DE8320356U1

DE8320356U1 - Sperrbares kegelraederausgleichgetriebe fuer kraftfahrzeuge

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Publication number: DE8320356U1
Application number: DE8320356U
Authority: DE
Original assignee: Steyr Daimler Puch AG
Current assignee: Steyr Daimler Puch AG
Priority date: 1983-04-29
Filing date: 1983-07-14
Publication date: 1985-03-14
Also published as: ATA155583A; JPS59206227A; DE3325485A1; AT380838B

Description

Patentanwälte ,'.....'_

Dipl.-Ing. E. Eder
Dipl.-Ing. K. Schleschke
8000 München 40, Ellsabethstr. 34

Anm.: Steyr-Daimler-Puch Aktiengesellschaft

München, den 13. November 1984 Akte 11.495 II/er

Sperrbares Kegelräderausgleichsgetriebe für Kraftfahrzeuge

Die Neuerung bezieht sich auf ein sperrbares Kegelräderausgleichgetriebe für Kraftfahrzeuge, bei dem zur Sperre eines der Achswellenkegelräder mit dem Ausgleichgetriebegehäuse kuppelbar und die Schaltmuffe auf einem die Achswelle unfassenden Hals des Ausgleichgetriebegehäuses angeordnet ist.

Als Stand der Technik ist bereits ein Kegelräderausgleichgetriebe zur Feststellung des Differentialgetriebes bei Motorfahrzeugen bekannt (DE-PS 293 673). Bei diesem Differentialgetriebe ist die Schaltmuffe sowohl auf einem Hals des Getriebegehäuses als auch auf dessen Außenmantelfläche verschiebbar geführt. An einer Stirnfläche trägt die Schaltmuffe nach innen durch Löcher des Getriebegehäuses ragende Elemente, welche durch Verschieben der Schaltmuffe mit entsprechend gestalteten Gegenelementen eines Kegelrades in Eingriff gelangen.

Diese bekannte Konstruktion weist den Nachteil auf, daß es einmal sehr schwierig ist, das Getriebegehäuse so auszubilden, daß es für die Schaltmuffe die vorgenannte doppelte Führung besitzt. Weiterhin wird von den Elementen des Kegelrades ein großes Biegemoment auf die frei aus den Löchern des Getriebegehäuses ragenden Elemente der Schaltmuffe ausgeübt, wodurch ein großes Schermoment auf die Klauen resultiert. Die gesamte Konstruktion muß damit entsprechend kräftemäßig ausgelegt werden, um dieses Schermoment aufzufangen.

Weiterhin ist ein Ausgleichgetriebe für Kraftfahrzeuge bekannt, bei welchem die Schaltmuffe an einer Stirnfläche nach innen durch Löcher des Getriebegehäuses ragende Zapfen aufweist, die durch Verschieben der Schaltmuffe mit Anbohrungen eines Kegelrades in Eingriff gebracht werden können (DE-PS 820 690). Nachteilig ist bei dieser bekannten Konstruktion, daß von den Anbohrungen des Kegelrades ein großes Biegemoment auf die frei aus den Löchern ragenden Zapfen der Schaltmuffe ausgeübt wird. Hierdurch » tritt in den Zapfen in radialer Richtung wiederum ein großes Schermoment auf.

Weiterhin ist die ScteLtmuffe mit Zapfen mehrstückig ausgebildet, so daß sich ein erheblicher baulicher Aufwand ergibt.

Zum Stand der Technik zählt außerdem ein Differentialgetriebe, bei dem eine Schaltmuffe mit einer Stirnwand auf dem Hals des Getriebegehäuses verschiebbar ist und Schaltbolzen besitzt, die^iese Stirnwand eingesetzt sind und sich durch Löcher des Getriebegehäuses erstrecken (US-PS 4 043 224). Die Bolzen üben im eingerasteten Zustand eine Sprengwirkung auf das Getriebegehäuse aus, da von den halbzylindrischen Ausnehmungen der Kegelräder große radiale Kräfte über die Bolzen auf das Getriebegehäuse übertragen werden. Deshalb ist eine große radiale Abstützung erfor-

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derlich, d.h. das Gehäuse muß in diesem Fall besonders stark dimensioniert sein.

Es ist außerdem ein Differentialgetriebe bekannt/ bei welchem keine direkte Kupplung zwischen dem Getriebegehäuse und dem Kegelrad erfolgt (US-PS 2 017 577). Es wird nur indirekt über zwei Teile eine Verbindung vorgenommen, wobei wiederum als Eingriffselement Zapfen vorgesehen sind.

Zum Stand der Technik zählt außerdem ein Kegelräderausgleichsgetriebe, bei welchem zur Kupplung des Ausgleichgetriebegehäuses mit dem einen Achswellenkegelrad achsparallele Schaltstifte vorgesehen sind (DE-AS 1 915 348). Diese Schaltstifte sind in Nuten bzw. mit diesen fluchtenden Bohrungen des Ausgleichgetriebegehäuses gelagert und geführt, wobei sie einen kegelförmigen Kopf aufweisen, mit dem sie in der Sperrstellung in hinterstoßene Ausnehmungen an der Rückseite des betreffenden Achswellenkegelrades eingreifen.

Ein wesentlicher Nachteil dieses Getriebes und aller vorgenannter Getriebe, welche Schaltstifte aufweisen, besteht darin, daß bei zunehmendem Spiel zwischen Schaltstift und Ausnehmung des Achswellenkegelrades die Größe der Berührungszone der Mantelflächen des Schaltstiftes und der Ausnehmung abnimmt, wodurch die Anordnung einer vermehrten Anzahl von Schaltstiften erforderlich wird, um die Flächenpressung klein zu halten. Die Anzahl der ScteLtstifte ist jedoch durch die Mindestwandstärke zwischen den Stiften bzw. Ausnehmungen begrenzt.

Andererseits hat jedoch das Spiel zwischen Schaltstift und Ausnehmung des Achswellenkegelrades einen großen Einfluß auf die Schaltwilligkeit der Sperre. Ein kleines Spiel erfordert hohe Schaltkräfte, um ein vollständiges Eindrücken der Schaltstifte in die Ausnehmung zu gewährleisten.

Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es demgegenüber, ein sperrbares Kegelräderausgleichgetriebe der eingangs genannten Art zu schaffen, welches bei einfachem Aufbau eine kompakte Bauweise besitzt, wobei dennoch trotz Auftretens grosser Kräfte eine geringstmögliche Anzahl von Konstruktionsteilen Anwendung finden soll.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Schutzanspruches gelöst. Hierdurch ergeben sich folgende Vorteile:

Anstelle einer Vielzahl von Schaltstiften mit einer zusätzlichen Schaltmuffe ist ein einziger, sicher geführter und gelagerter Bauteil, nämlich die Klauenmuffe, vorhanden. Damit ergibt sich nicht nur eine beträchtliche Verringerung des Herstellungsaufwandes, sondern entsprechende Montagevereinfachungen. Dadurch, daß der die Achswelle umgebende Hals des Getriebegehäuses die einzige Lagerstelle für die Schaltmuffe bildet, baut die gesamte Konstruktion raumsparend und kompakt. Andererseits erfolgt die Berührung zwischen Klauenmuffe und Achswellenkegelrad einerseits und zwischen Klauenmuffe und Ausgleichsgetriebegehäuse andererseits entlang ebener Flächen, deren Größe von der jeweiligen zulässigen Flächenpressung abhängt. Durch die geringe Anzahl der Klauen ist genügend Material zwischen den einzelnen Ausnehmungen im Achswellenkegelrad vorhanden, so daß auch das Spiel in Tangentialrichtung groß gewählt werden kann, wodurch die SchaÜtwilligkeit und SchaTtkraft günstig beeinflußt wird. Um eine sichere Funktion des Getriebes in beiden Fahrtrichtungen sicherzustellen, können die Ausnehmungen im Achswellenkegelrad bzw. im Sperrkörper mit einander zugeneigten Seitenwänden ausgeführt sein.

Gegenüber einem Ausgleichgetriebe ohne Sperre ist nur ein zusätzlicher Bauteil, nämlich die Klauenmuffe, erforderlich, was die Möglichkeit bietet, bereits bestehende, unsperrbare Ausgleichgetriebe nachträglich mit einer Sperre auszustatten,

zumal es ja nur darum geht, in das Ausgleichgetriebegehäuse die Schlitze für die Klauenführung und an der Rückseite des Achswellenkegelrades die Ausnehmungen einzuarbeiten. Die Herstellung dieser Ausnehmungen ist dann besonders einfach, wenn die Ausnehmungen nicht im Achswellenkegelrad selbst, sondern im eigenen Sperrkörper eingearbeitet werden.

Sperren für Kegelräderausgleichgetriebe mit Stirnklauenverzahnungen zählen bereits zum Stand der Technik (AT-PS 29o 176, DE-PS 1 213 363, DE-PS 1 555 228), jedoch handelt es sich hierbei in der Regel um Konstruktionen, bei denen die Klauen außen am Ausgleichgetriebegehäuse angeordnet sind und die Schubklauenmuffe drehfest auf einer Achswelle sitzt, was den Nachteil einer Bauweise mit großen Abmessungen in Achsrichtung mit sich bringt.

In der Zeichnung ist der Schutzgegenstand in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein Kegelräderausgleichgetriebe für Kraftfahrzeuge im Axialschnitt;

Fig. 2 den zugehörigen Querschnitt nach der Linie H-II;

Fig. 3 eine andere Ausführungsform eines Ausgleichgetriebes in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellungsweise;

Fig. 4 eine weitere Ausführungsvariante, ebenfalls im Axialschnitt.

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Geiaäß Fig. 1 ist ein Ausgleichgetriebegehäuse 1, 1a zweiteilig ausgebildet und trägt ein Tellerrad 2. Innerhalb des Ausgleichgetriebegehäuses sind Ausgleichkegelräder 3 gelagert, die mit Achswellehkegelrädern 4 kämmen, wobei die Achswellenkegelräder 4 mit Achswellen 5 einstückig ausgebildet sind.--

Der eine Teil 1 des Ausgleichgetriebegehäusee 1, 1a ist zu einem die Achswelle 5 umfassenden Hals 6 verlängert. Auf diesem Hals 6 ist e±ne Schaltmuffe 7 verschiebbar gelagert. Die Schaltmuffe 7 besitzt stirnseitige Klauen 8, die durch achsparallele Schlitze 9 des Teiles 1 des Ausgleichgetriebes 1, 1a geführt sind und in der nicht dargestellten Sperrstellung in Ausnehmungen 10 an der Rückseite des rechten Achswellenkegelrades 4 eingreifen.

Bei der Ausbildung gemäß Fig. 3 ist das Ausgleichgetriebegehäuse 1 einteilig ausgebildet, -wobei allerdings die Achswellenkegelräder 4 auf eigenen Achswellen 5 drehfest sitzen. Der Singriff der Klauen 8 der Schaltmuffe 6 erfolgt nicht unmittelbar in Ausnehmungen des betreffenden Achswellenkegelrades 4, sondern in Ausnehmungen 10a eines eigenen an der Rückseite des Achswellenkegelrades 4 angeordneten, mit der Achswelle 5 drehfest verbundenen scheibenförmigen Sperrkörpers 11. Diese Ausbildung hat den Vorteil einer vereinfachten Herstellbarkeit der Ausnehmungen 10a.

Die Variante nach Fig. 4 unterscheidet sich von jener nach den Fig. 1 und 2 nur dadurch, daß die Ausnehmungen 10 nicht unmittelbar an den Zahnkranz des Achswellenkegelrades 4 anschließen, sondern in einem Außenringwulst am Rücken des Zahnrades vorgesehen sind.

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Dipl.-Ing. E. Eder Dipl.-Ing. K. Schieschke

0000 München 40, Efcabetiistr. 34

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Patentanwälte

Dip!.-Ing. E. Eder

Dipl.-lng. K. Schieschke

8000 München 40, Elisabßtnstr. 34

Anm.: Steyr-Daimler-Puch Aktiengesellschaft

München, den 13. November 1984 Akte 11 .495 II/er

Sperrbares Kegelräderausgleichsgetriebe für Kraftfahrzeuge

Schutzanspruch :

Sperrbares Kegelräderausgleichsgetriebe für Kraftfahrzeuge, bei dem zur Sperre eines der Achswellenkegelräder mit dem Ausgleichsgetriebegehäuse kuppelbar und die Schaltmuffe auf einem die Achswelle umfassenden Hals des Ausgleichsgetriebegehäuses angeordnet ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

die in an sich bekannter Weise als Klauenmuffe ausgebildete Schaltmuffe (7) ist nur auf dem Hals (6) des Ausgleichsgetriebegehäuses (1) verschiebbar gelagert,

die Klauen (8) sind durch achsparallele Schlitze (9) des Ausgleichsgetriebegehäuses (1) geführt,

wie an sich bekannt, greifen die Klauen (8) in Ausnehmungen (10, 1Oa) an der Rückseite des betreffenden Achswellen-Kegelrades (4) oder eines an dessen Rückseite vorgesehenen,

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mit der Achswelle (5) drehfest verbundenen Sperrkörpers (11) ein und

die Klauenmuffe (7) und das Achswellenkegelrad (4) einerseits sowie das Ausgleichsgetriebegehäuse (1) und die Klauenmuffe (7) andererseits weisen jeweils in ihrem Berührungsbereich ebene Flächen auf.

Patentanwälte Dipl.-Ing. E. Euer Dipl.-Ing. K. Schieschke München 40, fcli^sthstr. 34