DE6926774U

DE6926774U - Schaltbare ausgleichgetriebesperre fuer kraftfahrzeuge.

Info

Publication number: DE6926774U
Application number: DE19696926774
Authority: DE
Inventors: Schmidt Dipl Ing Karl-Heinz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-07-07
Filing date: 1969-07-07
Publication date: 1972-01-20

Description

PATK NTAK^-WAtT Dipl. ing. B. HOLZEB HO AUOSBURO TOHl]PMiJK-WBIAM

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Augsburg, den 8.September 1971 Amtl.Az.: G 69 26 77^-9 Gbm Anw. Az.: Sch. 243

Dipl.-Ing. Karl Heinz Schmidt, 6602 Vorra, Krs. Hersbruek, Haus Nr. 119

Schaltbare Ausgleichgetriebesperre für Kraftfahrzeuge

Die Neuerung betrifft eine schaltbare Ausgleichgetriebesperre für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einer zwischen einem Achswellenkegelrad und dem Ausgleichgetriebegehäuse wirksamen Reibungskupplung und mit einem, an einem benachbarten niohtumlaufenden Teil des betreffenden Kraftfahrzeugs axial versohieblich und nichtumlaufend angeordneten kraftbetätigten Schaltelement

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sowie mit einem zwischen diesem Schaltelement und einer Anzahl achsparalleler« im Ausgleichgetriebegehäuse axial verschieblich gelagerter Betätigungsstifte für die Reibungskupplung ebenfalls axial verschieblich angeordneten Wälzlager.

Derartige schaltbare Ausgleichgetriebesperren sind beispielsweise aas der FR-PS 1 158 997 bekannt. Bei der bekannten schaltbaren Ausgleichgetriebesperre besteht die Reibungskupplung aus einem zwischen der kegelig ausgebildeten Nabe des Achswellenkegelrades und einer diese umgreifenden Ringfläche des Ausgleichgetriebegehäuses angeordneten, federbelasteten Reibring, dessen Belastungsfedern einerseits an einer Stirnfläche des Reibringes und andererseits an den Stirnflächen der axial verschieblichen Betätigungsstifte anliegen. Die anderen Enden dieser Betätigungsstifte liegen an der einen Seite eines Kugellagers an der Stirnfläche von dessen innerem Laufring an, an dessen anderer Seite an der Stirnfläche des äußeren Laufringes weitere, in dem nichtumlaufenden Teil des Kraftfahrzeuges axial verschieblich gelagerte Betätigungsstifte anliegen, deren andere Enden wiederum mit der Stirnfläche des beispielsweise als gabelbetätigte Schaltmuffe ausge-

bildeten kraftbetätigten Schaltelementes in Berührung stehen.

Diese bekannte Anordnung einer schaltbaren Ausgleichgetriebesperre hat verschiedene Nachteile. Einerseits neigt der mit der kegeligen Nabe des Achswellenkegelrades zusammenwirkende Reitoring zum Klemmen und damit zum Fressen, des weiteren ermöglichen die zwischengeschalteten Belastunjgsfedern und das im wesentlichen nur Querkräfte übertragende Kugellager keine formschlüssige Schaltung eier Getriebesperre und schließlich werden bei Schaltung der Getriebesperre durch die beiden, einerseits auf den Innenring und andererseits von der anderen Seite her auf den Außenring des Kugellagers wirkenden Sätze von Betätigungsstiften Verspannungen hervorgerufen, weiche so stark sein können, daß infolge Yerklemmens der ganzen Anordnung eine sichere Schaltung der Getrietesperre überhaupt nicht mehr möglich ist.

Durch die Neuerung soll die Aufgabe gelöst werden, bei schaltbaren Ausgleichgetriebesperren der eingangs dargelegten allgemeinen Bauart mittels einer einfachen, aus wenigen Teilen bestehenden Konstruktion ein leichtes

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und sloheres Sohalten zu ermöglichen und den Verschleiß der hierzu dienenden Teile auf ein vernachläsaigbar geringes Maß herabzusetzen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Neuerung dadurch gelöst, daß das kraftbetätigte Schaltelement als Kolben eines an dem nichtumlaufenden Teil des Kraftfahrzeuges gebildeten bzw. befestigten Druckmittelantriebes ausgebildet ist« daß ferner das Wälzlager ein Längslager ist und daß außerdem die Reibungskupplung als Lamellenkupplung ausgebildet ist.

Aus der FR-PS 1 353 332 ist es bereits bekannt, das kraftbetätigte Schaltelement einer solchen Ausgleichgetriebesperre als Kolben eines an dem nichtumlaufenden Teil des Kraftfahrzeuges gebildeten Druckmittelantriebes auszubilden. Ss handelt sich dabei um einen die Achswelle umgreifenden Ringkolben, der in einem im Achsgehäuse gebildeten Zylinder axial verschiebbar ist und mit einem inneren Keilkranz in einen äußeren Keilkranz der Nabe des Achswellenkegelrades eingreift. Die dem Ausgleiohgetriebegehäuse zugewandte Stirnfläche dieses Kolbens ist als Klauenkupplung ausgebildet, welche mit einem entsprechenden Gegenelement des Ausgleich-

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getriebegeh&usee zusammenwirkt. Die Klauenkupplung wird durch eine Schraubenfeder In ausgerücktem Zustand gehalten und durch Beaufschlagung des Ringkolbens mit einem Druckmittel entgegen der Federwirkung eingerückt. Diese bekannte Anordnung hat den großen Nachteil, daß der Ringkolben bei eingerückter Kupplung zusammen mit dem Ausgleichgetriebegehäuse umläuft, weshalb zwischen ihm und dem niohtumlaufenden Zylinder Reibungs- und Abdichte ) tungsproblerne auftreten, die schwer zu beherrschen sind.

Aus der DT-PS 459 638 ist eine sohaltbare Ausgleichgetriebesperre für Kraftfahrzeuge bekannt, deren Reibungskupplung als Lamellenkupplung ausgebildet ist. Bei dieser bekannten Ausgleichgetriebesperre sind die im Ausgleichgetriebegehäuse axial verschiebbar gelagerten Betätigungsstifte einerseits mit dem einen Element der Lamellenkupplung und andererseits mit einem ringförmigen Kolben eines Druckmittelantriebes verbunden, dessen Zylinder als nlchtumlaufendes Teil des betreffenden Kraftfahrzeuges ausgebildet ist. Auch bei dieser ,Anordnung treten infolgedessen zwischen dem umlaufenden Ringkolben und dem feststehenden Zylinder Reibungs- und Abdichtungsprobleme auf, die schwer zu beherrschen sind.

Gegenüber den bekannten schaltbaren Ausgleichgetriebe sperr en für Kraftfahrzeuge bringt die neuerungs-

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gemäße Ausgleichgetriebesperre den technischen Fortschritt, daß sie nur aus wenigen Teilen besteht, im Aufbau einfach und raumsparend 1st, leicht und sicher zu schalten ist und daß ihre Teile nahezu keinem Verschleiß unterliegen.

Gemäß einer Raumform der neuerungsgemäfien Ausgleichgetriebesperre weist der Druckmittelantrieb in an sich bekannter Weise eine einzige ringförmige Zylinder-Kolbenanordnung auf. In Abwandlung dessen kann gemäß einer weiteren Raumform der neuerungsgemäßen Ausgleichgetriebesperre der Druckmittelantrieb mehrere kreisartig angeordnete Zylinder-Kolbenanordnungen aufweisen.

Der bzw. die Zylinder des Druckmittelantriebes können bei der neuerungsgemäfien Ausgleichgetriebesperre entweder, wie an sich bekannt. In einem das angetriebene Ausgleichgetriebegehäuse umgebenden äußeren Achsgetriebegehäuse gebildet oder an diesem angeordnet sein.

Gemäß einer bevorzugten R&unfcrm der Neuerung kann zwischen der Lamellenkupplung und der ihr zugekehrten Stirnfläche des Ihr zugeordneten Achswellenkegelrades ein im Ausgleichgetriebegehäuse axial unversehieblich gelagerter Ring angeordnet sein.

Nach einer weiteren Rauinfonn der neuerungsgemäßen Ausgleichgetriebesperre ist in einer stirnseitigen Ringnut des Ausgleichgetriebegehäuses ein Ring gelagert, der über die achsparallelen, in Ausgleichgetriebegehäuse verschieblich gelagerten Betätigungsstifte auf einen in dem Ringraum dieses Gehäuses gelagerten Ring wirkt, welcher seinerseits die Lamellenkupplung betätigt.

Gemäß der Neuerung kann in dem Druckmittelsystem des Druckmittelantriebes ein Einsitellorgan zur Bins teilung des Betätigungsdruckes der Lamellenkupplung angeordnet sein. Dieses Einstellorgan kann In bevorzugter Raumform der Neuerung feststen«- und in festgestelltem Zustand plombierbar sein.

Eine bevorzugte Raumform einer neuerungsgemäBen Ausgleichgetriebesperre wird nunmehr anhand der anliegen· den Zeichnung, welche einen scheiuatischen Viertels-Axial-» schnitt durch ein mit der neuerungsgemäßen Sperre ausgestattetes Kegelrad-Ausgleichgetriebe zeigt, In ihren Einzelheiten beispielsweise beschrieben.

In einem Achsgetriebegehäuse 1 ist mittels eines Wälzlagers 2 eine Antriebswelle 3 gelagert, welche ihre Antriebs-

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leistung mittels eines Antriebskegelrades 4 auf den Kegelzahnkranz 5 eines angetriebenen Ausgleichgetriebegehäuses überträgt, welch letzteres innerhalb des Achsgetriebegehäuses 1 in Wälzlagern 7 drehbar gelagert ist. Im Ausgleichgetriebegehäuse 6 sind Achswellen 8 mit den daran befestigten Achswellenkegelrädern 9 und die zugehörigen Ausgleichkegelräder 10 in üblicher Weise gelagert.

Zwischen mindestens einer der beiden Achswellen 8 und dem Ausgleichgetriebegehäuse 6 ist eine Lamellenkupplung angeordnet, die vorzugsweise in Getriebeöl läuft. Bei der in der Zeichnung dargestellten und hier zu beschreibenden bevorzugten Raumform der Neuerung ist eine Lamellengruppe der Lamellenkupplung in Umfangs-Axialnuten 12 der Nabe des betreffenden Achswellenkegelrades 9 drehfest gelagert, während die andere Lamellengruppe 13 der Lamellenkupplung in an der radial äußeren Innenwandung eines Ringraumes 14 des Auegleichgetriebegehäuses 6 angeordneten Axialnuten 15 drehfest gelagert ist» Zwischen dor, der Lamellenkupplung 11, IJ zugewandten Stirnfläche des Achswellenkegel- | rades 9 und dieser Lamellenkupplung befindet sich gemäß der Neuerung eine in einer äußeren Ringnut 16 des Ringraumes 14 axial unverschieblioh gelagerte Scheibe 17, welche verhindert, daß in der Zeiohnung von links her gerichtete, auf die Lamellenkupplung ausgeübte Axialdrüoke an das

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Achswellenkegelrad 9 und damit an das Ausgleich-Kegelradgetriebe 9, 10 weitergegeben werden.

Im Ringraum 14 des Ausgleichgetriebegehäuses 6 befindet sich an der, der Ringscheibe 17 gegenüberliegenden Seite eine axial verschiebbare Ringscheibe 18, die mit einer Anzahl von in achsparallelen, auf einem Kreis angeordneten Bohrungen gelagerten Betätigungsstiften 20 zusammenwirkt. Das bei unbetätigter Lamellenkupplung 11, 13 zwischen den beiden Lamellengruppen 11 und 13 vorhandene Spiel ist so groß, daß in der Lamellenkupplung bei unbetätigter Kupplung praktisch keine Reibung vorhanden ist. Ebenso sind die Spiele zwischen der Ringscheibe 18 und dem Ringraum 14 einerseits und zwischen den Betätigungsstiften 20 und Uhren Lagerungsbohrungen 19 andererseits so groß, daß auch hier keine merklichen Reibungskräfte auftreten.

Auf einem äußeren Absatz 21 des angetriebenen Aus» gleiohgetriebegehäuses 6 ist ein mit den Betätigungsstiften 20 zusammenwirkender Betätigungsring 22 im wesentlichen reibungsfrei gelagert. An der von dem Ausgleichgetriebegehäuse 6 abgewandten Stirnfläche des Betätigungsringes 22 ist ein Axial-Wälzlager 23 befestigt, welches den Druck eines Ringkolbens 24 auf den Betätigungsring

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zu übertragen vermag. Zwischen der dem Ausgleichgetriebegehäuise 6 zugewandten Stirnfläche des Betätigungsringes und der diesem Betätigungsring zugewtmdten Stirnfläche des Absatzes 21 ist zweckmäßig eine In der Zeichnung nicht dargestellte Feder angeordnet« welche den Betätigungsring J22 in steter Anlage an dem Axiallager 23 und dem Ringkolben 24 und damit die Lamellenkupplung 11, 13 in gelöstem Zustande hält.

Der Ringkolben 24 ist in einem Ringzylinder 25 axial verschiebbar, welch letzterer an der, der Stirnfläche des angetriebenen Ausgleichgetriebegehäuses 6 zugewandten innerem Stirnfläche des Achsgetriebegehäuses 1 angeordnet ist. Anstelle eines Ringzylinders 25 und eines Ringkolbens 24 kann auohdne Anzahl einzelner, kreisartig angeoi'dneter, im Achsgetriebegehäuse 1 gebildeter oder an diesem befestigter normaler Zylinder mit normalen Kolben Anwendung finden, welche über das Axiallager auf den Betätigungsring 22 der Lamellenkupplung einwirken. Die Beaufschlagung des bzw. der Kolben 24 mit Druckmittel erfolgt über eine Druckmittelleitung 26, welche ihrerseits über ein vom Fahrerplatz aus betätigbares Schaltorgan an eine Druckmittelquelle angeschlossen ist.

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Zweckmäßig laufen alle beweglichen Teile der Anordnung in üblicher Weise lim Ölbad.

Die soeben beschriebene Lamiellenkupplungsanordnung und der zugehörige Betätigungsmechanismus sind zweckmäßig an beiden Achswellenseiten des Ausgleichgetriebes 9, 10 angeordnet, doch würde eine einseitige Anordnung in einfacher Form ihren Zweck ebenfalls erfüllen. Die doppelseitige Anordnung hat gegenüber der einseitigen Anoininung den Vorteil, daß die Sperrkräfte nicht über das Ausgleichgetriebe 9, 10 auf die andere Seite übertragen werden und somit eine spielfreie Sperrwirkung an beiden Seiten eintritt und kein zusätzlicher Verschleiß an den Kegelradzahnflanken auftritt. Außerdes kann bei doppelseitiger Anordnung das Sperrdrehmoment größer sein, ohne daß die Flächenbeanspruchung der Reibbeläge unzulässig groß wird.

** Die Wirkungsweise der neuerungsgemäßen Ausgleich-

j: getriebesperre ergibt sich ohne weiteres aus der Zeichnung.

K Will der Fahrer die Ausgleichgetriebesperre einschalten,

il so betätigt er das am Fahrerplatz angeordnet« Schalkorgan

im Sinne einer Beaufschlagung des oder der Esetätigungs« kolben 24 mit Druckmittel, welche sodann über das bzw. die Axiallager 23 den bzw. die Betätigungsringe 22 ent«·.

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gegen der Wirkung der gegebenenfalls vorgesehenen Rückholfedern axial zur Mitte des Ausgleichgetriebes 9, 10 verschieben, wodurch die Betätigungsstifte 20 in gleichem Sinne verschoben werden und über die Ringscheiben 18 die Lamellenkupplungen 11, 13 in Tätigkeit setzen, wodurch die Achswellenkegelräder 9 mit dem angetriebenen Ausgleichgetriebe 6 gekuppelt werden. Diese Wirkung tritt einerseits weich, andererseits aber doch so rasch ein, daß ein merklicher Verschleiß der Kupplungslamellen 11 und 13 nicht eintritt. Durch Betätigung des Schaltorganes im Sinne eines Abbaues des den bzw. die Betätigungskolben 24 beaufschlagenden Druckmitteldruckes kann die Ausgleichgetriebesperre ebenso schnell wieder gelöst werden, wobei wegen des zwischen den Kupplungslamellen 11 und 13 vorgesehenen großen Axialspieles Jegliche Leerlaufreibung vermieden wird.

Die neuerungsgemäße Ausgleichgetriebesperre kann, da

ν keine formschlüssige Kupplung zwisohen den Achswellen 8 bzw. deren Kegelrädern 9 und dem angetriebenen Ausgleichgetriebegehäuse 6 vorhanden ist, Jederzeit willkürlich während der Fahrt betätigt werden, ohne daß irgendwelche Stöße im Ausgleichgetriebe auftreten. Da die neuerungsgemäße Ausgleichgetriebesperre hinsichtlich ihrer konstruktiven Ausgestaltung sehr raumsparend ist, unterscheiden sich mit

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der aeuerungsgemäßen Ausgleichgetriebesperre ausgestattete Ausgleichgetriebe baulich nur geringfügig von normalen Ausgleichgetrieben ohne Ausgleichgetriebesperre, so daß durch Ausstattung von Kraftfahrzeugen mit der neuerungsgemäßen Ausgleichgetriebesperre in diesen keine wesentlichen weiteren konstruktiven Veränderungen oder Anpassungen erforderlich sind. Gegebenenfalls ist sogar ein nachträglicher Einbau der neuerungsgemäßen Ausgleichgetriebesperre in bereits vorhandene Ausgleichgetriebe ohne große Schwierigkeiten möglich. Infolge des einfachen konstruktiven Aufbaues der neuerungsgemäßen Ausgleichgetriebesperre sind praktisch keine Störungsquellen vorhanden. Ein besonderer Vorteil der neuerungsgemäßen Lamellenkupplungsanordnung gegenüber den in Verbindung mit bekannten selbsttätigen Ausgleichgetriebesperren bekanntgewordenen Lamellenkupplungen liegt darin, daß infolge des Vorhandenseins der axial unverschleblich im Ausgleichgetriebegehäuse 6 gelagerten Ringscheiben die Betätigungskräfte der Lamellenkupplung bzw. -kupplungen nicht auf das Ausgleichgetriebe 9, 10 übertragen werden, so daß das vorgesehene Kegelradipiel sich nicht ändert und folglich unnötiger Verschleiß der Kegelradflanken vermieden wird. Ein weiterer Vorteil der neuerungsgemäßen Anordnung ist darin zu erblicken.

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da3 die Betätigungsorgane 25, 24, 23 und 22 innerhalb des Achsgetriebegehäuses 1 angeordnet und folglich jeglicher Verschmutzung von außen her entzogen sind.

In Weiterbildung der Neuerung kann in das Druckmittelsystem des Druckmittelantriebes ein Einstellorgan, beispielsweise ein von Hand einstellbares Druckregelventil einbezogen sein, welches eine beliebige Einstellung des Betätigungsdruckes der Lamellenkupplung 11, 13 gestattet. Dieses Einstellorgan ist vorzugsweise feststen- und in festgestelltem Zustand plombierbar, so daß der Betätigungsdruck vom Werk oder von einer vorgesetzten Dienststelle auf einen bestimmten Wert eingestellt und festgelegt werden kann.

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Claims

Schutzansprüche;

1. Schaltbare Ausgleichgetriebesperre für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einer zwischen einem Achswellenkegelrad und dem Ausgleichgetriebegehäuse wirksamen Reibungskupplung und mit einem» an einem benachbarten nichtumlaufenden Teil des betreffenden Kraftfahrzeugs axial verschieblich und nichtumlaufend angeordneten kraftbetätigten Schaltelement sowie mit einem zwischen diesem Schaltelement und einer Anzahl achsparalleler,.

im Ausgleichgetriebegehäuse axial verschieblich gelagerter Betätigungsstifte für die Reibungskupplung ebenfalls axial verschieblich angeordneten Wälzlager, dadurch gekennzeichnet, daß das kraftbetätigte Schaltelement in an sich bekannter Weise als Kolben (24) eines an dem niehtumiaufenden Teil (1) des Kraftfahrzeuges gebildeten bzw. befestigten Druckmittelantriebes (24, 25) ausgebildet ist, daß ferner das Wälzlager ein Längslager (23) ist und daß außerdem die Reibungskupplung in ebenfalls an sich bekannter Welse als Lamellenkupplung (11, 13) ausgebildet ist.

2. Ausgleichgetriebesperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelantrieb

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6. Ausgleichgetriebesperre nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen in einer stirnseit?gen Ringnut (21) des Ausgleichgetriebegehäuses (6) gelagerten

eine einzige ringförmige Zylinder-Kolbenanordnung (24« 25) aufweist.

3. Ausgleichgetriebesperre nach Anspruch 1« dadurch gekennzeichnet, daS der Druckmittelantrieb mehrere kreisartig angeordnete Zylinder-Kolbenanordnungen (24, 25) aufweist.

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4. Ausgleichgetriebesperre nach Anspruch 2 oder 3*

dadurch gekennzeichnet, daß der bziw. die Zylinder (25) des Druckmittelantriebes (24, 25)» wie an sich bekannt, in bzw. an einem das angetriebene Ausgleichgetriebegehäuse (6) umgebenden äußeren Achsgetriebegehäuse (1) angeordnet sind.

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5. Ausgleichgetriebesperre nach einem der Ansprüche I

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bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lamelien-

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des ihr zugeordneten Achswellenkegelrades (9) ein im

t Ausgleichgetriebegehäuse (6) axial, unverschieblich (16)

■ gelagerter Ring (17) angeordnet ist.

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Ring (22),der über die achsparallelen, im Ausgleichgetriebegehäuse verschieblich gelagerten Betätigungsstifte (20) auf einen in dem Ringraum (14) dieses Gehäuses gelagerten Ring (18) wirkt» welcher seinerseits die Lamellenkupplung betätigt.

7. Ausgleichgetriebesperre nach einem der Ansprüche bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Druckmittelsystem des Druckmittelantriebes (24, 25) ein Einstellorgan zur Einstellung des Betätigungsdruckes der Lamellenkupplung (11, 13) angeordnet ist.

8. Ausgleichgetriebesperre nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Einstellorgan feststell- und in festgestelltem Zustand plombierbar ist.

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