richtung (28) eine schwenkbare Rastscheibe (27) mit endseitig ausgebildetem Sägezahnprofil (31) auf­ weist, das mit einem hierzu nachgeformten aufbau­ festen Rastkörper (Gleitstück 32) zusammenwirkt, der senkrecht zur Schwenkbewegungsrichtung feder­ nachgiebig (Schraubenfeder 33) gehalten ist.

8. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (Lagerbolzen 30) innerhalb der Rastscheibe (27) so angeordnet ist, daß eine Verlagerung der Seilzughülle (24) eine dem Sägezahnprofil (31) übersetzt große Wegänderung auferlegt.

9. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine selbsthemmende Schrau­ benverbindung (50).

10. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachstellvor­ richtung (38) aus einem flüssigkeitsgefüllten, aufbaufesten Zylinder (40) mit einem auf die Seilzughülle (24) wirkenden Kolben (41) besteht, der ein die Kolbenbewegung steuerbares Rückschlag­ ventil (43) aufweist.