DE6605760U

DE6605760U - Zwischengetriebe mit differential

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Publication number: DE6605760U
Application number: DE6605760U
Authority: DE
Original assignee: Boise Cascade Corp
Current assignee: Officemax Inc
Priority date: 1967-06-07
Filing date: 1968-06-07
Publication date: 1970-07-09
Also published as: US3451496A; GB1167450A; SE342780B; DE1755673A1; JPS4838582B1

Description

Die Erfindung betrifft den Antrieb von Kraftfahrzeugen nit mehreren Treibachsen und insbesondere ein verbessertes und vereinfachtes Ausgleichgetriebe mit selbsttätiger Überholung oder Auskupplung zur Verteilung des Antriebsdrehmoxentszwischen den Treibachsen» Ein Differential dieser Art wird normalerweise in ein am Fahrzeugrahmen befestigtes Zwischengetriebe eingebaut und wird als Zwischengetriebe-Differential bezeichnet«

Es wurde bereits eine Anzahl Ausgleichgetriebe entwickelte Diese besitzen im allgemeinen els. iaittiges treibendes Glied₅

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*das vom Motor angetrieben wird und an seinen entgegengesetzten Seiten mit Kupplungszähnen versehen ist, zwei getriebene Glieder» welche gegen Federdruck axial ver= schiebbar sind und Kupplungszähne aufweisen, welche mit denjenigen des treibenden Gliedes in Eingriff gebracht werden können, und Treibverbindungen zu mehreren Achsen, zusammenwirkende Kurvenelemente, die den treibenden und getriebenen Gliedern zugeordnet sind und jedes getriebene Glied auskuppeln bzwc wieder einkuppeln, wenn die zugeordnete Achse das tTeibende Glied überholt, und zusätzliche Kurvenelementes die gewohnlich als Sperringe bezeichnet werden und die Aufgabe haben„ ein erneutes Einkuppeln des ausgekuppelten getriebenen Gliedes zu verhijad&rS:- sq lange der Oberholungszustand andauert»

Obwohl diese bekannten Getriebe in vielen Fällen zufriedenstellend arbeiten, sind sie zur Verwendung für Zwischengetriebe von begrenzter Grosse oderwenn die Bauform des Fahrzeugs derart ist_s daß das Antriebsdrehmoment vom Motor nicht in zweckmässiger Weise auf das Differential über die herkömmliche Form des Differential^ehäuses über= tragen werden kann, in welchem die Elemente des Differential·= mechanisraus gelagert sind₈ nicht besonders geeignet»

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Gegenstand der * Erfindung ist ein Zvischengetriebe-Differential von neuartiger und vereinfachter Bauform, bei welcher das bisher erforderlich© drehbare DifferentialgehSuse vermieden wird und der Leistungseingang vom Motor dem treibenden Glied des Differentials innerhalb desselben über eine Kelle zugeführt werden kann, welche mit einer der getriebenen Ausgangswellen des Zwischengetriebes (transfer case) gleichachsig ist« Die Erfindung ist ferner auf eine verbesserte Anordnung der Elemente des Differentials gerichtet j die derart ist, daß alle sich bewegenden Teile desselben von den gleichachsigen treibenden und getriebenen Wellen getragen werden und die Gesamtgrosse des Differentials verringert ist,. Das auf diese Weise erhaltene Differential ist daher zum Einbau in den Fällen geelgnet_s in welchen die bisher bekanntes Differentiale ungeeignet sind ο

In den beiliegenden Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugsziffern gleiche Teile in den verschiedenen Figuren bezeichnen,, zeigen:

Fig_o 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs, zur Verwendung in welchen das erfindungsgeiaässe Zwischengetriebe gut geeignet

ist;

Figo 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Differentials, das in dem Zwischengetriebe des in Figo 1 dargestellten Fahrzeugs verwendet werden kann;

Figo 3 eine Schnittansicht des in Figo 2 dargestellten Differentials in das Zwischengetriebe der Figo 1 eingebaut, wobei der Schnitt nach einer Ebene durch die Achsen der Antriebs- und Abtriebswellen geführt ist₉ welche Wellen bei dem dargestellten Fahrzeug zur Waagrechten mit einem Winkel von etwa 2o° geneigt sind, wobei jedoch der vertikale Abstand zwischen den Wellen in FigJL übertrieben dargestellt ist;

Fig, 4 eine Teilansicht vom linken Teil des in Figo 2 dargestellten Differentials, welche die Stellung der Teile zeigt, wenn die hintere Treibachse bzw» die hinteren Treibachsen des Fahrzeugs überholt bzw_o überholen;

Figo 5 eine End- bzw. Stirnansicht eines der getriebenen Kupplungs- und Kurvenelemente und den zugeordneten

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Sperring des in Fig» 2 dargestellten Differentials; Figo 6 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 6°6 in Fig» Sj

Figo 7 eine End» bzw« Stirnansicht des treibenden Gliedes und des zugeordneten Kurvenelements des in Fig_o 2 dargestellten Differentials _t gesehen von der linken Seite der Figo 2_P und

Figo 8 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 8-8 in Figo 7,

ι wobei bestimmte Teile mit voll ausgezogenen Linien

dargestellt sind und ferner das JCurvenelement ge-

I strichelt gezeichnet ist_s wie es im Schnitt er» \

scheint, wenn es von dem treibenden Glied getrennt is to

In Figo 1 ist eine Bauform eines Kraftfahrzeugs dargestellt, bei welcher das e£indungsgemässe Zwischengetriebe-Differeatial vorteilhaft verwendet werden kann» Figo 1 zeigt einen Lastkraftwagen als Träger und für den Transport dner Zementmischtrommel 11 auf einem Rahmen 12_p wobei eine vordere Treibachse 13 und ein hinteres treibendes Fahrgestell

vorgesehen ist_e welches in Tandemanordnung die Treibachsen 14 und 15 umfaßtο Alle drei Treibachsen werden vom Motor 16, der am hinteren Ende des Rahmens 12 angeordnet ist„ über eine Antriebswelle 17 und ein Zwischengetriebe 18 angetrieben das vom Rahmen an einer Stelle getragen wird, die zwischen der vorderen Treibachse 13 und dem hinteren treibenden Fahrgestell liegt« Vom Zwischengetriebe IS wird das Antriebsdrehmojnent auf die vordere Achse 13 über eine Welle 19 über=· tragen und auf die Tandem-Treibachsen 14 und 15 über eine Welle 2oo Bei dem dargestellten Fahrzeug wird die hintere Achse 14 unmittelbar durch die Welle 2o angetrieben und überträgt die hintere Achse 14 das Antriebsdrehmoment auf die hintere Achse IS über eine verhältnismässig kurze Welle 21 ο Gegebenenfalls kann das hiiitere Fahrgestell mit einem Zwischenachsgetriebe von bekannter Bauform versehen werden, dem das Antriebsdrehmoment durch die Welle 2o übertragen wird und von dem es den Tandemachsen 14 und 15 gesondert zugeführt wird. Das hintere Ende des Rahmens 12 kann ferner mit einer nachlaufenden Achse 22 versehen werden, die dazu beiträgte das Gewicht des Motors 16 zu trageno

Damit entweder die Vorderachse 13 oder die Tandemachsen und IS unter Aufrechterhaltung eines kraftschlüssigen Antriebs zu der anderen Achse bzw_o zu den anderen Achsen überholen kön»

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j nen_s beispielsweise während der Fahrt über unebenen Boden

oder wenn die Reifendurchmesser ungleich sind, ist das

Zwischengetriebe 18 mit einem Differentialmechanismus von

^: der in Fig. 2-8 dargestellten Baufona versehene Dieser

Mechanismus ist so gebaut, daß, wenn die Vorderachse die Tandemachsen überholt oder umgekehrt, das getriebene Glied des Differentials_e das mit der Überholenden Achse bzw« mit d«n überholenden Achsen verbunden ist, von dem treibenden Glied gelöst bzw«, abgekuppelt wird und so lange in

• diesem Zustand gehalten wird, als der Öberholzustand andau

ert, jedoch selbsttätig in die eingerückte oder gekuppelte Stellung zurückkehrt, wenn der Oberholungszustand aufhörte

Wie sich am besten aus Figo 2 und 3 ergibt, besitzt das Differential als Hauptelemente (a) ein zweiteiliges treibendes Glied aus einem inneren Glied 23 und einem äusseren Glied 24_β welche zur gemeinsamen Drehung miteinander verkeilt sind und gegen eine relative axiale Bewegung durch einen Sprengring 25 gehalten werden, (b) ein mittiges ! Kurvenelement 26, welches am Aussenumfang des äusseren

treibenden Gliedes 24 zur begrenzten Drehbewegung mit Bezug auf diess angeordnet ist, jedoch gegen eine relative axiale Bewegung durch einen Sprengring 27 gehalten wird, (c) zwei kombinierte Kupplungs- und Kurvenelemente 28 und 29,

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die auf' entgegengesetzten Seiten des äusseren treibenden Gliedes 24 und des Kurvenelements 26 angeordnet sind und mit diesen zusammenwirken, (d) zwei Sperringe (3o und 31), die auf den getriebenen Kupplungs- und Kurvenelementen 28 und 29 mittels Sprengringen 32 angeordnet sind, Ce) ein getriebenes seitliches Glied 33 mit einer Aussenkeilverzahnung zur Aufnahme des Kupplungs- und Kurvenelements 28 und mit einer Innenkeilverzahnung zur Aufnahme des inneren Endes einer ersten Abtriebswelle 34₈ welche ia Zwischengetriebe 18 durch ein Lager 35 drehbar gelagert ist, welches getriebene seitliche Glied 33 als Antriebsverbindusg zwischen dem Kupplungs- und Kurvenelement 28 und der Welle 34 dient₀ (f) ein getriebenes seitliches Glied 36 mit einem Nabenteil 37, der mit einer Aussenkeilverzahnung versehen ist. auf. _{ der das Kupplungs- und Kurvenelement 29 angeordnet ist, und mit einem schrägverzahnten Teil 38, welches Seitenglied 36 als Antriebsverbindung zwischen dem Kupplungs- und Kurvenelement 29 und einer zweiten Abtriebswelle 39 dient, die im Gehäuse 18 in Lagern 4o drehbar gelagert ist, und (g) zwei Druckfedern 41 und 42 mit einem zugeordneten Federteller 43, welche so angeordnet sind, daß die Kupplungs=- und Kurvenelemente elastisch in Eingriff mit dem äusseren treibenden Glied 24 und dem mittigen Kurvenelement 26 belastet sind ο

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Ein Schrägzahnrad 44, das auf die zweite Abtriebswelle 39 aufgekeilt ist_p vervollständigt die Antriebsverbindung zwischen dem schrägver?snnten Teil 38 des getriebenen Sei= tengliedes 36 und der Abtriebswelle 39„

Das Antriebsdrehmoment wird dem Differential im Gehäuse 18 von der Antriebswelle 17 über eine Eingangswelle 45 zugeführt, die im Gehäuse 18 durch ein Lager 46 drehbar ge° lagert ist und mit einem aussenkeilverzahnten inneren Teil 47 versehen ist₉ auf dem die innenkeilverzahnte Nabe 48 des inneren treibenden Gliedes 23 angeordnet ist« Die Eingangswelle 45 ist ferner mit einer Verlängerung 49 von verringertem Durchmesser versehen, die sich in das ausge» E sparte innere Ende 5© der ersten Äusgangswelle 34 mit einer

Zwischenhülse Sl erstreckt, was dazu beiträgt- daß die beiden Wellen in axialer Ausfluchtung gehalten werden, und die die Elemente des Differentialmechanismus trägt«, Die Eingangswelle 45 und die Ausgangswellen 34 und 39 des ZwischengetriebedifferentMs sind mit der Motorantriebswelle 17 und den Achsantriebswellen 19 und 2o in beliebiger geeigneter Weise, z_oB_e durch Kardangelenke 52 (Fig_o 1) verbunden» die in Figo 3 nur teilweise dargestellt sindo

Das innere treibende Glied 23 wird an einer axialen Bewegung

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mit bezug auf den keilverzahnten Teil 47 der Eingangswelle 45 durch die Anlage der Nabe 48 gegen die Endflächen des Nabenteils 37 des Seitengliedes 36 und des aussenkeilverzahnten Teils 53 des Seitengliedes 33 gehindert, wobei vorzugsweise eine Druckscheibe 54 zwischen den Endflächen des Seitengliedes 33 und dem inneren treibenden Glied 23 angeordnet isto Die Seitenglieder 33 und 35 werden ihrerseits an einer axialen Bewegung durch den Innenlaufring eines Drucklagers 55 gehindert, durch welches das Seitenglied im Gehäuse 18 drehbar gelagert ist, und durch eine Druckring° und Druckscheibeneinheit 56, die auf der Eingangswelle 45 fest angeordnet isto

Wie sich ausser in Figo 2 und 3 süs Fig_e 5 - S ergibt, ist das äussere treibende Glied 24 auf jeder seiner Seitenflächen mit einem Satz von treibenden Kupplungsklauen 57 versehen, die vorzugsweise etwas hinterschnitten sind und abgeschrägte Kanten aufweisen und für den Eingriff mit ähnlichen getriebenen Kupplungsklauen 58 bestimmt sind, welche an den gegenüberliegenden Seitenflächen der getriebenen Kupplungsund Kurvenelemente 28 und 29 ausgebildet sindo Die Zwischenräume zwischen den benachbarten Klauen jedes Satzes sind breiter als die Kupplungsklauen selbst, um das Aussereingriff kommen der Klauen zu erleichtern, wenn eines der ge=

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triebenen Glieder von dem treibenden Glied axial nach$ aussen durch die Betätigung der Kurvenelemente wegbewegt wird, wenn sich das zugeordnete Seitesglied 33 oder 36 mit einer grösseren Geschwindigkeit als das treibende Glied 24 zu drehen beginnt*, Jedes der getriebenen Glieder 28 und 29 ist ferner in radialem Abstand nach aussen von dem die getriebenen Kupplungsklauen 58 tragenden Kupplungsteil mit einem Kurvenringteil 59 ausgebildet, der sich axial nach innen erstredt und an seiner Innenkante mit einer Anzahl von Kurvenklauen 61 versehen ist₈ die sich mit den Kupplungsklauen 58 in Ausfluchtung befinden und zweckaässig als Verlängerung derselben ausgebildet sind« Die Kurven·= klauen 61 sind für das Zusammenwirken mit einer gleichen Anzahl von Kurvenklauen 62 bestimmt, die an den Seitenflächen des mittigen Kurvenelements 26 ausgebildet sind und breiter als die Klauen 61 sind und schräge Seiten aufweisen, auf denen die abgeschrägten Kanten der Klauen 61 während des Eingriffsvorgangs gleiten*,

Ua eine axiale Auswärtsbewegung der getriebenen KuppluEgs=

t und Karvenelemsnte 28 und 29 mit bezug auf das treibende

Glied 24 zu ermögliche^ um das Ausrücken der getriebenen

Kupplungsklauen 58 von den treibenden Eupplungsklauen 57

ta bewirken₉ wenn eine Überholung eintritt, sind die Elemente

28 und 29, vie erwähnt» innenkeilverAnt und auf in ähnlicher Weise aussenkeilverzahnten Teilen der getriebenen Seitenglieder 33 und 36 gleitbar angeordnet* Die Federn und 42, die dazu dienen* die Kupplungs- und Kurvenklauen des getriebenen Gliedes in Eingriff mit den entsprechenden Klauen der treibenden Glieder und des mittigen Kurvenelements zu halten, jedoch bei einem OberholongsVorgang nachgeben, um ein Aussereingriffkommen der erwähnten Klauen zu ermöglichen _p umgeben die kei!verzahnten Teile der getriebenen Glieder 33 und 36, wobei sich ihre inneren Enden gegen die äusseren Seitenflächen der getriebenen Glieder abstützen, während sich ihre äusseren Enden gegen den Federteller 43 im Falle der Feder 41 und gegen den Grund einer ringförmigen Ausnehmung 63 abstützen, die in der inneren Seitenfläche des getriebenen Gliedes 36 im Falle der Feder 42 ausgebildet isto Der Federteller 43 wird gegen eine Auswärtsbewegung durch die Anlage seines radial nach innen gerichteten Flansches an einer am getriebenen Glied 33 ausgebildeten Schulter gehaltene

Wie sich am besten aus Fig₀ S ergibt, hat das aittige Kurvenelement 26 die Form eines Ringes von im wesentlichen T«förmigem Querschnitt dessen sich radial nach innen erstreckender Teil 64 von der äusseren ümfangsfläche des trei-

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benden Gliedes 24 getragen wird und eine begrenzte Dreh- I

bewegung mit bezug auf de Letztere ausführen kanne Für

diesen Zweck ist die innere Umfangsfläche des Teils 64 j

des mittigen Kurvenelements mit einer Anzahl von verhält«= j

nismässig flachen^ in der Umfangsrichtuiag voneinander in

Abstand befindlichen Quernuten 65 versel!ien₈ die gleiche j

Abstände voneinander haben und von denen bei der darge- \

stellten Ausführungsform neun vorgesehen sindc Diese Nuten j

dienen zur Aufnahme keilförmiger Vorsprünge 66 _B die sich j von einer gleichen Zahl der Kupplungsklauen 57 des trei»

b enden Gliedes 24 radial nach aussen erstrecken» Wie in

Figr 7 dargestellt ρ ist die Umfangserstreckung jeder Nut 65

grosser als diejenige des zusammenwirkenden Keils 66₈ so daß,

wenn sich das treibende Glied und das mittige Kurvenelement

in ihren normalen Stellungen befinden und die Keile in den

Nuten zentriert sind und sich ferner die Kupplungsklauen

57 in Ausfluchtung mit den Kurvenklauen 62 befinden,, sich

das mittige Kurvenelement um einen kleben Betrag in jeder j Richtung mit bezug auf das treibende Glied drehen kann_ß um |

dem Flankenspiel Rechnung zu tragen., I

Wenn angenommen beide getriebenen Kupplungs- und Kurvenele»
mente 28 und 29 sich voll in Eingriff mit dem äusseren trei-

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benden Glied 24 und mit dem mit tigenKurvenel ©ment 26 befinden,, wie in Fig.,2 und 3 dargestellt«, wird durch eine Überholung der vorderen Achse 13 oder der hinteren Achsen 14 und 15 selbsttätig ein Aussereingriffkommen der treibenden und getriebenen Kupplungslel&uen auf derjenigen Seite des Diffe«= rentials herbe!geführt_s welche der überholenden Achse bsw_o den überholenden Achsen entspricht _g was die Folge der Auswärtsbewegung des zugeordneten getriebenen Kupplungs= und Kurvenelements ist_R welche durch die Kurvenklauen 61 und 62 herbeigeführt wird_p wenn sich das erwähnte Element mit einer grösseren Drehzahl als das treibende Glied 24 au drehen beginntc

Wenn sich beispielsweise die hinteren Achsen 14 und IS über ©in Hindernis bewegen,, während die Räder der Vorderachse Kraftschluß auf einem im wesentlichen ebenen Boden haben„ hat die erhöhte Geschwindigkeit der Drehung der Räder der Hinterachsen eine entsprechend© Zunahme in der Drehgeschwindigkeit der Wellen 2o und 39_s des Zahnrades 44₉ des Seitengliedos 36 und des getriebenen Kupplungs- und Kurven» elements 29 mit besug ftf dss treibende Glied 24 zur Folge_o

Wenn sich das getriebene Gled 29 mit Vorlauf vor dem treibenden Glied dreht_e eine Bewegung_p welche durch das Spiel

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zwischen den treibenden und getriebenen Xupplungsklauen pymöglicht wird, beginnen die abgeschrägten Kanten der Kurvenklauen 61 am Kurvenring 59 des getriebenen Gliedes 29 auf die geneigten Seiten der Kurvenklauen 62 auf der linken Seite des mitti,gen Kurvenelements 26 aufzugleitenj, so daß das Letztere daran gehindert wird₈ an der erhöhten Dreh= geschwindigkeit, des getriebenen Gliedes 29 teilzunehmen, da die Kurvenklauen auf der rechten Seite des mittigen Kurvenelements voll mit den zusammenwirkenden Kurvenklauen am getriebenen Glied 28 zusammenwirken, welches weiterhin von dem treibenden Glied 24 mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Letztere angetrieben wird.. Wenn die Kurvenklauen des getriebenen Gliedes 29 auf die Klauen des mittigen Kurven*» elements aufgleiten₈ wird das Glied 2£> entgegen der Kraft der Feder 42 axial nach aussen bewegt,, wobei es auf dem keilversahnten Teil des zugeordneten Seitengliedes 36 gleitet₉ bis die KurY©nklau©n voll ausgerückt sind und endweise zueinander steben„ gu welchem Zeitpunkt der linke Satz der treibenden und getriebenen Kupplungskiauen 57 und 58 ebenfalls völlig ausgerückt sind und ©inander emdweise gegenüberliegen_s wie in Figo 4 gezeigt.

Ohne die Sperringe 3o und 31_B deren Ausbildung und Wirkungsweise nachfolgend näher beschrieben wird, würde ein andauerndes

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Oberholen der Achsen 14 und 15 zu einem wiederholten Einrücken und Ausrücken der Kupplungs» und Kurvenklauen des Gliedes 29 mit denjenigen des treibenden und mittigen Kurven= elements führen_s was verschiedene Nachteile,, wie erhöhter Verschleiß der Kurven·= und Kupplungsklauen₈ Federermüdung und Geräuschρ zur Folge hat₀ Infolge der Anordnung der Sperringe 3o und 31 im Differential kann das getriebene Glied auf der Oberholungsseite des Mechanismus leicht in der voll ausgekuppelten Stellung gehalten werden,, so lange die Überholung andauert„ während beim Aufhören des Ober=· holungszustandes selbsttätig die Rückführung in die in Figo 2 und 3 gezeigte Stellung vollen Eingriffs erfolgte

Bei der bevorzugten Ausführungsforsi der Erfindung habea die Sperringe 3o und 31 die in Figo S und 6 gezeigte Form und sind auf den getriebenen Kupplungs=· und Kurvenelementen in der ebenfalls in Fig_o 5 und 6 gezeigten Weise angeordnete Wie dargestellt ₉ wird jeder Ring durch ein in der Umfangs» richtung volles Band 67 gebildet_B das in einer Ringnut 68 drehbar gelagert ist₉ die in der Innenfläche des zugeordneten getriebenen Kupplungs= und Kurvenelements zwischen

dem Kurvenringteil 59 und dem Kupplungsteil 6o desselben ausgebildet ist, Die Aussenumfangsflache des Bandes 67 ist

mit einer Umfangsnut zur Aufnahme des Sprengringes 32 ver=·

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f sehen, der eine axiale Verlagerung des Sperringes mit f

bezug auf das Kupplungs- und Kurvenelement verhindert, jedoch eine relative Drehung zwischen beiden zuläßt und ausserdem einen ausreichenden Reibungswiderstand gegen eine solche relative Drehung erzeugt, so daß sich die beiden Elemente gemeinsam drehen, ausgenommen, wenn eine Drehung des Sperrringes in der nachfolgend beschriebenen Weise zwangsläufig | "verhindert wirdc Die Innenkante des Sperringes, doh« diejenige | Kante, die sich nach innen zur Quermittellinie des Diffe- I rentials über die Ebene der getriebenen Kupplungsklauen I 58 und der KuryanViauen £1 hinaus erstreckt, ist mit einer Anzahl von in der Umfangsrichtung voneinander in Abstand befindlichen; sich axial erstreckenden Nasen 69 versehen, bei ds? dargestelltes Atisxührungsform mit drei Nasen_s welche für das Zusammenwirken mit dem mittigen Euryaneleaent in der nachfolgenden beschriehaen Weise zusammenwirkt, um das Kupplungs- und Kurvenelement auf der Überholungsseite .des Differentials in der ausgekuppelten oder ausgerückten Stellung , zu halten,,

Wie in Figo 5 gezeigt₈ ist jede Nase 69 in der Bndansicht i im wesentlichen sechseckig_s wobei die oberen iznd unteren I

j parallelen Seiten des Sechsecks mit dem Aussenusfang bzw« !

Innenumfang des Bandes 67 is der gleichen Ebene liegen und

die radial äusseren nicht parallelen Seiten wesentlich länger als die radial inneren nicht parallelen Seiten sind, welch letztere mit den benachbarten Endwänden von zwei relativ flachen Quernuten 7o in der gleichen Ebene liegen, welche an der inneren Umfangsfläche des Bandes 67 ausgebildet sind« Ausser den beiden Nuten 7o, welche jeder Nase 69 benachbart liegen, sind drei zusätzliche Nuten von der gleichen Grosse und Form in den Teilen des Bandes 67 ausgebildet, die zwischen den Nasen 69 liegen._s wodurch eine Gesamtzahl von neun solchen Nuten in gleichen Abständen um den Innenumfang des Sperringes herum erhalten wird=

Aus Figo 7 und 8 ergibt sich in Verbindung mit Figo 5 und 6p weiche Figuren alle im wesentlichen im gleichen Maßstab gezeichnet sind, daß das mittig Kurveselement 26 eine radiale Dicke hat_e die nur geringfügig grosser als die gemeinsame Dicke jedes Sperringes und des Kurvenringes des getriebenen Kupplungs- und Kurvenelements ist, auf dem er angeordnet ist_s so daß der radial innere Teil 64 des mittigen Kurvenelements den Sperringen gegenüberliegt und mit diesen zusammenwirkt, während der radial äussere Teil, der die Kurvenklauen 62 trägt, den Kurvenringteilen 59 der getriebenen Glieder gegenüberliegt und mit diesen zusammenwirkt« Der radial äussere Teil des laittigen Kurvenelements

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ist voll, während der radial innere Teil 64 desselben so bearbeitet ist, daß er eine Anzahl von verhältnismässig tiefen, in der umfangsrichtung voneinander in Abstand befindlichen Quernuten 71 von gleichen Abständen aufweist, deren Zahl gleich der Zahl der Nasen 69 der Sperringe ist und die so geformt sind, daß ihre Endwände zu den radial äusseren Seiten der Nasen 69 im wesentlichen parallel sind,, in der ümfangsrichtung jedoch einen wesentlich grösseren Abstand haben als die radial äusseren Seiten der Nasen 69_O Wenn sich die treibenden und getriebenen Glieder in ihren normalen Stellungen befinden, in denen sie vollen Eingriff haben_p erstrecken sich die Nasen 69 der Sperringe in die Nuten 71 zu diesen zentriert₉ so daß die Sperringe sich in jeder Richtung mit bezug aaf das mittige Xurvenelemest, wenn eine Überholung beginnt _s um einen Winkelbetrag drehen können^ der im wesentlichen gleich dem Winkelabstand ist, um welchen sich die Klauen des getriebenen Gliedes mit

ΐ bezug auf die Klauen des treibenden Gliedes beim Obergang

j von der voll eingerückten ia die voll ausgerückte Stellung

bewegenο

Aus Fig_o 7 ergibt sich, daß jede der Nuten 71 den Abstand

j zwischen 2wei der relativ flachen Nuten 65 überbrückt

so daß ia diesen Fällen die flachen Nuten nur eine einzige

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Endwand haben und an anderen Ende zu den Nuten 71 offen sind* Da sich die Keile 66 über die volle Breite des treibenden Gliedes 24 erstrecken, wie in Hg₀ 8 angegeben, ragen sie in die Nuten 7o der Halteringe sowie in die Nuten 65 des mittigen Kurvenelements 26 und sind, wenn sich die Teile in ihren normalen Stellungen befinden» sit bezug auf diese Nuten zentriert« Aus Figo 5 und 7 ergibt sich ferner, daß die Seiten der Keile 66 mit dem gleichen Winkel wie die Endwände der Nuten 7o und die radial inneren Seiten der Nasen 69 geneigt sind«

Dio Funktion und die Wirkungsweise der Sperringe 3o und 31 ergibt sich am besten aus Figo 2 - 4_P wobei Figo 2 und 3 die relativen Stellungen der Sperringe und des mittigen Kurvenelements zeigen, wenn beide getriebenen Glieder sich in vollem Eingriff mit dem treibenden Glied befinden, während Figo 4 die relativen Stellungen der gleichen Teile zeigt, wenn die linke Seite des Differentials äch im Oberholzustand befindet.

In der in Figo 2 und 3 dargestellten voll eingerückten Stellung befinden sich die Kurvenklauen 61 beider getriebener Glieder 28 und 29 in vollem Eingriff mit den Klauen 62 des mittigen Kurvenelements 26 und die Nasen 69 der

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Sperringe erstrecken sich in die Nuten 71 des mittigen
Kurvenelements zu diesen zentriert« Da su diesem Zeitpunkt mit Ausnahme der Massenträgheit keine Kraft auf die Sperr=» ringe ausgeübt wird_s welche das Bestreben hat„ eine relative Drehung zwischen ihnen und ihren jeweiligen getriebenen Gliedern herbeizuführen^ drehen sich die Sperringe
mit den getriebenen Gliedern ohne relative Drehung zwischen sich infolge dieses Reibungswiderstandes gegen Drehung,
der durch die Sprengringe 32 erzeugt wirdo Wenn jedoch die linke Seite des Differentials zu überholen beginnt und das getriebene Kupplungs- und Kurvenelement 29 sich mit einer
höheren Geschwindigkeit als das äussere treibende Glied
24 dreht j, gleiten die Kurvenklauen 61 des erwähnten getrie=· benen Elements auf den linken Satz von Klauen 62 des mitti-= gen Kurvenelements auf_s was zur Folge hat₈ daß das überholende getriebene Element sich axial nach aussen bewegt und der linke Satz von KupplungskXauen 57 und 58 ausser Eingriff kommt r

Während dar Zeit₈ während welcher die Kurvenklauen 61 des
Überholenden getriebenen Elements auf die geneigten Seiten der Klauen 62 des mittigen Kurvenelements aufgleiten» bewegt sich der Sperring 31 am überholenden getriebenen Element weiterhin mit dem letzteren mit bezug auf das mittige

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Kurvenelement nach vorne» Bei der weiteren Vorwärtsbewegung kommen die Endflächen der Nasen 69 des Sperrings in Überlappung mit der Seitenfläche des radialen Teils 64 des mittigen Xurvenelements 25 und gleiten auf dieser übar eine kurze Strecke^ bis die sich vorbewegenden radial inneren Seiten der Nasen in Anlage an den Seiten der Keile 66 kommen, worauf der Sperring 31 mit bezug auf das mittige Kurvene lenient festgehalten wird, während sich das getriebene Element 29 mit bezug auf dfen Sperring dreht, so lange seine Drehgeschwindigkeit diejenige des treibenden Gliedes 24 überschreiteto In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß der Betrag_p mit welchem sich die Nasen 69 in die Nuten 71 erstrecken, geringfügig kleiner als die Höhe der Kurvenklauen 61 und 62 ist, so daß beim Ausseoingriffkommen der Kurvenklauen die Nasen 69 vollständig aus den Nuten 71 herausbewegt werden,,

Wenn der Oberholungszustand der linken Seite des Differentials aufhört, nimmt die Drehgeschwindigkeit des getriebenen Elements 29 ab, bis sie diejenige des treibenden Gliedes 24 erreicht, worauf sie unter diese abfällt„ und die übrigen Elements drehen sich dann mit dem letzteren einschließlich des mittigen Kurvenelements und des Sperringes 31„ Sobald die Drehzahl des getriebenen Gliedes 29 niedriger als die-

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jenige des treibenden Gliedes wird, d_oh„, wenn das letztere dem ersten vorzueilenbeginnt, nimmt der Sperring 31 wieder die Bewegung des getriebenen Gliedes infolge der Reibungswirkung des Sprengringes 32 und da keine Kraft mehr wirksam ist₉ die ein«r solchen Bewegung entgegenwirkt, aufo Wenn das getriebene Glied 29 und der Spefring 31 alt bezug auf das treibende Glied und das mittige Kurvenelement zu· rückfallen_B bewegen sich die Nasen 69 des Sperringes zurück von der Seitenfläche des Teils 64 des mittigen Kurvenelements wig,, bis sie wieder in Oberdeckung mit den Nuten 71 kommen₈ worauf das getriebene Glied frei in die in Figo 2 und 3 gezeigte voll eingerückte Stellung unter dem Einfluß der Foder 42 zurückkehren kann, sobald seine Kurvenklauen 61 gegenüberliegend den Zwischenräumen zwischen den Kurvenklauen 62 des mittigen Kurvenelements zu liegen kommen₀

Infolge der symmetrischen Bauform ir Sperringe und des mittigen Kurvenelements und des Spiels„ welches zwischen den Seiten der Keile 66 und der Nasen 69 und den Endwänden der Nuten 65 und 71 vorgesehen ist, ist die Wirkungsweise des Differentials die gleiche unabhängig von der Drehriehtung des treibenden Gliedes, d₀ho unabhängig davon, ob das Fahrzeug vorwärts- oder rückwärts fährt»

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Obwohl die Arbeitsweise des erfindungsgemässen Differentials derjenigen der bekannten Vorrichtungen, wie sie in den USA=Patenten 2„638<,794 und 2_o667co87 beschrieben sind, ist der erfindungsgemässe Aufbau einfacher und gedrängter als bei den bisher bekannten Bauformen, ist das herkömmliche drehbare Differentialgehäuse vermieden und sind alle sich bewegenden Elemente des Differentials durch die treibende Eingangswelle und eine gleichachsige getriebene Ausgangs* welle gelagert„ eine Anordnung„ bei welcher ferner der Leist=· ungseingang zum D&ferential innen durch die Mitte desselben statt aussen über ein drehbares Gehäuse erfolgt₀ Durch die Erfindung wurde daher ein Differential von verbesserter Bauform geschaffen das in Zwisehengetr^ea Verwendung finden kannρ für welche die bekannten Differentiale nicht geeignet sind»

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Claims

P-2o5 7. Juni 1968

—1> wn Sprüche :

Fahrzeug ait mehreren Achsen_B die differential vom
Fahrzeugmotor angetrieben werden können_B gekennzeichnet durch ein vom Fahrzeug getragenes Zwischengetriebegehäuseg eine treibende Welle _s welche vom Motor angetrieben wird und sich in das erwähnte Gehäuse erstreckt und von diesem drehbar gelagert ist₈ swei g©triebeneWell©n₈ welche durch das Getriebegehäuse drehbar gelagert sind und sich aus diesera heraus in entgegengesetztenRichtungen für
den Antrieb der Achsen erstrecken, wobei eine dieser
getriebenen Wellen zu der treibenden Welle gleichachsig ist ς, ©in treibendes Glied» das auf der treibenden Welle angeordnet ist und mit dieser drehbar ist und zwei Sätze von treibenden Kupplungsklauen auf seinen entgegengesetzten Seitenflüchen aufweist, ein mittiges Kurvenelement, das drehbar am Aussemrafang des treibenden Gliedes angeordnet ist und zwei Satz© von Kurvenklauen auf seinen
entgegengesetzten Seitenflächen aufweist_s xvei getriebene

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Glieder, welche um die Achse der treibenden Welle drehbar, jedoch mit bezug auf diese axial unbeweglich sind, welche getriebenen Glieder Antriebsverbindung mit den getriebenen Wellen haben, zwei axial bewegliche Kupplungsund Kurvenelemente j. die mit den getriebenen Gliedern verkeilt sind, jedes der Kupplungs- und Kurveneleaente einen Satz von getriebenen Kupplungsklauen aufweist, der mit einem Satz der treibenden Kupplungskl&uen auf dem treibenden Glied zur Antriebsdrehmomentübertragung von dem treibenden Glied auf das zugeordnete getriebene Glied inEingriff gebracht werden kann, und einen Satz von Kurvenklauenρ welcher mit einem Satz der Kurvenklauen an dem mittigen Kurvenelement zusammenwirkt, um eine axiale Trennung des Kupplungs« und Kurveneleaents und des treibenden Gliedes sowie ein Lösen der Kupplungsklauen derselben herbeizuführen ₉ wan das zugeordnete getriebene Glied das treibende Glied überholt, und einen Sperring auf jedem der Kupplung»- und Kurvenelemente

für das Zusammenwirken mit dem mittigen Kurvenelement zur Aufrechtsrhaltung der axialen Trennung des Kupplungs- und Kurvenelements und des treibenden Gliedes, so lange das zugeordnete getriebene Glied idas treibende' Glied

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überholte

2ο Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende einer der treibenden und der gleichachsig en getriebenen Wellen im inneren Ende der anderen dieser Wellen gelagert ist, das treibende Glied mit der treibenden Welle verkeilt ist„ eines der getriebenen Glieder mit der gleichachsigen getriebenen Welle verkeilt ist und das andere getriebene Glied auf der treibendsn Welle drehbar angeordnet und mit der anderen

Fahrzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel, durch welche die Sperringe so mit den Xupplungs- und Kurvenelementen verbunden sind, daß die Ringe gegen eine axiale Bewegung mit bezug auf die erwähnten Elemente feststehend sind und sich normalerweise ait diesen drehen, jedoch mit bezug atf diese eine Drehbewegung ausführen kSnnen, nachdem die erwähnten Elemente von treibenden Glied axial getrennt worden sind, und Mittel, welche von dem treibenden Glied getragen werden, wo. eine weitere

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Drehung des Sperringes zu verhindern_s d«r auf dem Kupplungs- und Kurvenelexnent angeordnet ist, welches dem überholenden getriebenen Glied zugeordnet ist, nach« dem das Kupplungs= und Kurvenelement von dem treibenden Glied axial getrennt worden ist_o

4ο Fahrzeug nach Anspruch 3₀ dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Sperringe eine Anzahl von in der Umfaagsrichtung voneinander in Abstand befindlichen Nuten an seinem Innenumfang aufweist, und die Mittel, welche eine

werden _s durch eine Anzahl von sich quer erstreckenden Keilen gebildet werden» die sich vom Aussenumfang des treibenden Gliedes radial nach aussen und in die Nuten erstrecken, wobei die ümfangserstreckung jeder Nut grös= s@r als die Breite des zugeordneten Keils ist, um einen begrenzten Betrag der Drehbewegung jedes Sperringes mit bßzug auf das treibende Glied zu ermöglichen«

Se Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mittige Rurveneleaent einen sich radial nach innen erstreckenden Teil aufweist_e welcher siit einer AazaM

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von sich in der Umfangsrichtung voneinander in Abstand befindenden Nuten ausgebildet ist, und jeder der Sperrringe eine Anzahl sich axial erstreckender Nasen aufweist, die in die erwähnten Nuten hineinragen, wenn die Kupplungs- und Kurvenklauen des Kupplungs- und Kurven» elements _s auf dem der Ring angeordnet ist₉ mit den Kupplungsklauen des tlabenden Gliedes und den Kurven« klauen des mittigen Kurvenelements in Eingriff stehen₈ welche Nasen aus den erwähnten Nuten zurückgezogen und in Eingriff mit einer Seitenfläche des sich radial erstreckenden Teils des mittigen Kurvenelements bewegt werden_s wenn das getriebene Glied, welches dem Kupplungs= und Kurvenelement zugeordnet ist, auf dem der Ring angeordnet ist- das treibende Glied überholt_o

Fahrzeug nach Anspruch S₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Endflächen der Nasen die Seitenflächen des sich radial erstreckenden Teils des mittigen Xurveneleaents während des Überholungszustandes teilweise überlappen und gegen diese anliegen«

Fahrzeug sach Anspruch l_p dadurch gekennzeichnete daß

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jeder der Spörringe eine Anzahl τοπ sich in der Uafangsrichtung voneinander in Abstand befindenden Nuten an seinem Innenumfang aufweist, das treibende Glied Hit einer Anzahl von sich in der Querrichtung erstreckenden Keilen versehen ist, die von seinem Aussenumfang radial nach aussen abstehen und sich in die erwähnten Nuten erstrecken^ und das mittige Kurvenelement einen sich radial nach innen erstreckenden Teil besitzt, welcher mit einer Ansshl von sich in der Usfasgsrichtung voneia^ ander in Abstand befindenden Nuten ausgebildä ist, jeder der Sperringe ferner mit einer Anzahl von sich axial erstreckenden Nasen ausgebildet ist, die sich in die Nuten im mittigen Kurveneleraent erstrecken, wenn die Kupplungs- und Kurvenklauen des Kupplungs- und Kurven» elements₉ auf dem der Ring angeordnet ist, mit den Kupp= lungsklauen des treibenden Gliedes und den Kurvenklauen des mittigen Kurvenelements in Eingriff stehen, welche Nasen aus den erwähnten Nuten zurückgezogen werden und mit bezug auf das mittige Kurvenelement gedreht werden, bis die Endflächen der Nasen eise Seitenfläche des sich, radial erstreckenden Teils des mittigen Kurvenelements teilweise überlappen und an dieser anliegen und die

Seiten der Käsen gegen die Seiten der Keile am mittigen Xurveneleaent anliegen, wenn das getriebene Glied, das dem Kupplungs- und Kurveneleraent zugeordnet ist, auf dem der Ring angeordnet ist, das treibende Glied überholtο

Fahrzeug nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet_β daß das treibende Glied einen inneren Teil aufweist, welcher mit der treibenden Welle verkeilt ist, sowie einen äusseren Teil, der mit dem inneren Teil verkeilt ist, wobei die beiden Sätze von treibenden Kupplungsklauen an den entgegengesetzten Seitenflächen des erwähnten äusseren Teils ausgebildet sind, und Mittel vorgesehen sind, welche eine axiale Bewegung des inneren und des äusseren Teils mit bezug aufeinander und mit bezug auf die treibende Welle verhindern«

9„ Zwischengotriebe-Differentialj gekennzeichnet durch ein ringförmiges inneres treibendes Glied mit sich axial erstreckenden inneren Keilnuten für den Eingriff mit einer aussenkeilverzahnten treibenden WeIIe₀ ein

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ringförmiges äusseres treibendes 61ied_s welches mit

dem inneren treibenden Glied keilverzahnt ist und gegen eine axiale Bewegung mit bezug auf dieses festgehalten wird, welches aussere treibende Glied zwei Sätze von treibenden Kupplungsklauen auf seinen entgegengesetzten Seitenflächen aufweist ₉ ein mittiges Kurvenelement drehbar am Aussenumfang des äusseren treibenden Gliedes angeordnet ist und mit zwei Sätzen von Kurvenklauen auf seinen entgegengesetzten Seitenflächen versehen ist₀ zwei getriebene Glieder um die Achse des inneren und des äusseren treibenden Gliedes drehbar₉ jedoch mit bezug auf diese axial unbeweglich sindβ zwei axial bewegliche Kupplungs- und Kurvenelemente mit den getriebenen Gliedern verkeilt sind_s jedes der Kupplungs= und Kurvenelemente einen Satz von getriebenen Kupplungsklauen aufweist_B welcher mit einem Satz der treibenden Kupplungsklauen an dsm äusseren treibenden Glied zur Drehmomentübertragung von dem äusseren tr@ib enden Glied auf das zugeordnet® getriebene Glied in

Eingriff gebracht werden kaan₈ und ein Satz von Kurvenklauen mit dem einen Satz der Kurvenklauen am mittigen Kurvenelement zusammenwirken, um eine axiale Trennung des Kupplungs- und Kurven©laments und des äusseren trai-

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benden Gliedes und das Aussereingriffkommen der Kupplungsj klauen desselben zu bewirken, wenn das zugeordnete

. getriebene Glied das aussere treibende Glied Oberholt,

und einen Sperring auf jedem der Kupplungs- und Kurvenelenente, welcher mit den sittigen Kurvenelesent zusammenwirkt, um die axiale Trennung des Kupplungs- und Kurvenelements und des äusseren treibenden Gliedes aufrecht zu erhalten, so lange das zugeordnete getriebene Glied das äussere treibende Glied überholt»

Ioο Differential nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Mitteig durch welche die Sperringe mit den Kupplungsund Kurvenelenenten so verbunden werden können, daß die Ringe gegen eine axiale Bewegung mit bezug auf die erwähnten Elenente festgehalten werden und sich normalerweise mit diesen drehen, jedoch eine Drehbewegung

\ mit bezug auf diese ausführen können, nachdem die

erwähnten Elemente axial von dem äüsseren treibenden Glied getrennt worden sind, und Mittel, welche von dem äüsseren treibenden Glied getragen wdcn_e um eine weitere Drehung des Sperringes su verhindern, der j auf&m Kupplungs- und Kurvenelement angeordnet ist,

welches dem überholenden getriebenen Glied zugeordnet ist, nachdem das Kuppluags- und Kurvenelement von des äusseren treibenden Glied axial getrennt worden ist»

11. Differential nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Sperringe eine Anzahl von sich in der Umfangsrichtung in Abstand voneinander befindenden Nuten an seinem Innenumfang aufweist und die Mittel zur Verhinderung einer Drehung, welche von dem äusseren treibenden Glied getragen werden, durch eine Anzahl von sich in der Querrichtung erstreckenden Keilen gebildet werden, die sich vom Aussenunfang des äusseren treibenden Gliedes radial nach aussen und in die erwähnten Nuten erstrecken, die Umfangserstreckung jeder Nut grösssr als die Breite des zugeordneten Keils ist, um eine begrenzte Drehbewegung jedes Sperringes mit bezug auf das äussere treibende Glied zu ermöglichen»

12o Differential nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das mittig« Kurvenelement einen sich radial nach innen erstreckenden Teil aufweist, welcher mit einer

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Anzahl von in der Umfangsrichtung voneinander in Ab- | stand befindlichen Nuten ausgebildet ist_B und jeder
der Sperringe mit einer Ansah! von sich axial erstreckenden Nasen versehen ist₈ die in die erwähnten
Nuten hineinragen» wenn die Kupplungs= und Kurven=
klauen des Kupplungs- und Kurvenelements_ß auf dem
der Ring sgeordnet ist, sich mit den Kupplungsklauen
des äusseren treibendanGliedes und mit den Kurvenklauen
des mittigsn Kurvenslements in Eingriff befinden, und

welche Nasen aus den erwähnten Nuten zurückgezogen und

so bewegt werdeii_B daß ihre Endflächen die Seitenflächen |l des sich radial erstreckenden Teils des mittigen Kurven¹= i

elements teilweise überlappen und gegen diese anliegen^ |

I wenn das getriebene Glied ₉ das dem Kupplungs- und f

Kurvenelement zugeordnet ist₀ auf dem der Ring ange° | ordnet ist- das äussere treibende Glied überholt_o I

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