DE739011C - Vorrichtung zum selbsttaetigen Sperren von Ausgleichgetrieben, insbesondere bei Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum selbsttätigen Sperren von Ausgleichgetrieben, ' insbesondere bei Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Sperren von Ausgleichgetrieben, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, und geht von folgenden Betrachtungen aus: Wenn ein Treibrad eines geländegängigen Fahrzeuges durchdreht, dann ist das Abtriebsdrehmoment am Kurbelwellenende des Motors annähernd gleich o, während das gewollte Drehmoment sich von o bis maY. entsprechend dem Gasgeben bewegen kann. Wenn ein Treibrad rutscht, dann ist das Abtriebs,drehmoment in jedem Fall kleiner als das gewollte Antriebsdrehmoment. Wenn alle Treibräder gleichmäßig greifen, dann entspricht,das Abtriebsdrehmoment dem gewollten Motordrehmoment.
• Es gibt nun selbstsperrende Ausgleichgetriebe, die obigen Erkenntnissen nicht Rechnung tragen können, da sie nicht von ihnen abgeleitet sind. Diese Ausgleichkegelradgetriebe sperren das drehende bzw. rutschende Treibrad dadurch, daß der Antrieb über mehrere Schneckentriebe mit kleinem Wirkungsrad erfolgt, die dann eine Sperrung bzw. eine Bremsung des Treibrades verursachen. Der Nachteil derartiger Ausgleichgetriebe ist, daß sich das Antriebsdrehmoment nur teilweise auswirken kann. Weiter führt der schlechte Wirkungsgrad der Schnecken dazu, daß beim Kurvenfahren mit einem derartigen Ausgleichgetriebe der ZVirkungsgrad des Fahrzeuges ebenso schlecht wird. Die effektive Leistung des Wagens sinkt, und die verlorene Leistung setzt sich in Erwärmung des Getriebeöls um.
• Andere Ausgleichgetriebe mit schräg stehenden Stirnrädern und Kreuzgelenken nach den Treibradwellen hin erzeugen ihre selbsttätige Sperrung dadurch, daß die ungleich auftretenden Winkelgeschwindigkeiten und Drehmomente Hemmungsstöße beim Durchgehen oder Rutschen eines Treibrades erzeugen. Der Nachteil ist, daß der Sperrgrad nur sehr klein und die Leistung des Triebmotors bei unebenem Gelände nicht ausgenützt werden kann.
• Außerdem sind Ausgleichgetriebe bekannt, bei denen die Zahnräder. des Ausgleichgetriebes gegeneinander und gegen außen abgedichtet sind und auf diese Weise Zahnradpumpen bilden deren Druck- und Saugstellen durch Kanäle verbunden sind, welche von einem Steuerorgan in Abhängigkeit von der Größe des von den Seitenwellen übertragenen, Teildrehmomentes gesteuert werden, wobei das Steuerorgan durch eine elastische Verdrehung innerhalb des @Seitenwellenabtriebes verstellt wird. Deren Nachteile sind jedoch, -daß die Regelwirkung nur ganz kurzseitig sein kann, da ja bei einem Durchgehen oder Rutschen irgendeines Treibrades auf das andere Treibrad fast genau das gleiche verkleinerte Drehmoment kommt, also die Regelwirkung von :beiden Seitenwellen durch elastische Verdrehung gleich ist und die Bremsung des durchgehenden Treibrades sofort wieder wegfällt.
• Die Erfindung unterscheidet sich von diesen bekannten Vorrichtungen dadurch, däß eine durch den Unterschied zwischen dem gewollten Antriebsdrehmoment der Kraftmaschine und dem erreichten Abtriebsdrehmoment an den Treibrädern erzeugte und in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Drehzahlen dieser Treibräder gesteuerte Kraft, die dem Unterschied der Drehmomente entspricht, dazu dient, den Drehzahlunterschied zwischen den Treibrädern in der Weise auszugleichen, daß mit den Treibrädern verbundene Fliehkraftreglerdie auf Radbremsen wirkende Kraft auf das schnellere wirksam werden lassen. .
• Diese Anordnung hat gegenüber den bekannten Vorrichtungen vornehmlich den Vorteil, daß in der Kurve kein Unterschied zwischen dem gewollten und dem erreichten Drehmoment und daher kein Bremsen im Getriebe in Erscheinung tritt. Ein weiterer Vorteil beruht darin, daß die in den Ausgleichkegelrädern zur Wirkung kommenden Drehmomente gleich und jeweils proportional dem gewollten Motordrehmoment sind. Zum Antrieb der Treibräder beim greifenden Treibrad kommt ein volles Teildrelimornent und beim anderen abzüglich des Bremsmomentes ein verkleinertes Restdrehmoment zur Wirkunm.
• In der Zeichnung ist in Bild i die eri'nclungsgemälje Anlage schematisch dargestellt. Bild :2 zeigt das Beispiel eines T orsionsdynamometers. Bild3 zeigt eine Einrichtung, mit der das vorhandene Fahrzeugbreinsensys teni für die Zwecke der Erfindung ausgenutzt wird. Bild 4 zeigt eine Ableitung der Regelkraft vom gewollten Drehmoment.
• Die hinter der Kurbelwelle i und dem Schwungrad 2 liegende Getriebewelle 3 ist mit - dem langen Antriebsstumpf kleinen Durchmessers versehen, so daß dieser Stumpf äls Verdrehwelle wirkt. An dem Punkt ¢ der Antriebswelle ist eine Hülse 5 mit Nocken 6 angebracht. Ein Gegennocken 7 ist der Hülse 5 gegenüber axial verschiebbar, jedoch nicht vierdrehbar angeordnet. Verdreht sich die Abtriebswelle 3 bei einem gewissen erreichten Abtriebsdrehmoment, so dreht. sich damit auch die Hülse 5 und verschiebt den Nocken? in Pfeilrichtung, dessen Weg proportional dem erreichten Abtriebsdrehmoment ist. Eine Feder 8 wird gegen einen Gleichgewichtshebe19 so gespannt, daß der erzeugte Federdruck wiederum dem erzeugten Abtriebsdrehmoment proportional ist. Die Hilfskraft kann von dem erreichten Abtriebsdrehmoment in bekannter Weise auch beliebig anders, z.B. nach Bild 2, abgeleitet werden. Die Antriebswelle des Getriebes 3' ist unterbrochen. Eine Hülse 5' ist mit einem Gewindeflansch 6' verbunden, der auf einem linksdrehenden Gewinde der Getriebewelle 3' sitzt. Entsteht nun ein bestimmtes Abtriebsdrehmoment, so bewegt sich der Flansch 6' in Pfeilrichtung gegen eine Feder 7', bis ein Gleichgewichtszustand eintritt. Eine Feder 8 auf dem Balken i i des Gleichgewichtshebels 9 wird _ so zusammengedrückt, daß der Federdruck der Feder 8 als Hilfskraft jeweils proportional dem erreichten Abtriebsdrehmoment ist. Die Federkräfte wirken nun auf dem Balken i i des Gleichgewichtshebels 9 als ein bestimmtes Moment.
• Da der Unterdruck im Ansaugstutzen des i Vergasers angenähert umgekehrt proportional dem gewollten Drehmoment ist, kann nach Bild i die Hilfskraft wie folgt abgeleitet werden: Wenn das Gleichgewicht an dem Gleichgewichtshebel 9 herrschen soll, so i muß auf den Balken io in Pfeilrichtung das gleiche Moment wie auf den Balken i i in Pfeilrichtung wirken.
• BeigrößtemgewolltenAntriebsdrehmoment. cl. h. kleinstem Unterdruck in dem Unteraruckraum 12 des Gehäuses 13 wirkt der ganze Federdruck der Feder 14. auf die Membrane 15 mit aufgesetztem Druckstück 16 auf den Balken io. Bei kleinstem-gewolltem Antriebsdrehmoment, d. h. höchstem Unterdruck. wird angenähert der ganze Federdruck der Feder 14 zunichte gemacht. Bei nicht drehenden Treibrädern herrscht wiederum Gleich-`ewicht am Gleichgewichtshebel 9, und dieser befindet sich in der Stellung a. Geht eines der Treibriider durch. beispielsweise 2.1, so eiltstellt der größte Unterschied zwischen gewolltem und erreichtem Drehmoment. Es kann auf deri Balken io der größtmögliche Unterschied im Kräfteverhältnis . wirken. Der Gleichgewichtshebel hat seinen größten Ausschlag und befindet sich in der Stellung e.
• Die vom gewollten Motordrehmoment abgeleitete Hilfskraft kann auch nach Bild 4 folgendermaßen erzeugt werden: -Durch ein hinter dem Gasfußhebel liegendes Gestänge 46 wird der Gashebelweg so geregelt, daß ein Regelweg entsteht, der jeweils proportional dem gewollten Motordrehmoment ist und auf den bereits erwähnten Balken io des Gleichgewichtshebels wirkt.
• Die Überwiegende Kraft wirkt äuf einen Kolben 17, welcher in einen mit Bremsöl gefüllten- - Druckraum 18 eines bekannten Druckzylinders führt und dort den maximalen Druck erzeugt: Rutscht nur eines der Treibräder, beispielsweise 24, so ist der Kräfteunterschied entsprechend kleinen. Der Gleichgewichtshebel befindet sich zwischen Stellung a und e. Es entsteht ein entsprechend kleiner Öldruck im Druckraum 18. Der- Druck wirkt in jedem Fall über eine Leitung 2o durch einen Steuerkolben 2i des Steuerventils 22 bei zurückgenommenen Bremspedal in die Leitung 22.
• Wenn, wie angenommen, das Rad 24 durchgeht oder rutscht, dann hat die Treibachse .25 eine jeweils größere Drehzahl als -die Treibachse 26. Von den hinter' dem Ausgleichgetri:ebe 27 sitzenden Drehzahlreglern 28 und 29 hat .der Drehzahlregler 28 eine entsprechend höhere Drehzahl und drückt über den Doppelhebel 3o den Steuerkolben 31 gegen die über den Doppelhebel 32 wirkenden kleineren Kräfte des langsamer laufenden Drehzahlregiers 29 so weit in Pfeilrichtung, daß die Leitung 23 mit der Leitung 33 verbunden wird. Der Bremsöldrucle pflanzt sich in dieser Leitung über das in Pfeilrichtung sich bewegende und die Leitung 4o abschließende Ventil 34 des doppelwirkenden Rückschlagventils 35 in den bekannten Bremszylinder 36 fort. Die beiden Druckkolben 37 gehen so weit auseinander, daß sie in der Bremsvorrichtung. ein bestimmtes Bremsmoment erzeugen. Um ,die Einrichtung zu verbilligen, werden beispielsweise die einzelnen Elemente der bekannten hydraulischen Bremsenbetäti`ung mitbenutzt, so ist das druckerzeugende Organ i9 der Hauptbreinszvlinder und der Bremszvlincler 36 der übliche Radbremszvlincler. Es können aber genau so gut diese bekannten Organe ein zweites 11a1 vorgesehen werden. Wird aber, wie im Beispiel, dieses Organ mitbenutzt, so ist es nötig, ein Steuerventil 22 vorzusehen. Wenn der Bremsfußhebel 38 in Pfeilrichtung getreten wird, so wird die Leitung 2o, wie gezeichnet, über den Steuerkolben 21 mit der Leitung 39 verbünden, und,der Bremsöldruck verteilt sich über .die Leitungen 40, 44 42 und 43 in die Bremszylinder 36 der Laufräder, wobei das Rückschlagventi134 entgegengesetzt der-, Pfeilrichtung gedrückt wird und die Leitung 33 verschließt. Bei zurückgenommenem Bremsfußhebel, d. h. wenn Gas gegeben wird und eines der Treibräder durchgehen kann, ist immer die Leitung 2o über das Ventil 2i mit der Leitung 23 verbunden. Beim Kurvenfahren hat .einer der Drehzahlregler 28 und 29 ein Übergewicht und legt den Steuerkolben in irgendeine Richtung; so daß die Leitung 23 mit der Leitung 33 oder der Leitung 44 verbunden sein kann. Es entsteht trotzdem keine Bremswirkung, da bei nicht durch drehenden Rädern der Gleichgewichtshebel immer im Gleichgewichtszustand in seiner Anfangslage a steht, also in ,der Leitung 2o keinerlei Bremsdruck erzeugt wird.
• Der Einfluß der Hilfskraft der vom erreichten Drehmoment abgeleiteten Hilfskraft auf den Balken ii soll immer ein wenig größer sein als die Gegenkraft, um evtl. kleine Schwankungen des Unterdrucks unschädlich zu machen und um bei leichtem Rutschen eines der Treibräder nicht sogleich die Bremsung eines Treibrades zu bewirken.
• Die Einrichtung kann, ohne den Erfindungsgedanken zu schmälern, auch auf ein Fahrzeug mit Vierradantrieb angewandt werden. Es ist nur notwendig, die Leitung 23 so abzuzweigen, daß ein Ast 45 auf das andere Ausgleichgetriebe mit ähnlicher vorgeschlagener Einrichtung wirkt. Die Ausführung des Ausgleichgetriebes, ob durch Schneckenrad-oder K egelradantrieb, ist ohne Einfluß auf die Steuereinrichtung.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zum selbsttätigen Sperren von Ausgleichgetrieben, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, 'dadurch gekennzeichnet, daß eine durch den Unterschied zwischen dem gewollten Antriebsdrehmoment der Kraftmaschine und dem erreichten Abtriebsdrehmoment an den Treibrädern erzeugte und in Abhängigkeit von .den unterschiedlichen Drehzahlen dieser Treibräder gesteuerten Irraft, die dem Unterschied der Drehmomente entspricht, dazu dient. den Drehzahlunterschied zwischen den Treibrädern in der Weise auszugleichen. daß mit den Treibrädern verbundene Drehzahlregler die auf Radbremsen wirkende Kraft auf das schnellere Treibrad wirksam werden lassen. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnahme des - erreichten Antriebsdrehmomentes durch ein Torsionsdynamometer erfolgt, die Abnahme des gewollten Drehmomentes dagegen unter Vermittlung des Unterdrucks im Ansaugstutzen oder der Gashebelstellung, wobei beide Kräfte auf je einen Schenkel (ii bzw. io) eines doppelarmigen Hebels (9) Wirken, dessen Ausschlag die Steuerkraft für den Ausgleich des Drehzahlunterschiedes der Fahrzeugtreibräder ergibt. . 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daB der .doppelarmige Hebel (9) auf den Kolben (17) des hydraulischen Bremssystems des Fahrzeuges wirkt, wobei ein Ü msteuerventil (22) den hydraulischen Druck selbsttätig auf das übliche Bremssystem (39 bis 43) oder auf ein Steuerglied (31) leitet, das diesen auf die entsprechende Bremse des Treibrades vermittelt. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Trennung der Ö1druckleitung vornehmlich an den Fahrzeugrädern doppelwirkende Rück-@@schlagventile (34) vorgesehen sind; die die Ausgleichsleitungen bei Betätigung des Bremshebels absperren und umgekehrt. , Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom. Stand der Technik sind im, Erteilungsverfahren in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift Nr. 366972, 636922; österreichische Patentschrift . . Nr. 130 297; schweizerische Patentschrift 86134.