DE845904C

DE845904C - Einrichtung fuer mit einem Differential ausgestattete Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE845904C
Application number: DEN640A
Authority: DE
Inventors: Karl Ing Nowak
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-04-08
Filing date: 1950-03-21
Publication date: 1952-08-07

Description

Einrichtung für mit einem Differential ausgestattete Kraftfahrzeuge Die l:rfin(Inng betrifft eitle Einrichtung für mit einem Differential ausgestattete Kraftfahrzeuge und besteht darin, dali zur Verhinderung des Schleuderns eine zus:itzliche elektrische Einriclltung vtirgeschen ist, durch welche einer Geschwin(iigkeitsdifferenz der beiden angetriebenen It:i(ler um so griil:lerer Widerstand entgegengesetzt \V i rd, je gr<it,ier die Geschwindigkeitsdifferenz \\ erden soll.
In @r<iftwaen mini für die Möglichkeit verschiedener Bewegungsgeschwindigkeit angetriebener Räder gesorgt werden, um ein Radieren der Räderbelage in Kurven zu vermeiden. Dies wird durch (las bekannte Differetltial ermöglicht. welches jedoch den Nachteil aufweist, daß es leicht zu einem Schleudern des \Vagens Anlaß gibt. Um dies zu verhindern, wird erfindungsgem;iß parallel zum Ausgleichsgetriebe eine elektromagnetische Schlupfbremse (Wirbelstrombremse od. (1-l.) angewendet.
Die Erfindung wird an Hand der Fig. i und der Zeichnung veranschaulicht.
In Fig. i ist der rückwärtige Teil des 1#ahrgestelles eines Kraftwagens schematisch dargestellt. Die Kardanwelle i treibt in bekannter Weise den Triebling des Differentials 2. c011 dessen Seitenkegelrädern die Hinterachswellen 3 und .t, damit auch die 11 interr@ider 5 und 6 angetrieben werden. Das normale Differential gestattet eine völlige gegenseitige Bewegungsfreiheit der Hinterräder. Beispielsweise katltl sich bei Gleiten eines Rades dieses mit iilwrllöllter Geschwindigkeit drehen. Eine dagegen- angewendete Differentialsperre (Blokkierung der Planetenräder) führt jedoch zur völligen -Ausschaltung der Differentialwirkung.
Die Erfindung will das Schleudern des Wagens bei beibehaltener Differentialwirkung verhindern oder die Schleudergefahr wenigstens stark vermindern. Zu diesem Zweck sind auf den Hinter= achswellen 3 und 4 zusätzliche Zahnräder 7 und 8 angebracht, die mit anderen Zahnrädern 9 und io i in Eingriff stehen. Letztere sitzen auf den Wellen i i und 12 einer elektromagnetischen chlupfbrernse 13. Eine solche Bremse ist zweck-S S mäßig analog einem Elektromotor aufgebaut, wobei jedoch als Stator die Magnete eines Gleichstrommotors und als Rotor ein Kurzschlußanker eines Drehstrommotors verwendet sind. Die Magnete des AIagnetgehäuses sind dabei entweder Permanentmagnete oder etwa von der Wagenbatterie aus erregte Elektromagnete. Das Magnetgehäuse sitzt auf einer der Wellen 11. 12 und der Rotor auf der anderen dieser beiden Wellen. Bei gleicher Geschwindigkeit der Räder 5, 6 und damit von Magnetgehäuse und Anker tritt keinerlei elektrische M'irkung auf.
Tritt jedoch <las Differential in Wirkung, so weisen mit den Rädern 5 und 6 auch (las Magnetgehäuse und der .Anker der Einrichtung 13 verschiedene Geschwindigkeiten auf. Im Anker wird hierdurch ein Kurzschlußstrom induziert, und es wirdgegen die verschiederieBewegungsgeschwindigkeit (Drehzahl) von Magnetgehäuse und Anker ein Widerstand ausgeübt. der um so größer ist, je höher die Differenz der GeschNvindigkeiten werden will.
Hierdurch ist auch hei einem gleitenden Rad (las Wegfahren ohne Differentialsperre möglich, und vor allem wird das Schleudern wirksam verhindert. Durch die geeignete Wahl des Übersetzungsverhältnisses zwischen den Zahnrädern 7, 9 und 8, io ist es möglich, auch in engen Kurven mit entsprechender Differentialwirkung zu fahren.
Wenn ein Rad gleitet, so wird trotzdem das andere Rad angetrieben, und die Vorrichtung nimmt auch das gleitende Rad mit einer verminderten Geschwindigkeit mit, da sie bei einer bestimmten Geschwindigkeitsdifferenz analog einer Differentialsperre wirkt, die aber weich und automatisch einsetzt.
Durch Wahl der Zahnräder 7, 8 größer als der eingreifenden Zahnräder 9, to kann eine übersetzung ins Rasche erfolgen, derart, daß sich die Wellen 11, 12 rascher drehen als die Wellen 3, 4. Damit ist aber auch eine Geschwindigkeitsdifferenz derselben größer als bei den Räderachswellen. Hierdurch kann die Einrichtung wirksamer, kleiner und billiger gestaltet werden.
Besonders zweckmäßig erscheint die Anordnung für Fahrzeuge mit Heckmotor, da sie die besondere Schleudergefahr des schweren Heckteiles vermindert.
Eine abgeänderteheispielsweiseAusfiihrungsform der Erfindung ist in Fig.2 veranschaulicht. Hier treibt der Triehling 14 (las Tellerrad 1 .5, auf dem das Gehäuse 16 mit den Planetenrädern 17 sitzt. Das Seitenkegelrad 18 sitzt jedoch hier auf einer gemeinsamen Welle i9 mit einem -Anker 2o einer elektromagnetischenWirbelstrombremse. DieHohlwelle 2i des zweiten Seitenkegelrades 22 geht jedoch zum Magnetgehäuse 23 dieser Anordnung und ist durch dieses Gehäuse mit der lZadachswelle 24 verbunden. Die Wirkung ist analog der Anordnung nach Fig. i, da einer Geschwindigkeitsdifferenz der Wellen 19 und 21, 24 durch die Anordnung 20, 23 ein Widerstand entgegengesetzt wird, der um so größer ist, je größer die Drelizalildifterenz und damit eine relative Bewegung der "heile 20 und 23 wird. Der Anker 2o kann dabei auch aus massivem Metall bestehen, zweckmäßig aus 1?isen mit eingelegten Kurzschlußspulen, der Nlagnettei123 mit permanenten Magneten oder über Schleifringe erregten Elektromagneten ausgeführt sein..
Durch eine weitere Erfindung \\ ird eine besonders einfache und zweckmäßige Lösung für die Gestaltung dieser Zusatzeinrichtung erzielt. Diese :Ausbildung zeigt Fig. 3.
In der Zeichnung bezeichnet 14 den Triebling, der in das Tellerrad i s des Differentials eingreift. Im Gehäuse 16 sitzen in der üblichen Anordnung die Planetenräder 17. In diese greifen Seitenkegelräder 18 und 22 ein, die jedoch zweckmäßig besonders gestaltet sind. damit zwischen diesen Rädern Platz für die erfindungsgemäße Zusatzeinrichtung bleibt. Diese bestellt aus einem mit dem Seitenkegelrad i8 verbundenen Magnetgehäuse 23 mit den Magneten 23° und 23n. -zweckmäßig permanenten Magneten, gegebenenfalls auch aus der Batterie gespeisten Elektromagneten. Zwischen den Magnetpolen befindet sich der finit dem zweiten Seitenkegelrad 22 -verbundene Ankerkörper 20, der entweder einfach aus massivem Eisen bestehen kann oder sonstwie im Sinne der Ausführungen nach Fig. i und 2 gestaltet Nverden kann.
Solange die beiden Seitenkegelräder gleiche Geschwindigkeit besitzen, laufen damit auch das Magnetgehäuse 23 und der Anker 20 gleich rasch, und es tritt keinerlei Kraftwirkung auf. Beim Auftreten einer Differentialwirkung bewirkt der Schlupf des Ankers 20 zwisclieii den :Magnetpolen 23u und 23n das Entstehen von Wirbelströmen im Anker 20 und damit (las Entstehen einer Kraftwirkung, welche die 1)ifferential\s-irkung weich bremst und um so größer wird, je höher dieRelativgeschwindigkeit der angetriebenen .Achswellen i9, 24 zueinander wird.
Durch eine weitere Erfindung wird die Einrichtung noch vervollkommnet, indem im Falle eines doch eintretenden Schleuderns des Wagens oder für das Wegfahren heim Gleiten eines Rades die Wirkung der Einrichtung noch verstärkt werden kann. Die Anordnung kann überdies auch so getroffen werden, (laß die Differentialwirkung überhaupt nur in Kurven wesentlich wirksam werden kann.
In der Fig.4 der Zeichnung bezeichnet i4 den Triebling, 15 das Tellerrad und 16 (las Gehäuse eines Differentials. Inn Geln:itise ih befinden sie l1 die

Planetenrädern, wie dargestellt, angebracht «-erden. Der Anker 2o der Anordnung kann aus massivem Eisen bestehen oder auch lamelliert und mit Wicklung ausgeführt sein. Auch eine Ausführung, bei welcher sich die Magnete innen befinden (Anker 20 als -Magnet ausgeführt und Gehäuse 23 mit Bremswicklung versehen od. dgl.), ist denkbar.
Sind die Planetenräder 17 entsprechend klein gegenüber den Seitenkegelrädern 18, 22 bemessen, ist die Schlupfbremse 20, 23 bei relativ kleiner Ausführung besonders wirksam.
Eine abgeänderte Ausführung zeigt die Fig. 7. Hier sitzt die Schlupfbremse 20, 23 im Innern des Differentials zwischen den mit Einbuchtungen ausgeführten Stirnzahnrädern 18, 22. Der Anker 2o sitzt mit dem Planetenrad 17a auf gemeinsamer Welle 35, während das Magnetgehäuse mit dem gegenüberliegenden Planetenrad i7b gekuppelt ist. Dadurch ist die Relativbewegung des Ankers 20 und des Magnetgelläuses 23 doppelt so groß, da die Planetenräder 17a und 17b sich bei Differentialwirkung gegenläufig drehen. Die Zusatzeinrichtung kann also in diesem Falle bei gleicher hoher Wirksamkeit noch kleiner ausgeführt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Einrichtung für mit einem Differential ausgestattete Kraftfahrgeuge, bei welcher zur Verhinderung des Schleuderns od. dgl. eine zusätzliche Einrichtung vorgesehen ist, welche die Wirkung des Differentials begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Schlupfbreinse (13) verwendet wird, durch welche bei einer Differenz der Drehungsgeschwindigkeit von Gehäuse undAnker eine hehinderndeKraftwirkung entsteht.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfbremse (13) mit einem 'Magnetgehäuse (23) und einem Kurzschluß- oder Vollmasseanker (2o) ausgestattet ist.
3. Einrichtung nac`li Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Differentialhreinse, vorzugsweise eine elektromagnetische \\"irl>elstrombreinse, von welcher das Magnetgehäuse (23) und der Anker (20) je mit einer der angetriebenen Radachswellen (19, 24) gekuppelt sind, zwischen den Seitenkegelrädern (i8, 22) desDifferentials angeordnet ist(Fig.3).
4. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für eine das Ausgleichsgetriebe in seiner \\ irkungsweise begrenzende elektrische Differentialbremse eine Veränderungsmöglichkeit für die 'Magnetfeldstärke und bzw. oder die Ankerstromstärke vorgesehen ist. welche vom Führersitz des Kraftwagens aus bedienbar ist, so daß insbesondere durch Bedienung eines Kontaktes (29) oder Verdrehung der Lenkung (30, 31, 29°) die Kraftwirkung der Differentialbremse ge:inclert wird.
5. Einrichtung nach Anspruch .4, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem zweckmäßig lamellierten Anker (20) eine Wicklung (26) angebracht ist, welche während der Fahrt durch einen Kontakt (29) oder über einen Widerstand geschlossen werden kann oder geschlossen ist und geöffnet werden kann.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 und bzw. oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Differentialbremse mit einem Kontakt (29a) bzw. Regelwiderstand (32, 33, 34) der Lenkanordnung kombiniert ist, derart, daß bei Geradeausfahrt die größere Wirkung der Einrichtung vorhanden ist, während bei Verdrehung der Lenkanordnung diese Wirkung (der Einrichtung 20, 23) vermindert wird (Fig. 5).
7. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine für die beiden angetriebenen Radachswellen (i9, 24) des Differentials vorgesehene elektromagnetische Schlupfbremse (Wirbelstrombremse 20, 23) mit einem oder mehreren der Planetenräder (i7) des Differentials gekuppelt ist. B.
Einrichtung nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfbremse (20, 23) an zwei gegenüberliegenden Planetenrädern (17) auf dem Differentialgeh@iuse ( 10) angebracht ist (Fig. 6).
9. Einrichtung nach Anshi-llcll7 wild bzw. oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (20) und das Gehäuse (23) der Schlupfbreinse je mit gegenüberliegenden Planetenrädern (17a und 17b) verbunden sind, so daß hei Differentialwirkung beide eine gegenläufige Bewegung ausführen (Fig. 7).