DE926469C - Selbsttaetige Sperrvorrichtung fuer Ausgleichgetriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

• Selbsttätige Sperrvorrichtung für Ausgleichgetriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen Es sind Sperrdifferentiale für Kraftfahrzeuge bekannt, die als Schnecken-, Stößeldifferentiale u. dgl. die an den Treibrädern auftretenden Momente zum Erzeugen von Reibungskräften und damit zur Sperrung des Ausgleichsmechanismus benutzen. Nachteilig ist hierbei, daß das den Vortrieb an den Rädern erzeugende Moment als beträchtliche Umfangskraft von den Teilen dieser Sperrdifferentiale aufgenommen werden muB, wobei hinzukommt, daß bei Kurvenfahrt das kurveninnere Rad bei fester Fahrbahn den größten Teil der Vortriebskraft übernehmen muß und die großen Reibungskräfte bei Kurvenfahrt einen Leistungsverlust ergeben.
• Es ist schon versucht worden, die Ausgleichsdrehzahl als Kriterium für eine Sperrwirkung zu benutzen, etwa durch als Zahnradpumpen od. ä. ausgebildete Differentiälgetriebe, bei denen der bei hoher Ausgleichsdrehzahl erzeugte Flüssigkeitsdruck dazu dienen soll, Reibglieder, die die Ausgleichs.bewegung bremsen, aufeinanderzupressen.
• Ferner sind Vorschläge nach der Art eines Doppeldifferentials mit zwei umschaltbaren Freiläufen auf den Abtrieben bekannt, die ein. Überschreiten einer durch die Bauart gegebenen Ausgleie'hs-drehzahl kinematisch verhindern. Diese Vorschläge sind baulich schlecht zu verwirklichen und von der Zuverlässigkeit der auf die verschiedenen Drehrichtungen umschaltbaren Freiläufe abhängig. Sie ergeben eine Sperrwirkung auch nur so lange, als die Ausgleichsdrehzahl die in der Bauart gegebene Größe überschreitet.
• Es ist auch eine Differentialsperre bekannt, bei welcher das die Sperrung bewirkende Element durch die Trägheit seiner Masse so bewegt wird, daß die Sperre in Tätigkeit gesetzt wird. Die Bauart dieser Sperre bringt aber ohne weiteres einerseits die Möglichkeit mit sich, daß sie nicht anspricht, während sie anderseits sicherlich ungewollt einrücken wird, wenn beispielsweise das Fahrzeug aus schneller Fahrt scharf abgebremst wird.
• Die Nachteile der bekannten Bauarten werden erfindungsgemäß dadurch behoben, daß an einem üblichen Differentialgetriebe eine Sperrvorrichtung angebracht wird, die sich erst beim Überschreiten einer durch Bauart und Einstellung gegebenen Ausgleichsdrehzahl einschaltet, die dann bis nahezu zum Stillstand der Ausgleichsbewegung selbst ausschaltet.
• Hierdurch wird bei: normaler Kurvenfahrt ein besserer Wirkungsgrad des Antriebs und eine bessere Verteilung der Vortriebskraft auf beide Räder erreicht. Ferner ergibt sich auch der Vorteil der Verwendung :eines normalen Differentialgetriebes, das zum Anbau dieser Vorrichtung keine oder nur unerhebliche Änderungen erfordert. Die die Sperrkräfte erzeugenden und aufnehmenden Elemente können entsprechend bemessen werden, während die eigentlichen Vortriebskräfte in, üblicher Weise vom Differentialgetriebe aufgenommen werden. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der selbsttätigen Nachstellung der Steuervorrichtung, wodurch ein Verschleiß der Reibglieder die Arbeitscharakteristik der Vorrichtung nicht verändert. Sie arbeitet in jeder Fahrtrichtung gleich gut, ohne einen Umschaltmechanismus zu benötigen.
• Ein Awsführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Differentialsperre ist in den Abb. I und 2 dargestellt; von denen zeigt Abb. I einen Längsschnitt und Abb.2 eine Abwicklung des Steuerrings mit den Steuerrollen.
• Sie besteht aus einer vorzugsweise als: Lamellenkupplung ausgeführten, zwischen dem Differentialgehäuse und einer Abtriebswelle angeordneten Reibungskupplung, einer als Flüssigkeitskupplung ausgebildeten Steuerkupplung, die mit wachsender Ausgleichsdrehzahl ein wachsendes Drehmoment erzeugt, und einer Steuervorrichtung zum Umformen des Drehmomentes der Steuerkupplung in eine Anpreßkraft für die Reibglieder der Reibungskupplung.
• Wie aus den Abbildungen hervorgeht, sind .die Steuerplatte I und das Gehäuse der Steuerkupplung 2 auf einem rohrförmigen Ansatz des Innenlamellenträgers 3 der Hauptkupplung drehbar angeordnet Dieser Lamellenträger ist so ausgebildet, daß er mit einer Innenverzahnung oder einem Keilprofil auf .die entsprechend ausgebildete Treibwelle 4 aufgeschoben werden kann,. nachdem die ganze Vorrichtung fertigmontiert ist. Die Glocke der Lamellenkupplung 5 (Außenlamellenträger) ist an dem dem Differentialgehäuse zugekehrten Ende so ausgebildet, däß sie mit einem Ansatz 6 formschlüssig in einen entsprechend geformten Ansatz des Differentialgehäuses 7 eingreift.
• Dadurch führt bei Kurvenfahrt öder beim Schleudern eines Rades die auf dem Lamellen--träger 3 drehbar gelagerte Kupplungsglocke 5 eine relative Drehbewegung gegenüber ersterem aus, die sich über den Mitnehmer 8 der Steuerplatte I und von den auf dieser angebrachten Rollen 9 dem Steuerring Io der Steuerkupplung mitteilt. Bei geringer relativer Drehzahl bzw. Stillstand wird die Steuerplatte I von den Druckfedern II in der Ausgangsstellung gehalten, wobei die Rollen 9 in Vertiefungen des Steuerringes Io ruhen.
• Beim Überschreiten einer durch Bauart und Einstellung (die Einstellvorrichtung ist nicht dargestellt) gegebenen relativen Drehzahl, die zweckmäßig über der bei normaler Kurvenfahrt auftretenden liegt (Abb.2), überwinden die Rolleng die Federkraft infolge des angewachsenen Schlupfmomentes der Steuerkupplung und drücken die Platte I auf die Druckbolzen I2, bis diese an dem Lamellenpaket Iß der Hauptkupplung anliegen. Dabei üben die Steuerrollen 9 eine Axialkraft über die Platte I und die Bolzen 12 auf das Lamellenpaket 13 aus, wobei sie ein Moment zur Sperrung der Ausgleichsbewegung erzeugen. Dieser Vorgang hält auch bei sinkender Relativdrehzahl so lange an, wie das Schlupfmoment groß genug ist, um über die Rollen 9 die Platte I gegen den Federdruck an das Lamellenpaket zu pressen. Bei weiterem Absinken d'er Relativdrehzahl gegen den Stillstand hin wird die Platte I von den Federn II in die Ausgangsstellüng geschoben. Dabei führt das Gehäuse der Kupplung 2 eine relative Drehbewegung aus, bis die Rollen 9 sich wieder in .den Vertiefungen befinden.
• Die als Flüssigkeitskupplung ausgebildete Steuerkupplung besteht aus dem Rotor 14 von zylindrischer Form, der von dem umgeben-dien Gehäuse 2 an den beiden° Stirnseiten und der Zylinderfläche durch einen engen, mit einer viskosen Flüssigkeit gefüllten Spalt getrennt ist. Der Rotor übt auf das Gehäuse ein der Drehzahl entsprechendes Schlupfmoment aus. Um den Einfluß der Temperatur auf dieses Moment herabzusetzen, besteht der Rotor aus einem Werkstoff; dessen Wärmeausdehnung größer als diejenige des Gehäusewerkstoffes ist, so daß in einem bestimmten Temperaturbereich der Viskositätsabfall bei steigender Temperatur durch Verringerung der Spaltbreite an den Stirnseiten ausgeglichen wird. Das Gehäuse 2 ist auf den den Rotor tragenden rohrförmigen Träger 3 .derart drehbar gelagert, daß auch der zwischen den Rollen 9 und dem Ring Io erzeugte Axialschub aufgenommen und in den Träger abgeleitet wird. Auf der andteren Seite wird :der Axialschub über die Platte i, die Druckbolzen 12 und das Lamellernpaket 13 auch von idem Innenlamellenträger 3 aufgenommen und dadurch in sich selbst ausgeglichen.
• Eine Verwendung dieser Vorrichtung oder ihrer Einzelteile z. B. als selbsttätige, geschwindiigkeitsgesteuerte. Lastsenkbremse ist denkbar.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Selbsttätige Sperrvorrichtung für Ausgleichsgetriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen, gekennzeichnet durch eine vorzugsweise als Lamellenkupplung ausgeführte Reibungskupplung (5, 3, 13), eine Steuerkupplung, die mit wachsender Ausgleichsdrehzahl' ein wachsendes Drehmoment erzeugt (2, 14) und eine Steuervorrichtung (1, 9, Io, 11, 12) zum Umformen des Drehmomentes der Steuerkupplung in eine Anpreßkraft für die Reibglieder der Reibungskupplung.
2. 2. Sperrvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkupplung (2, 14) und die Steuerplatte (I) auf einem rohrförmigen Ansatz (31) des Innenlamellenträgers (3) angeordnet sind und der Innenlamellenträger mit einer in seiner Bohrung vorgesehenen Verzahnung oder einem Keilprofil auf die entsprechend ausgebildete Welle aufgeschoben ist, der Außenlamellenträger (5) drehbar auf dem Innenlamellenträger (3) angeordnet und formschlüssig mit dem Differentialgehäuse (15) verbunden ist, wobei eine relative Drehbewegung durch die Mitnehmer (8) auf die Steuerplatte (I) und von hier über die Steuerrollen (9) und den Steuerring (Io) auf das Gehäuse (2) übertragen wird.
3. 3. Sperrvorrichtung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerplatte (I) durch Druckfedern (II) mit den Rollen (9) auf den Ring (Io) der Steuerkupplung gedrückt wird, wodurch bei niedrigem Schlupfmoment der Steuerkupplung die Rollen (9) sich in den Ausnehmungen befinden, und beim Überschreiten eines bestimmten Schlupfmomentes auf die Schrägflächen von zweckmäßiger Form hinaufrollen und dann eine .dem Schlupfmoment entsprechende Kraft über die Steuerplatte (I) und Bolzen (12) auf das Lamellenpaket (13) ausüben.
4. 4. Sperrvorrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Flüssigkeitskupplung der zylindrische Rotor (14) durch einen Spalt getrennt ist, .der mit einer Flüssigkeit mit flacher Viskositätstemperaturkurve gefüllt ist. '
5. 5. Sperrvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor der Flüssigkeitskupplung aus einem Werkstoff besteht, dessen Wärmeausdehnung größer als diejenige des Gehäusewerkstoffes ist. Angezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 262 488.