DE4117646C2 - Nabenkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Nabenkupplung für ein Fahrzeug, wie z. B. ein Kraftfahrzeug, und insbesondere auf eine Nabenkupplung mit einer Gleit- bzw. Schubkupplung.

Eine Nabenkupplung ist allseits als eine Baugruppe zum Ankuppeln und Auskuppeln bzw. Trennen der Räder des Antriebssystems in einem vierradgetriebenen bzw. allradgetriebenen Fahrzeug bekannt.

Eine Nabenkupplung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist mit der DE 39 00 519 A1 bekanntgeworden. Diese bekannte Nabenkupplung wird nun in bezug auf die Fig. 8 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die bekannte Nabenkupplung hat eine Nabe 303 für den Anschluß an ein Rad 301. Die Nabe 303 wird mit dem Rad 301 gekoppelt bzw. verbunden und von diesem abgekoppelt unter Zuhilfenahme einer Gleit- bzw. Schub­ kupplung 309, die durch eine Stelleinrichtung bzw. einen Stellmotor 307 angetrieben wird. Die Nabe 303 wird durch eine Spindel bzw. einen Achsfortsatz 315 der Fahrzeugkarosserie über ein Paar von Kegelrollenlagern 311, 313 gelagert bzw. abgestützt.

Da jedoch die Nabe 303 getrennt von den Lagern 311, 313 ausgebildet ist, wird die Anzahl der Bauteile in der Nabenkupplung groß, und es werden bei der Montage der Nabenkupplung vielen Handgriffe erforderlich, was die Herstellungskosten ansteigen läßt.

Da ferner bei der Montage der Naben-Kupplungseinrich­ tung eine vorspannende Einstellung der Kegelrollenlage­ rung 311, 313 mittels einer Sicherungs- bzw. Verriege­ lungsmutter 317 vorgenommen werden muß, wird die Mon­ tage schwierig bzw. aufwendig.

Es muß darüber hinaus dafür gesorgt werden, daß die Ke­ gelrollenlager 311, 313 aufgrund der Luftströmung in der Nähe der Kegelrollenlager 311, 313 entsprechend der bzw. im Ansprechen auf die Betätigung des Stellmotors 307 nicht trockenlaufen. Aus diesem Grunde muß auf der in der Figur rechten Seite der Kegelrollenlagerung 311, 313 eine Dichtung angeordnet werden, die jedoch auf­ grund der Verriegelungs- bzw. Sicherungsmutter 317 schwierig zu positionieren ist.

Die US 4 817 752 offenbart eine weitere Nabenkupplung für ein Kraftfahrzeug. Bei dieser Nabenkupplung ist eine Antriebswelle vorgesehen, welche eine Innenverzahnung aufweist. Die Verbindung zum Rad wird über eine hydraulisch betätigbare außen verzahnte Kupplungsscheibe hergestellt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nabenkupplung zu schaffen, welche nur wenige Teile aufweist, so daß die Herstellungskosten gering und die Montage einfach sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst.

Zu bevorzugende Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nachstehend werden anhand schematischer Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Skelett-Struktur-Ansicht eines An­ triebssystems für ein Fahrzeug mit einer Nabenkupplung gemäß einer er­ sten Ausführungform der Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht der vorstehend erwähn­ ten Nabenkupplung;

Fig. 3 eine Skelett-Struktur-Ansicht eines An­ triebssystems eines Fahrzeugs mit einer Nabenkupplung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 einen Schnitt durch die Nabenkupplung gemäß der zweiten Ausführungs­ form;

Fig. 5 eine Schnittansicht der Nabenkupplung gemäß einer dritten Ausfüh­ rungsform der Erfindung;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines mit ei­ nem Boden ausgestatteten zylindrischen Teils und (teilweise im Schnitt gezeigt) eines Eingriffselements, wie sie in Fig. 5 gezeigt sind;

Fig. 7 einen Schnitt zur Verdeutlichung der Pas­ sungszustände einer in Fig. 6 gezeigten Membran bzw. Trennwand; und

Fig. 8 eine Schnittansicht eines Ausführungsbei­ spiel einer herkömmlichen Naben-Kupplungs­ einrichtung.

In Fig. 1 entsprechen die rechte und die linke Seite jeweils der rechten und der linken Seite des Fahrzeugs, und die obere und die untere Seite entsprechen jeweils der Front- und der Heckseite des Fahrzeugs. Ferner ent­ spricht der obere Teil der Fig. 2 der Frontseite des Fahrzeugs (dem oberen Teil in Fig. 1).

Wie in Fig. 1 gezeigt, weist ein Antriebssystem die folgenden Bestandteile auf: Einen Motor 1, ein Getriebe 3, ein Zentral-Ausgleichs- bzw. -Differentialgetriebe 5 (d. h. ein Ausgleichsgetriebe zur Aufteilung der An­ triebskraft vom Motor auf die Front- und die Heck-An­ triebswellen), ein Front-Ausgleichsgetriebe 7 (d. h. ein Ausgleichsgetriebe für die Front-Antriebswellenseite), ein Paar von Front-Antriebswellen 9, 11, ein rechtes und ein linkes Rad 15, 13, ein Transfergetriebe 17, eine Antriebs- bzw. Kardanwelle 19, ein Heck-Aus­ gleichsgetriebe 21 (d. h. ein Ausgleichsgetriebe auf der Heck-Antriebswellenseite), ein Paar von Heck-Antriebs­ wellen 23, 25, ein Paar von Nabenkupplungen 27, 29, und ein rechtes und ein linkes Rad 33, 31 oder dergleichen.

Im folgenden wird die Nabenkupplung 29 im Bereich der rechten Hinterradseite gemäß Fig. 1 als ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Naben-Kupp­ lungseinrichtung näher beschrieben.

Ein Lager 35 zur Abstützung des Hinterrades 33 weist einen mit der Fahrzeugkarosserie verbundenen äußeren Laufring 37, einen am Hinterrad 33 befestigten inneren Laufring 39 und eine Vielzahl von Kugeln 41, 43 auf, die als Wälz-Lagerelemente fungieren und zwischen dem äußeren Laufring 37 und dem inneren Laufring 39 ange­ ordnet bzw. positioniert sind. Das Lager 35 nimmt über eine Vielzahl von tiefen, konkaven Ausnehmungen 47, 49 im äußeren und im inneren Laufring 37, 39 eine nach rechts oder nach links gerichtete Druck- oder Schub­ kraft auf. Auf der gemäß der Figur linken Seite der Ku­ geln 41 ist eine Dichtung 51 angebracht, während auf der gemäß der Figur rechten Seite der Kugeln 43 eine Dichtung 53 vorgesehen ist. Die Dichtungen 51, 53 dich­ ten die Öffnungen zwischen dem äußeren Laufring 37 und dem inneren Laufring 39 ab.

Der äußere Laufring 37 ist an einem Wellen- bzw. Achs­ gehäuse 59 durch eine Schutzabdeckung 55 mittels einer Vielzahl von Schraubbolzen 57, 57 befestigt. Das Lager 35 kann als eine Einheit vom Achsgehäuse 59 abgenommen und an diesem montiert werden.

Der innere Laufring 39 ist mit einem einstückig ange­ formten Flanschabschnitt 61 und einem Nabenabschnitt 63 (d. h. einer Radnabe) ausgestattet. Mittels einer Viel­ zahl von Schraubbolzen 65 ist am Flanschabschnitt 61 eine Bremsscheibe 64 befestigt. Die Schraubbolzen 65 weisen einen einstückig angeformten Führungszapfen 69 auf, um eine Felge 67 des Hinterrades 33 in Umfangs­ richtung positionieren zu können. Die Felge 67 wird am Flanschabschnitt 61 mittels einer Vielzahl von Schraub­ bolzen 71 befestigt.

Der innere Laufring 39 hat an seinem Zentralabschnitt eine Bohrung 39a, in die in frei drehbarer Art und Weise die rechte Heck-Antriebswelle 25 eingesetzt ist.

Zwischen dem Achsgehäuse 59 und der Achse bzw. Welle 25 ist eine Dichtung 73 angeordnet bzw. positioniert. Durch die Achse bzw. Welle 25 und den inneren Laufring 39 ist als ein Teil eines Strömungsmittelkanals eine Öffnung 75 ausgebildet bzw. definiert. An der Spitze der Antriebswelle 25 steht ein Antriebszahnrad 77 in Funktionseingriff mit einer Kerbverzahnung, wobei die Bewegung des Antriebszahnrades 77 in axialer Richtung durch einen Anschlagring 79 begrenzt ist. Ein Lager 81, welches das Antriebszahnrad 77 und die Welle 25 zen­ triert und damit letztere vor Schwingbewegungen schützt, ist zwischen dem Antriebszahnrad 77 und dem inneren Laufring 39 positioniert bzw. angeordnet. Auf dem Antriebszahnrad 77 ist ein Anschlagring 83 für das Lager 81 montiert, während ein Anschlagring 85 für das Lager 81 auf dem inneren Laufring 39 montiert ist.

Ein Verzahnungsabschnitt 66 ist an der inneren Um­ fangsoberfläche des Nabenabschnitts 63 vorgesehen, und eine außen- und innenverzahnte Muffe, die im folgenden als Schiebezahnrad 87 bezeichnet wird, steht mit dem Verzahnungsab­ schnitt 66 über eine Verzahnung derart in Eingriff, daß eine in axialer Richtung ausgerichtete Bewegung möglich ist. Eine Vielzahl von Verzahnungsvorsprüngen 91 ist ferner an der inneren Umfangsoberfläche des Schiebe­ zahnrades 87 ausgebildet. Die Verzahnungsvorsprünge 91 können in und außer Funktionseingriff mit einer Viel­ zahl von Verzahnungsvorsprüngen 89 treten, die als Zahnradabschnitt bzw. als Verzahnungsabschnitt an der äußeren Umfangsoberfläche des Antriebszahnrades 77 aus­ gebildet sind. Das Antriebszahnrad 77, das Schiebezahn­ rad 87 und der Nabenabschnitt 63 bilden eine Schubkupp­ lung 93 (d. h. eine Kupplung).

Wenn das Schiebezahnrad 87 in den Abschnitt bewegt wird, der in der oberen Hälfte der Fig. 2 dargestellt ist (d. h. in eine Verriegelungsstellung), und die Ver­ zahnungsvorsprünge 91 mit den Verzahnungsvorsprüngen 89 in Eingriff gelangen, ist die Schubkupplung 93 einge­ rückt, so daß die Nabenkupplung 29 die Verbindung zwi­ schen der Welle 25 und dem Hinterrad 33 verriegelt. Wenn das Schiebezahnrad 87 in den Bereich bewegt wird, der in der unteren Hälfte der Fig. 2 gezeigt ist (d. h. in eine Lösestellung), und die Verzahnungsvorsprünge 91 außer Eingriff mit den Verzahnungsvorsprüngen 89 tre­ ten, ist die Schubkupplung 93 gelöst, wodurch ebenfalls die Nabenkupplung 29 gelöst ist, so daß die Antriebs­ verbindung zwischen dem Hinterrad 33 und der Antriebs­ welle 25 unterbrochen ist und das Hinterrad sich in ei­ nem frei drehbaren Zustand befindet.

Das Schiebezahnrad 87 ist an einem Arm 97 eines Halte­ teils 95 sicher befestigt. Ein äußerer Umfangsabschnitt einer Membran 99, die als bewegbare Wand fungiert, ist luftdicht in den inneren Umfangsabschnitt des gemäß der Figur rechten Endabschnittes der Nabe 63 eingepaßt. Ein innerer Umfangsabschnitt der Membran 99 ist luftdicht am Halteteil 95 und an einer Platte 101 angebracht. Am gemäß der Figur rechten Endabschnitt des Nabenab­ schnitts 63 ist ein Deckel 105 angeschraubt. Zwischen dem Deckel 105 und dem Nabenabschnitt 63 ist ein Filter 103 gehalten, und der Deckel 105 hat ein Entlüftungs­ loch 107 zur Belüftung der Innenseite des Deckels durch den Filter 103. Zwischen dem Deckel 105 und der Platte 101 ist eine Verschiebefeder 109 positioniert. Die Ver­ schiebefeder 109 drückt das Schiebezahnrad 87 ständig über das Halteteil 95 in die Verriegelungs- bzw. Ein­ kupplungsstellung.

Am Achsgehäuse 59, nämlich am äußeren Laufring 37 ist ein Rohr- bzw. Schlauchverbindungsteil 111 montiert, das mit einer Luftpumpe 113 als eine Einrichtung zum Erzeugen von Druck in einer Schlauchleitung verbunden ist. Die Öffnung 75, daß Schlauchverbindungsteil 111 und der Schlauch bzw. das Luftversorgungsrohr bilden einen Strömungsmittelkanal, wobei der Luftdruck von der Luftpumpe 113 durch einen Raum zwischen der Dichtung 51 und der Dichtung 73 und durch die Öffnung bzw. den Ringspalt 75 zur Membran 99 geleitet wird. Der Luft­ druck drückt die Membran gegen die Federkraft der Ver­ schiebefeder 109 gemäß der Figur nach rechts, wodurch das Schiebezahnrad 87 durch das Halte- bzw. Mitnehmer­ teil 95 in die Lösestellung verschoben wird. Wenn die Luftzufuhr unterbrochen wird, wird das Schiebezahnrad 87 durch die Federkraft der Verschiebefeder 109 in die Verriegelungs- bzw. in die Kupplungseingriffsstellung bewegt.

Es ist ein System vorgesehen, durch das die Luftpumpe 113 entweder vom Fahrersitz aus manuell betätigt werden kann oder automatisch im Ansprechen auf die Zustände der Fahrbahnoberfläche bzw. auf die Lenkbedingungen bzw. des Eigenlenkverhaltens des Fahrzeugs ansteuerbar ist.

Da das Lager 35 zur Abstützung des Rades 33 einstückig mit dem Lagerabschnitt und dem Naben-Kupplungsabschnitt ausgebildet ist, kann die Anzahl der Teile in der Na­ benkupplung 29 verringert, wodurch die Nabenkupplung 29 klein wird und dementsprechend die Herstellungskosten reduziert werden. Darüber hinaus wird die Montage ein­ fach und es kann zusätzlich dafür gesorgt werden, daß das Austauschen einer gewöhnlichen Radnabe bzw. einer gewöhnlichen Radfelge einfach durchgeführt werden kann.

Da ferner das Lager 35 zur Abstützung des Rades 33 eine Druckkraft aufnehmen kann, ist eine Vorspannungs-Ein­ stellung, wie sie bei einer herkömmlichen Einrichtung erforderlich war, nicht mehr nötig, und die Dichtungen 51, 53 können auf dem Lager 35 vormontiert werden.

Schließlich wird dadurch, daß der innere Laufring 39 den Nabenabschnitt 63 trägt, der Durchmesser der Naben­ kupplung 29 klein, so daß auch der Innendurchmesser der Radfelge 67, der durch den Außendurchmesser des Naben­ abschnitts 63 festgelegt wird, ebenfalls klein wird.

Die Nabenkupplung 27 ist in der gleichen Weise aufge­ baut bzw. konstruiert wird die Nabenkupplung 29.

Im folgenden soll die Funktion dieser Nabenkupplungen 27, 29 unter Bezugnahme auf das in Fig. 1 gezeigte An­ triebssystem des Fahrzeugs näher beschrieben werden.

Die Antriebskraft einer Brennkraftmaschine bzw. eines Motors 1 wird durch das Getriebe 3 auf das Zentraldif­ ferentialgetriebe 5 übertragen. Wenn ein 2-4-Wechselme­ chanismus 115 zum Zuschalten und Abschalten der An­ triebskraftübertragung auf die Seite der Hinterräder 31, 33 im Transfergetriebe 17 durchgeschaltet ist und die Nabenkupplungen 27, 29 eingekuppelt sind, während die Antriebskraft des Motors 1 durch das Zentraldiffe­ rentialgetriebe 5 und das Front-Ausgleichsgetriebe 7 auf die rechten und linken Vorderräder 13, 15 aufge­ teilt wird, wird die Antriebskraft ebenfalls auf die rechten und linken Hinterräder 31, 33 aufgeteilt, so daß das Fahrzeug in einen Vierrad-Antriebszustand ein­ tritt.

Wenn der 2-4-Wechselmechanismus 115 ausgekuppelt wird, so daß die Hinterräder 31, 33 aus dem Antriebszweig ge­ nommen werden und ein Verriegelungsmechanismus 117 für das Zentral-Ausgleichsgetriebe 5 in einen Verriege­ lungs- bzw. Sperrzustand eintritt, tritt das Fahrzeug in einen Zweirad-Antriebszustand ein, so daß ein zwei­ radgetriebenes Fahrzeug mit Frontmotor und Frontantrieb bereitgestellt bzw. geschaffen wird.

Wenn zu diesem Zeitpunkt die Nabenkupplungen 27, 29 ausgerückt werden, wird die begleitende Bewegung des Kraftübertragungs- bzw. Getriebesystems von den Naben­ kupplungen 27, 29 auf den 2-4-Wechselmechanismus 115 unterbunden, so daß der Kraftstoffverbrauch gesenkt und verhindert wird, daß jedes Teil des Kraftübertragungs­ systems bzw. Antriebssystems Abrieb, Schwingungen, Ge­ räuschbildung oder dergleichen unterworfen wird.

Nachfolgend wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist eine Naben- Kupplungseinrichtung 121 am äußeren Ende einer Front- Antriebswelle 123 angeordnet. Wenn Luft von einer klein dimensionierten Luftpumpe auf die Naben-Kupplungsein­ richtung 121 gegeben wird, um die Kupplung einzurücken, treibt der Motor 125 über eine Kardanwelle 127, ein Heck-Differentialgetriebe 129 und ein Paar von Hinter­ rad-Antriebswellen 131 ein Paar von Hinterräder 133 und gleichzeitig über eine Kardanwelle 135, ein Front-Aus­ gleichsgetriebe 137 und ein Paar von Front-Antriebswel­ len 123 ein Paar von Vorderrädern 139. Wenn anderer­ seits die Naben-Kupplungseinrichtung 121 ausgerückt ist, treibt der Motor 125 lediglich die Hinterräder 133 an.

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht der Naben-Kupplungs­ einrichtung 121. Die Naben-Kupplungseinrichtung 121 ist mit einem äußeren Laufring 143 ausgestattet, der an ei­ ner Fahrzeugkarosserie befestigt ist. Der äußere Lauf­ ring 143 stützt bzw. lagert frei drehbar einen inneren Laufring 147 über eine Vielzahl von Kugeln 145, die als eine Einheit mit dem äußeren und dem inneren Laufring 143, 147 ausgebildet sind. Der innere Laufring 147 ist mit einem Flanschabschnitt 147a, der mit dem Vorderrad 139 über eine Vielzahl von Schraubbolzen 149 verbunden ist, und einem zylindrischen Nabenabschnitt 147b ausge­ stattet. Die Front-Antriebswelle 123 durchragt den in­ neren Laufring 147 in dessen Zentralabschnitt und wird durch die Fahrzeugkarosserie und konzentrisch zum inne­ ren Laufring 147 abgestützt.

Zwischen dem inneren Laufring 147 und dem äußeren Lauf­ ring 143 ist ein Paar von Dichtungen 153, 155 angeord­ net, so daß eine Luftkammer 151 ausgebildet wird, die über eine Leitung 157 mit einer klein dimensionierten Luftpumpe in Verbindung steht. Die Luftkammer 151 steht in Strömungsmittelverbindung mit einem Luftkanal 159, der durch den inneren Laufring 147 und die Front-An­ triebswelle 123 definiert wird. Im Inneren des Nabenab­ schnitts 147b wird eine weitere Luftkammer 161 ausge­ bildet, die in Strömungsmittelverbindung mit dem Luft­ kanal 159 steht.

Das äußere Ende bzw. die Spitze 123a der Front-An­ triebswelle 123 steht in die Luftkammer 161 vor, und ein Antriebszahnrad 163 steht mit dem äußeren Ende bzw. der Spitze 123a der Front-Antriebswelle 123 in Funk­ tionseingriff. Das Antriebszahnrad 163 ist mit einer Vielzahl von Verzahnungsvorsprüngen 165 am Außenum­ fangsabschnitt ausgestattet, wobei ein Eingriffsteil 169 eines Schubkupplungsteils 167 mit den Verzahnungs­ vorsprüngen 165 in Eingriff steht. Das Eingriffsteil 169 steht ständig in Eingriff mit einer Vielzahl von Verzahnungsvorsprüngen 171, die an der inneren Um­ fangsoberfläche des Nabenabschnittes 147b ausgebildet sind. Das Eingriffsteil 169 kann sich in axialer Rich­ tung entlang der Verzahnungsvorsprünge 171 des Nabenab­ schnittes 147b bewegen und gelangt außer Eingriff mit den Verzahnungsvorsprüngen 165 des Antriebszahnrades 163, wenn sich das Eingriffsteil 169 gemäß der Figur nach rechts bewegt.

Das Schubkupplungsteil 167 weist ein inneres zylindri­ sches Teil 173 mit einem Boden und ein äußeres zylin­ drisches Teil 175 mit einem Boden auf, wobei die beiden Böden miteinander verbunden sind. Das Eingriffsteil 169 ist an einem Armabschnitt 173a des inneren zylindri­ schen Teils 173 gehalten. Der Zentralabschnitt einer Membran 177 ist luftdicht zwischen den beiden Böden bzw. Bodenabschnitten der zylindrischen Teile 173, 175 festgehalten, wobei der äußere Umfangsabschnitt der Membran 177 luftdicht in ein Deckelelement 179 einge­ paßt ist, das die Außenseite des Nabenabschnitts 147b abdeckt und an letzterem befestigt ist. Der äußere Um­ fangsabschnitt der Membran 177 ist um einen Fixierring 181 herumgewunden, der in die Innenseite des Deckels 179 eingepreßt ist.

Das äußere zylindrische Teil 175 wird durch eine Druck­ feder 183, die zwischen dem äußeren zylindrischen Teil 175 und dem Deckelelement 179 angeordnet ist, gemäß der Figur nach rechts gedrückt. Das linke Ende des äußeren zylindrischen Teils 175 ist nach innen umgebogen und bildet einen Flanschabschnitt 185 aus. An der inneren Oberfläche des Deckelelements 179 ist ein Führungsteil 187 befestigt, dessen inneres Ende nach außen umgebogen ist, um einen Flanschabschnitt 189 auszubilden. Der Flanschabschnitt 189 des Führungsteils 187 steht in Gleitverschiebungseingriff mit dem Flanschabschnitt 185 des äußeren zylindrischen Teils 175, um einen Ein­ griffsabschnitt 191 auszubilden, so daß das Schubkupp­ lungsteil 167 in axialer Richtung über die volle Axial­ länge des Führungsteils 187 bewegt werden kann. Das Führungsteil 187 wird am Deckelteil 179 mittels eines Schnapprings 193 durch einen Luftfilter 195 bzw. unter Zwischenschaltung des Luftfilters 195 gehalten.

Das linke Ende des Nabenabschnittes 147b wird als Stu­ fenabschnitt 197 ausgebildet, während das rechte Ende des Deckelteils 179 ebenfalls als gestufter bzw. als Stufenabschnitt 199 ausgebildet ist; über die Stufenab­ schnitte 197, 199 erfolgt eine sichere Passungsverbin­ dung des Deckelteils 179 auf dem Nabenabschnitt 147b. Anstelle der Stufen 197, 199 können auch eine Vielzahl von Rillen oder Verzahnungsvorsprüngen vorgesehen sein.

Nachfolgend wird die Montage der Naben-Kupplungsein­ richtung 121 erläutert. Zunächst wird das Führungsteil 187 an der Innenoberfläche des Deckelteils 179 ange­ bracht, und das Schubkupplungsteil 167 gelangt mit dem Führungsteil 187 in Eingriff, wenn das Eingriffsteil 169 des Schubkupplungsteils 167 durch die Druckfeder 183 nach rechts vorspringt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Zentralabschnitt der Membran 177 am Schubkupplungs­ teil 167 angebracht, und der äußere Umfangsabschnitt der Membran 177 wird in das Deckelteil 179 mit Passung eingesetzt.

In diesem Zustand wird das Eingriffsteil 169 zwischen den Nabenabschnitt 147b und das Antriebszahnrad 163 eingesetzt, so daß das Eingriffsteil 169 auf der rech­ ten Seite der Verzahnungen 165 positioniert ist. An­ schließend wird das Deckelteil 179 auf den Nabenab­ schnitt 147b gedrückt und auf letzterem sicher mit Pas­ sung gehalten.

Zu diesem Zeitpunkt verhindert die Wirkung des Ein­ griffsabschnitts 191, daß das äußere zylindrische Teil 175 außer Eingriff mit dem Führungsteil 187 gelangt, während die Druckfeder 183 zwischen dem Deckelteil 179 und dem äußeren zylindrischen Teil 175 aufgenommen ist, so daß die Montage sehr einfach wird. Ferner wird durch Einstellung der axialen Länge des Führungsteils 187 zwischen dem Schubkupplungsteil 167 und dem Spitzenab­ schnitt 123a der Front-Antriebswelle 123 eine Öffnung 201 ausgebildet. Folglich wird im ausgerückten bzw. ge­ lösten Zustand der Kupplung dafür gesorgt, daß das Schubkupplungsteil 167 die Spitze 123a der Front-An­ triebswelle 123 nicht berührt.

Bei der auf diese Art und Weise montierten Naben-Kupp­ lungseinrichtung 121 strömt die von einer klein dimen­ sionierten Luftpumpe bereitgestellte Luft durch das Rohr bzw. den Schlauch 157, die Luftkammer 151, den Luftkanal 159 und zwischen dem Schubkupplungsteil 167 und dem Nabenabschnitt 147b in die Luftkammer 161 und drückt die Membran 177 gemäß der Figur nach links, wo­ durch das Schubkupplungsteil 167 gegen die Federkraft der Druckfeder 183 in axialer Richtung gemäß der Figur nach links bewegt wird. Durch diese Bewegung gelangt das Eingriffsteil 169 des Schubkupplungsteils 167 mit der Verzahnung 165 des Antriebszahnrades 163 in Ein­ griff. Da das Eingriffsteil 169 ständig mit den Verzah­ nungsvorsprüngen 171 des Nabenabschnittes 147b in Ein­ griff steht, wird die Front-Antriebswelle 123 durch das Eingriffsteil 169 an den Nabenabschnitt 147a angekop­ pelt. Wenn der Luftdruck abgesenkt wird, wird das Schubkupplungsteil 167 durch die Einwirkung der Druck­ feder 183 gemäß der Figur nach rechts gedrückt, um den Eingriff zwischen dem Eingriffsteil 169 und dem An­ triebszahnrad 163 aufzuheben, wodurch der Nabenab­ schnitt 147b von der Front-Antriebswelle 123 abgekop­ pelt bzw. getrennt wird. Anstelle von Luft kann selbst­ verständlich Öl oder dergleichen als Strömungsmittel verwendet werden.

Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfin­ dung. In Fig. 5 werden für diejenigen Teile, die den Elementen der Fig. 4 entsprechen, die gleichen Bezugs­ zeichen verwendet, so daß eine zusätzliche Beschreibung dieser Teile entfallen kann.

Bei dieser Ausführungsform kann das Deckelteil 179 mit dem Nabenabschnitt 147b unter Zuhilfenahme einer Schraubverbindung bzw. eines Gewindeabschnitts gekop­ pelt werden. Auf dem Außenumfangsabschnitt des Endes des Nabenabschnitts 147a ist ein Stufenabschnitt 205 ausgebildet, in den ein Gewindeabschnitt 207 eingeformt ist. Auf der Innenumfangsoberfläche am Ende des Deckelelements 179 sind zwei Stufenabschnitte 209, 211 ausgebildet, wobei auf dem in der Figur rechten Stufen­ abschnitt 211 ein Gewindeabschnitt 213 vorgesehen ist, der mit dem Gewindeabschnitt 207 in Eingriff bringbar ist. Durch Aufschrauben des Gewindeabschnitts 213 am Deckelelement 179 auf den Gewindeabschnitt 207 am Nabenabschnitt 147b wird das Deckelelement 179 am Nabenabschnitt 147b fest angebracht bzw. mit Passung befestigt.

Das Eingriffsteil 169 wird wie in Fig. 6 gezeigt ge­ halten bzw. abgestützt. Am Armabschnitt 173a des innen­ liegenden bzw. inneren zylindrischen Teils 173 ist ein nach außen gebogener Flanschabschnitt 173b ausgebildet. Auf der inneren Umfangsoberfläche des Eingriffs­ teils 169 ist eine Ringnut 169a ausgebildet. Der Flanschabschnitt 173b steht mit der Nut 169a so in Ein­ griff, daß er eine Drehbewegung in Umfangsrichtung er­ möglicht, jedoch die Bewegung in axialer Richtung be­ grenzt bzw. verhindert. Der Flanschabschnitt 173b des Armabschnitts 173a greift dabei derart in die Nut 169a ein, daß das Eingriffsteil 169 in axialer Richtung in einer Normalstellung eingestellt und dort sicher fest­ gehalten wird.

Die Membran 177 wird, wie in Fig. 7 gezeigt, in das Deckelteil 179 eingesetzt bzw. eingepaßt, indem ein Teil 177a des Fixierrings 181, der durch den äußeren Umfangsabschnitt der Membran 177 umrollt ist, in den gemäß der Figur linken Stufenabschnitt 209 des Deckel­ teils 179 eingepreßt bzw. eingedrückt wird. Der andere Teil 177b des Fixierrings 181 steht in Richtung auf die rechte Stufe 211 hin vor.

Im folgenden wird die Montage der Naben-Kupplungsein­ richtung dieser Ausführungsform näher beschrieben. Zunächst steht das Schubkupplungsteil 167 mit dem Füh­ rungsteil 187 in Eingriff, das auf der Innenseite des Deckelteils 179 angebracht ist. In diesem Moment steht das Eingriffsteil 169 des Schubkupplungsteils 167 durch die Wirkung der Druckfeder 183, welche zwischen dem Deckelteil 179 und dem Schubkupplungsteil 167 positio­ niert ist, vom Deckelteil 179 vor. Der Zentralabschnitt der Membran 177 wird mit dem Schubkupplungsteil 167 verbunden, und der äußere Umfangsabschnitt der Membran 177 wird in den linken Stufenabschnitt 209 eingepaßt.

In diesem Zustand wird das vom Deckelteil 179 vorste­ hende Eingriffsteil 169 zwischen die Front-Antriebs­ welle 123 und den Nabenabschnitt 147b so eingesetzt, daß das Eingriffsteil 169 auf der rechten Seite der Verzahnungsvorsprünge 165 positioniert ist. Anschlie­ ßend wird der Gewindeabschnitt 213 des Deckelteils 179 auf den Gewindeabschnitt 207 des Nabenabschnitts 147b geschraubt. Da der Flanschabschnitt 173b des Armab­ schnitts 173a mit der Nut 169a des Eingriffsteils 169 drehbar in Eingriff steht, kann das Eingriffsteil 169 in diesem Moment eine Relativ-Drehbewegung bezüglich des Nabenabschnitts 147b ausführen. Folglich kann das Deckelteil 179 unter Zuhilfenahme der Gewindeabschnitte 213, 207 mit Leichtigkeit auf den Nabenabschnitt 147b aufgeschraubt werden. Da in diesem Zustand ferner der Teil 177b des Fixierelementes 181 von der linken Stufe 209 auf die rechte Stufe zu vorsteht, wenn das Deckel­ teil 179 auf den Nabenabschnitt 147b geschraubt wird, wird der vorspringende Teil 177b durch das Ende des Na­ benabschnitts 147b zusammengedrückt, wodurch eine luft­ dichte Abdichtung zwischen dem Ende des Nabenabschnitts 147b und der Membran 177 sichergestellt wird.

Mit dieser Ausführungsform werden dieselben Effekte und Wirkungen erzielt, wie dies bei der zweiten Ausfüh­ rungsform der Fall ist. Darüber hinaus kann das Deckel­ teil bzw. Deckelelement 179 am Nabenabschnitt 147b mit Leichtigkeit mit Passung angesetzt und von diesem wie­ der abgenommen werden, so daß die Schubkupplung mit einfachen Handgriffen zerlegt und wieder zusammenge­ setzt werden kann, mit der Folge, daß die gesamte Na­ ben-Kupplungseinrichtung 121 sehr einfach gewartet wer­ den kann.

Das Deckelelement 179 kann mit dem Nabenabschnitt 147b zusätzlich mittels eines C-Rings verbunden werden, und es kann zwischen dem Deckelelement 179 und dem Nabenab­ schnitt 147b ein weiteres Dichtungselement, wie z. B. ein O-Ring eingesetzt werden.

Claims (5)

1. Pneumatisch gesteuerte Nabenkupplung zum An- und Abkuppeln eines Rades vom Antrieb eines Fahrzeuges mit zuschaltbarem Vierradantrieb, mit:
einer einen verzahnten Abschnitt aufweisenden Radantriebswelle (25; 123), die die Antriebskräfte zu der Nabenkupplung überträgt,
einer äußeren Wälzlagerbuchse (37; 143),
einer inneren Wälzlagerbuchse (39; 147), die zusammen mit der innerhalb dieser angeordneten Radantriebswelle (25; 123) einen Fluidkanal (75; 159) ausbildet,
einer Wälzlagerbaugruppe (41, 43; 145), die zwischen der äußeren (37; 143) und der inneren (39; 147) Wälzlagerbuchse angeordnet ist,
einer innerhalb der Nabe angeordneten, in axialer Richtung beweglichen Wand (95, 99, 101; 173, 175, 177), die zusammen mit der Nabenwand (63; 147b) einen abgedichteten Raum begrenzt, der mit dem Fluidkanal (75; 159) in Verbindung steht,
einer innerhalb der Nabe angeordneten, in axialer Richtung verschieblichen, außen und innen gezahnten Muffe (87; 169), die mit der beweglichen Wand in Verbindung steht und von dieser in axialer Richtung verschoben werden kann, um - je nach Schiebestellungen - mittelbar eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen der Radantriebswelle (25; 123) und dem Rad herzustellen oder zu unterbrechen,
dadurch gekennzeichnet, daß
die äußere Wälzlagerbuchse (37; 143) im wesentlichen drehfest mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist,
die innere Wälzlagerbuchse (39; 147) gegenüber der Fahrzeugkarosserie drehbeweglich ist,
die innere Wälzlagerbuchse (39; 147) einen mit dem Rad des Fahrzeuges verbundenen Flansch (61; 147a) trägt und sie die Nabe teilweise auch nach außen begrenzt und
die innere Wälzlagerbuchse (39; 147) auf ihrer Innenseite einen Abschnitt (66; 171) aufweist, der verzahnt ist und mit der Außenverzahnung der Schiebemuffe (87; 169) in drehfestem Eingriff steht.

2. Nabenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Führungsteil (101; 187) vorgesehen ist, mit dem die Axialbewegung der beweglichen Wand begrenzbar ist.

3. Nabenkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Wand einen Eingriffsabschnitt (185) aufweist, und daß die Nabenkupplung ferner ein an den Nabenabschnitt (147b) angesetztes Deckelelement (179) aufweist, wobei das Führungsteil (187) fest am Deckelteil bzw. Deckelelement (179) angebracht ist, und der Eingriffsabschnitt mit dem Führungsteil in Eingriff steht.

4. Nabenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Wand (173) einen Flanschabschnitt (173b) aufweist, der mit dem Schiebezahnrad (169) derart in Eingriff steht, daß eine Relativbewegung in Umfangsrichtung zwischen diesen Teilen möglich ist.

5. Nabenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Deckelteil (179) vorgesehen ist, welches auf den Nabenabschnitt (147b) aufgeschraubt ist, wobei die bewegliche Wand eine Membran (177) aufweist, von der ein Teil (177a) eines äußeren Umfangsabschnitts in das Deckelelement (179) mit Passung eingesetzt ist und der andere Teil (177b) des äußeren Umfangsabschnitts in Richtung auf eine Spitze des Nabenabschnitts (147b) derart vorsteht, daß er mit der Spitze des Nabenabschnitts (147b) in luftdichten Kontakt gelangt, wenn daß Deckelelement (179) auf den Nabenabschnitt (147b) aufgeschraubt wird.