DE9320400U1

DE9320400U1 - Verteilergetriebe mit einem abschaltbaren Abtriebsstrang

Info

Publication number: DE9320400U1
Application number: DE9320400U
Authority: DE
Original assignee: Steyr Daimler Puch AG
Current assignee: Steyr Daimler Puch AG
Priority date: 1993-06-21
Filing date: 1993-06-21
Publication date: 1994-06-09
Anticipated expiration: 2003-06-22

Description

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STEYR-DAIMLER-PUCH 19. April 1994

Aktiengesellschaft DEC-D-531 02 . 2

VERTEILERGETRIEBE MIT EINEM ABSCHALTBAREN ABTRIEBSSTRANG

Die Erfindung handelt von einem Verteilergetriebe für Kraftfahrzeuge mit einer ersten Abtriebswelle für eine permanent angetriebe Achse und einer zweiten Abtriebswelle für eine fakultativ angetriebene Achse, welche mittels einer schaltbaren formschlüssigen Kupplung mit der ersten Abtriebswelle verbindbar ist.

Derartige Verteilergetriebe finden in sehr verschiedenen Bauweisen in Lastkraftwagen und anderen fahrbaren Maschinen mit mindestens zwei angetriebenen Achsen Anwendung. Die Kraftübertragung von der Eingangswelle zur Ausgangswelle kann in ihnen durch eine Kette oder ein Antriebsband oder über Zahnräder erfolgen, es können zwei oder mehr verschiedene Gänge schaltbar sein und es kann eine Zwischenwelle vorhanden sein. Es handelt sich aber um Verteilergetriebe, die bei zugeschalteter fakultativ angetriebener Achse - die in den meisten Anwendungsfällen die Vorderachse sein wird - keinen Längsausgleich aufweisen.

Ein gattungsgemäßes Verteilergetriebe ist etwa aus der DE-OS 31 23 960 bekannt. Es ist von der Bauart mit einer Zwischenwelle und einem Straßen- und einem Geländegang. Die Zuschaltung der zweiten angetriebenen Achse durch Einrücken der Klauenkupplung

ist nur bei langsamer Relativdrehung zwischen den beiden Kupplungsteilen möglich. Dabei entsteht ein spür- und hörbarer Einschalt schlag, der durch die vielen aufeinanderfolgenden Spiele im Antriebsstrang noch verstärkt wird. Das bringt erhöhte mechanische Belastung und Verschleiß mit sich. Wenn die Kupplung eingerückt ist, ist bei Lastwechseln ein ähnlicher Schlag feststellbar.

Bei gelöster Klauenkupplung läuft der Antriebsstrang der nicht angetriebenen Achse als freier Drehschwinger mit, was auch zu unangenehmen Geräuschen und erhöhtem Verschleiß der Antriebselemente in diesem Strang führt. Auch dieser negative Effekt wird durch die Spiele im Antriebsstrang verstärkt.

Bei einem anderen aus der EP-OS 510 457 bekannten Verteilergetriebe sind zwar Maßnahmen zur Erleichterung des Einrückens getroffen, trotzdem bestehen auch dort die oben aufgezeigten Probleme .

Es ist daher Ziel Erfindung, ein gattungsgemäßes Verteilergetriebe so zu gestalten, daß sowohl Einschalt- als auch Lastwechselschlag und Schwingungen des freilaufenden Antriebsstranges bei gelöster Kupplung mit möglichst geringem Aufwand verringert werden.

Erfindungsgemäß ist die erste und die zweite Abtriebswelle über eine federbelastete Reibungskupplung miteinander dauernd reibungsverbunden, wobei die Reibungskupplung innerhalb der formschlüssigen Kupplung angeordnet ist.

Die federbelastete Reibungskupplung erzeugt ein relativ kleines Reibmoment zwischen den beiden Abtriebswellen, weshalb sie auch innerhalb der formschlüssigen Kupplung unterzubringen ist. Dieses reicht dazu aus, die innere Reibung der Antriebsteile soweit zu überwinden, daß im jeweiligen Drehsinn alle Spiele aufgezehrt sind. Ausserdem wirkt die Reibungskupplung als Schwingungsdämpfer, wozu ebenfalls kein hohes Moment erforderlich

ist. Es hat sich im Fahrversuch erwiesen, daß mit dieser relativ einfachen Maßnahme eine fühlbare Verringerung des Schaltbzw Lastwechselschlages und eine wirksame Schwingungsdämpfung erreicht wird. Dabei ist es ein wesentlicher Vorteil, daß die Reibungskupplung bei Gleichlauf der beiden Abtriebswellen, also sowohl bei eingerückter Kupplung als auch bei Betrieb mit einer angetriebener Achse auf gerader Fahrbahn mit ausgerückter Kupplung keinem Verschleiß ausgesetzt ist.

In Weiterbildung der Erfindung weist eine der beiden Abtriebswellen einen koaxialen Zapfen auf, der in eine Ausnehmung der anderen Abtriebswelle ragt, wobei der Zapfen über ein Zahnprofil zur drehfesten Aufnahme mindestens eines Reibkörpers verfügt (Anspruch 2). So ergibt sich eine für Fertigung und Zusammenbau sehr einfache Konstruktion, zumal ein Zentrierzapfen oft bereits vorgesehen ist.

In einer Ausführungform der Erfindung ist ein einziger Reibkonus vorgesehen, der mit einer konischen Innenreibfläche der Ausnehmung zusammenwirkt (Anspruch 3). Bei geeigneter Wahl des Konuswinkels ist das erforderliche geringe Moment mittels einer relativ weichen Feder mit günstiger Federkennlinie zu erzielen. Nebstbei wirken die konischen Reibflächen als Zentrierung.

In einer anderen Ausführungsform sind die Reibkörper Scheiben, die mit in der Ausnehmung drehfest geführten Scheiben zusammenwirken (Anspruch 4). So wird das erforderliche Moment mittels einer Lamellenkupplung mit relativ großer Reibfläche erzielt und der Durchmesser der Ausnehmung kann reduziert werden, was bei Verwendung einer formschlüssigen Kupplung mit Umfangszähnen als Zuschalt-Kupplung günstig ist.

Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, daß der Zapfen an seinem vorderen Ende den Lagerzapfen für die gegenseitige Zentrierung der Wellen bildet (Anspruch 5) und daß die konischen Innenreibflächen der Ausnehmung Schmiernuten aufweisen (Anspruch 6). So wirkt der Zapfen auch als Zentrierzapfen und

seine Schmierung ist trotz der vorgelagerten Reibungskupplung gewährleistet.

Obwohl es im Prinzip egal ist, an welcher der beiden Abtriebswellen der Zapfen ausgebildet ist, ist es konstruktiv vorteilhaft, wenn der koaxiale Zapfen Teil der fakultativ angetriebenen Abtriebswelle und die Ausnehmung in der permanent angetriebenen Abtriebswelle angeordnet ist (Anspruch 7).

Weiters ist es vorteilhaft, die formschlüssige Kupplung als Klauenkupplung auszuführen (Anspruch 8). Bei einer solchen ist der zum Einrücken erforderliche Hub und somit der Platzbedarf geringer und es steht mehr Einbauraum für die Reibungskupplung zur Verfügung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen einiger Ausführungsbeispiele erläutert. Es stellen dar:

Figur 1 ein für die Anwendung der Erfindung geeignetes Verteilergetriebe, schematisch,

Figur 2 einen Längsschnitt des Details A der Figur 1 in einer ersten Variante,

Figur 3 einen Längsschnitt des Details A der Figur 1 in einer zweiten Variante,

Figur 4 einen Längsschnitt des Details A der Figur 1 in einer dritten Variante,

Figur 5 einen Längsschnitt des Details A der Figur 1 in einer vierten Variante.

In dem in Fig.l schematisch dargestellten Antriebsstrang eines Nutzfahrzeuges ist der Motor mit 1, die Kupplung mit 2 und das

Schaltgetriebe mit 3 bezeichnet. Von diesem aus wird das Verteilergetriebe 4 angetrieben, welches eine Eingangswelle 5, eine Zwischenwelle 6, eine ein Ausgangzahnrad 7 tragende erste Abtriebswelle 8 und eine zweite Abtriebswelle 9 aufweist. Erstere ist permanent angetrieben, zweitere fakultativ, beispielsweise zur Zuschaltung des Vorderachsantriebes. Die erste Abtriebswelle 8 treibt über eine Kardanwelle 12 eine Hinterachse 13, die zweite Abtriebswelle 9 über eine Kardanwelle 10 eine Vorderachse 11.

In Figur 2 ist das Detail A, die Verbindung zwischen der ersten Abtriebswelle 8 mit dem Ausgangszahnrad 7 und der zweiten Abtriebswelle 9 dargestellt. Die Welle 9 ist von einem Gehäuse umgeben, von dem nur Teile dargestellt sind. Sie ist auf einer Seite aus diesem herausgeführt und trägt einen Flansch 21 zum Anschluß der Kardanwelle 10 (Figur 1), der mittels einer Teilverzahnung 22 und einer Mutter 23 befestigt ist. Die Welle 9 ist im Gehäuse 20 mittels eines Wälzlagers 24 gelagert und kann ein Zählrad 25 und einen gehäusefesten Sensor 26 aufweisen, wenn Steuervorrichtungen zum Einrücken der Kupplung, die nicht Gegenstand der Erfindung sind, vorgesehen sind. Ein Drehzahl-Signal könnte aber auch an anderer Stelle vorgesehen sein.

Wenn, wie im gegenständlichen Ausführungsbeispiel, eine Klauenkupplung verwendet wird, weist die zweite Abtriebswelle eine weitere Tei!verzahnung 27 auf, auf der eine Kupplungsmuffe 28 mittels einer Schaltgabel 29 verschiebbar ist. Die Kupplungsmuffe 28 bildet den ersten Kupplungsteil und weist Klauen 30 auf, die zwischen Gegenklauen 31 der ersten Abtriebswelle 8 bzw. des Ausgangszahnrades 7 angebracht sind. Diese stellen den zweiten Kupplungsteil dar.

Zwischen den beiden Abtriebswellen 8,9 ist eine allgemein mit 32 bezeichnete Reibungskupplung vorgesehen. Die Welle 9 weist einen koaxialen Zapfen 33 geringeren Durchmessers auf, an dessen Ende ein Zahnprofil 34 vorgesehen ist, auf dem ein konischer Kupplungskörper 35 drehfest, aber axial verschiebbar

sitzt. Er wird von einer Feder 36, die sich an einer Schulter 37 der ersten Abtriebswelle abstützt nach rechts gedrückt. Der Kupplungskörper 35 weist eine konische Reibfläche 38 auf, die mit einer in der Ausnehmung 39 des Zahnrades 7 gebildeten kongruenten Fläche zusammenwirkt. Das von der Reibungskupplung übertragene Drehmoment ist sehr gering. Es kann größenordnungsmäßig zwischen einem Fünfigstel und einem Tausendstel des von der formschlüssigen Kupplung übertragenen Drehmomentes liegen.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 3 werden für identische Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet. Diese unterscheidet sich vom vorherigen Ausführungsbeispiel nur dadurch, daß die Feder 36 eine Tellerfeder ist und daß die Feder 53 ein Paket von Tellerfedern ist und daß der Zapfen 33 über die den Kupplungskörper 35 tragende Keilverzahnung 34 hinaus zu einem Zentrierzapfen 50 verlängert ist, der in der Weise eines Lagers die beiden Abtriebswellen 8,9 gegeneinander zentriert. Um die Schmierung sicherzustellen, weist die konische Fläche 38 der Ausnehmung 39 eine oder mehrere am Umfang verteilte Schmiernuten 51 auf, durch die Schmieröl zum Zentrierzapfen 50 gelangt. Um den für eine wirksame Schmierung erforderlichen Druckunterschied herzustellen, ist eine Ablaufbohrung 52 im Ausgangszahnrad 7 radial geneigt, sodaß bei Umdrehung des Zahnrades ein Sog entsteht.

In der Variante der Figur 4 wird als Reibungskupplung eine Lamellenkupplung 60 eingesetzt. Sie besteht aus auf einem Zahnprofil 34 des Zapfens 33 sitzenden Innenlamellen 62 und aus über ein Zahnprofil 65 mit der Ausnehmung 39 verbundenen Außenlamellen 63. Dazu ist die Ausnehmung 39 mit einer zylindrischen Innenwand 66 ausgebildet. Weiters ist mindestens eine Andrückplatte 64 vorgesehen, um die Kraft der Tellerfeder 53 gleichmäßig über die Lamellenflächen zu verteilen.

Die Ausführungsform der Figur 5 unterscheidet sich von den vorherigen in der Bauweise der formschlüssigen Kupplung 32 als Zahnkupplung. Dazu weist eine Kupplungsmuffe 70 eine Innenver-

zahnung 71 und das Ausgangszahnrad 7 eine Aussenverzahnung 72 auf, die wieder durch Verschieben der Kupplungsmuffe 70 in Eingriff gebracht werden.

In allen gezeigten Ausführungsbeispielen könnte sowohl der verschiebbare Teil der formschlüssigen Kupplung als auch die Reibungskupplung auch auf der ersten permanent angetrieben Ausgangswelle angeordnet sein.

Claims

STEYR-DAIMLER-PUCH 19. April 1994

Aktiengesellschaft DEGD-53102.2

SCHUTZANSPP.ÜCEE

!.Verteilergetriebe für Kraftfahrzeuge mit einer ersten Abtriebswelle (8) für eine permanent angetriebe Achse (13) und einer zweiten Abtriebswelle (9) für eine fakultativ angetriebene Achse, welche mittels einer schaltbaren formschlüssigen Kupplung (30,31;71,72) mit der ersten Abtriebswelle (8) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Abtriebswelle (8,9) über eine federbelastete Reibungskupplung (32) miteinander dauernd reibungsverbunden sind, welche innerhalb der formschlüssigen Kupplung (30,31) angeordnet ist.
2. Verteilergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Abtriebswellen (8;9) einen koaxialen Zapfen (33) aufweist, der in eine Ausnehmung (39) der anderen Abtriebswelle (9;8) ragt, wobei der Zapfen über ein Zahnprofil (34;61) zur drehfesten Aufnahme mindestens eines Reibkörpers (35;62,63) verfügt.
3. Verteilergetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reibkonus (35) vorgesehen ist, der mit einer konischen Innenreibfläche (38) der Ausnehmung (39) zusammenwirkt.
4. Verteilergetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibkörper Scheiben (62,63) sind, die mit in der Ausnehmung (39) drehfest geführten Scheiben (62,63) zusammenwirken.
5. Verteilergetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (33) an seinem vorderen Ende den Lagerzapfen (50) für die gegenseitige Zentrierung der Wellen (8,9) bildet.
6. Verteilergetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die konischen Innenreibflächen (38) der Ausnehmung (39) Schmiernuten (50) aufweisen.
7. Verteilergetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (33) Teil der fakultativ angetriebenen Abtriebswelle (9) und die Ausnehmung (39) in der permanent angetriebenen Abtriebswelle (8) angeordnet ist. ^J
8. Verteilergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssige Kupplung (30,31) eine Stirnklauenkupplung ist.