DE2235107C3

DE2235107C3 - Ausgleichsgetriebe mit selbsttätiger Sperrung

Info

Publication number: DE2235107C3
Application number: DE2235107A
Authority: DE
Inventors: Tooru Toyota Aichi Kagata (Japan)
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1971-07-20
Filing date: 1972-07-18
Publication date: 1975-03-20
Also published as: US3837236A; DE2235107B2; DE2235107A1; GB1367739A; JPS5135976B1

Description

Bei dem bekannten Ausgleichsgetriebe mit selbsttätiger Sperrung, von dem die Erfindung ausgeht (deutsches Gebrauchsmuster 1 996 368), sind die Kupplungen und die Druvkringir jeweils mit dem Träger über Verzahnungen verbunden, so daß sie sich mit dem Träger drehen. Bei Gtradeausfahrt des Fahrzeuges wird somit das Antriebsdrehniomcnt zu den Zentralrädcrn über den Träger, die Druckvinge. den Achszapfen und die Ausgleichsräder übertragen. Da die Nockenflächen der Nockeneinrichtung zwischen den Druckringen und dem Achszapfen stets in kraftübertragendem Eingriff stehen, werden die Kupplungen dauernd mit einer Schiebekraft beautschlagt, welche die Kupplungen zusammendrückt, woraus sich ein erheblicher Verschleiß ergibt. Da ferner bei dem bekannten Ausgleichsgetriebe die Druckringe und die Kupplungen stets mit dem Träger kraftschlüssig verbunden sind, wird ein stets gleich großes Drehmoment übertragen, so daß bei Kurvenfahrt des Fahrzeuges oder wenn ein Rad die Bodenhaftung verliert, die in der Kupplung erzeugte Reibungskraft eine verhältnismäßig geringe Wirkung hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Verschleiß der Kupplungen zu vermindern.

Nach der erfindungsgemäßen Lösung wird das Drehmoment nicht über die Druckringe zu den Zentralrädern übertragen. Somit wird die Nockencinrichtung zwischen den Druckringen und den Achszapfen nicht beaufschlagt und die Kupplungen werden nicht beansprucht, außer im Falle, daß sich die beiden Zentral räder gegeneinander drehen. Dies hat zur Folge, daß der Verschleiß, der insbesondere durch eine zu starke Nockeneinwirkung auftritt, stark vermindert wird. Im Ausgleichsbetrieb kommen dagegen die Kupplungen in Eingriff und das Drehmoment wird einerseits vom Träger über die Achszapfen, dem Druckring und die Kupplung und parallel dazu von den Ausgleichszapfen Über die Ausgleichsräder auf das Zentralrad übertragen, wodurch die Drehzahl des schneller drehenden Rades verringert wird. Andererseits erfolgt der Mpmentenverlauf zum anderen Zentralrad über die Achszapfen, den Druckring und die andere Kupplung und parallel hierzu von den Achszapfen über die Ausgleichsräder, so daß das Zentralrad sich mit dem Träger miteudrehen sucht. Dadurch werden beide Zentralräder angetrieben und nahezu das gesamte Drehmoment auf das Zentralrad aufgebrachi, das Bodenhaftung hat. Somit ist die Anzugskraft sehr groß, selbst wenn ein Rad di-, Boden-

»o haftung verloren hat. Ferner ist das erfindungsgemäße Ausgleichsgetriebe verhältnismäßig einfach im Aufbau und kostengünstig.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachgehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. I eine Stirnansicht eines Ausführungsbeispiels teilweise im Schnitt, wobei das äußere Kegelrad fortgelassen ist;

Fig. 2 einen Axialschnitt nach Linie A-O-A der

jo F i g. I;

Fig. 3 einen Teilschnitt nach Linie B-B der Fig. 2;

Fig. 4 eine Stirnansicht ähnlich Fig. I einer anderen Ausführungsform;

a5 Fig. 5 einen Axialschnitt nach Linie C-O-C der F i g. 4, und

Fig. 6 einen Axialschnitt ähnlich Fig. 2 eines abgeänderten Ausführungsbeispiels.

Es wird zunächst auf die Fig. 1, 2 und 3 Bezug genommen, in denen ein Ausgleichsgetriebe mit zwei Ausglcichsrädern gezeigt ist.

Eip. Träger 10 ist mit einem Flansch 11 und einem Deckel 12 versehen, welcher mit einem Flansch 13 am Flansch 11 mittels Schrauben 14 befestigt ist. Ein äußeres Kegelrad 15 ist am Flansch Il des Trägers 10 mit den Schrauben 14 befestigt. Das Kegelrad 15 ist in üblicher, nicht dargesteiltei Weise angetrieben. Zwei Zentralräder 16 und 17 sind innerhalb des Trägers 10 angeordnet und weisen Naben 18 und 19 auf, deren Bohrungen mit einer Keilwellenverzahnung 20 bzw. 21 verschen sind, die nicht dargestellte Achswelten aufnehmen, die mit den nicht dargestellten Rädern des Fahrzeugs verbunden sind. Zwei Ausgleichsräder 22. von denen nur eines in den Fig. 1

und 2 gezeigt ist, stehen mit den Zentralrädern 16 und 17 in F.ingriff. Diese Ausgleichsräder 22 sind drehbar auf einem Achszapfen 23 gelagert, der mil dem Träger 10 durch Stifte 24 verbunden ist. Mit 25 und 26 sind Druckringe bezeichnet, die axial gleitend

innerhalb des Trägers 10 angeordnet sind. Die Druck ringe 25 und 26 übergreifen die Ausgleichsräder 22 und die Zentralräder 16 und 17. Die Druckringe 2f und 26 weisen axial verlaufende, ringförmige Flan sehe 27 und 28 auf, an deren gegenüberliegender Enden Nockenflächen 29 und 30 vorgesehen sind die mit einer Nockenfläche 31 des Achszapfens 23 in Eingriff stehen, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, DU Druckringe 25 und 26 weisen ferner sich radial er streckende ringförmige Flanschen 32 und 33 auf

Eine Kupplung 34 ist zwischen dem Deckel 12 um dem Flansch 32 des Druckringes 25 und eine weiten Kupplung 35 ist zwischen dem Träger 10 und den Flansch 33 des Druckringes 26 angeordnet. Dii Kupplungen 34 und 35 weisen mehrere Kupplungs

scheiben 36 bzw. 37 auf, die eine Keilverbindung mi den Zentralrädern 16 und 17 haben, wobei dii Kupplungsscheiben 36 und 37 einwärts gerichtet' Zähne 38 und 39 aufweisen, die in Keilwellenverzah

«■·

nungen der äußere» Umfange der Naben 18 und 19 der Zentralräder 16 und π eingreifen. Die Kupplungen 34 und 35 weisen ferner mehrere Gegenkupplungsscheiben 40 und 41 auf, die zwischen den Kupplungsscheiben 36 und dem Deckel 12 und zwischen den Kupplungsscheiben 37 und dem Träger 10 angeordnet sind. Die Gegenkupplungsscheiben 40 und 41 haben auswärts gerichtete Zähne 42 und 43, die gleitend in Nuten 44 und 45 der Druckringe 25 und 26 greifen, so daß die Gegenkupplungsscheiben 40 und 41 eine Keilverbindung mit den Druckringen 25 und 26 haben. Eine Tellerfeder 46 ist zwischen dem Deckel 12 und der linken Seite einer der Gegenkupplungsscheiben 40 und eine weitere Tellerfeder 47 ist zwischen dem Träger 10 und der rechten Seite einer der Gegenkupplungsscheiben 41 angeordnet. Die Kupplungsscheiben 36 und 37 und die Gegenkupplungsscheiben 40 und 41 sind daher gegen die sich radial erstreckenden Flansche 32 und 33 der Druckringe 25 und 26 durch die Tell^rfedern 46 und 47 vorgespannt. Wenn eine Relativdrehung zwischen dem Achszapfen 23 und den Druckringen 25 und 26 auftritt, werden, wie später noch ausführlicher beschrieben ist, die Druckringe 25 und 26 zu den Kupplungen 34 und 35 hin auseinander gedrückt, so daß die erzeugte Reibkraft zwischen den Kupplungsscheiben 36 und 37 und den Gegenkupplungsscheibun 40 und 41 weiter erhöht wird. Hierbei wirkt die Auseinanderbewegung der Druckringe 25 und 26 nicht auf die Zentralräder 16 und 17. Weiterhin ist zu bemerken, daß die Druckringe 25 und 26 nicht innerhalb eines Raumes 48 angeordnet sind, der von den Ausgleichsrädern 22 und den Zentralrädern 16 und 17 umgeben ist. Das Ausgleichsgetriebe kann leicht zusammengebaut werden, obwohl der Raum 48 begrenzt ist, insbesondere bei einem Ausgleichsgetriebe mit vier Ausgleichsrädern. Zwischen den Zentralrädern 16 unu 17 und den Druckringen 25 und 26 sind Scheiben 49 und 50 vorgesehen.

Wenn das Fahrzeug geradeaus fährt, drehen sich der Träger 10, der Achszapfen 23, die Ausgleichsräder 22, die Zentralräder 16 und 17 und die Druckringe 25 und 26 alle mit gleicher Geschwindigkeit. Dementsprechend wird das Aniriebsdrehmoment vom Motor auf die Zentralräder 16 und 17 durch das äußere Kegelrad 15, den Träger 10, den Achszapfen 23 und die Ausgleichsräder 22 übertragen. Hierbei üben die Kupplungen 34 and 35 keine Sperrwirkung aus, da kein Reibungswiderstand zwischen den Kupplungsscheiben 36 und 37 und den Gegenkupplungsscheiben 40 und 41 erzeugt wird.

Es sei nunmehr eingenommen, daß das Fahrzeug eine Kurve fährt, wobei sich eine Achswelle schneller als die andere dreht, so daß eines der Zentralrädcr 16 und 17, beispielsweise das Zentralrad 16, sich schneller als das Zentralrad 17 dreht. Die Kupplungen 34 und 35 sind jedoch entsprechend dem Drehzahluntcrschied zwischen den beiden Zentralrädern 16 und 17 gleitend angeordnet. Die Kupplungsscheiben 36 drehen sich nämlich mit dem Zentralrad 16 und die Kupplungsscheiben 37 drehen sich mit dem Zentralrad 17. Die Gegenkupplungsscheiben 40 und 41 drehen sich mit den Druckringen 25 und 26 und somit mit dem Träger W über den Achszapfen 23. Hierbei drehen sich die Ausgleichsräder 22 mit dem Träger 10 und weiterhin frei auf dem Achszapfen 23.

Hat ein Rad dee Fahrzeugs zu geringe Bodenhaftung, beispielsweise durch Einsinken in Schlamm, so bewegt sich das Fahrzeug nicht vorwärts, da dieses Rad durchdreht.

Beispielsweise sucht das Zentral rad 16, das aber die Achswelle mit dem durchdrehenden Rad verbunden ist, sich schneller zu drehen als der Druckring 25 mit dem Träger 10, während das Zentralrad 17, das über die andere Achswelle mit dem anderen Rad verbunden ist, sich langsamer zu drehen sucht als der Druckring 26 mit dem Träger 10. Der Reibungswiderstand zwischen den Kupplungsscheiben und den Gegenkupplungsscheiben 40 wird daher durch die Tellerfeder 46 erzeugt, so daß die Kupplung 34 ihre Sperrfunktion ausübt. Somit wird da^c Antriebsdrehmoment vom Träger 10 über den Achszapfen 23, den Druckring 25 und die Kupplung 34 auf das Zentralrad 16 und gleichzeitig über den Achszapfen 23 und die Ausgleichsräder 22 übertragen, wobei die Drehung des Zentralrades 16 dazu neigt, unter der Einwirkung der Kupplung 34 abzu-

ao nehmen. In entsprechender Weiv erzeugt auch die Kupplung 35 ihre Sperrwirkung durc^!: den Reibungswiderstand zwischen den beiden Kupplungsscheiben 37 und 41. Das Antriebsdrehmoment wird vom Träger 10 über den Achszapfen 23, den Druckring 26

as und die Kupplung 35 über den Achszapfen 23, die Augsgleichsräder 22 auf das Zentralrad 17 übertragen, so daß dieses sich mit dem Träger 10 dreht.

Ein auf das Zentralrad 17 ausgeübtes Drehmoment wirkt als Zugkraft auf das Fahrzeug. Während des

zuvor erwähnten Vorgangs nehmen die Druckringe 25 und 26 den Reibungswiderstand von den Kupplungen 34 und 35 auf, während der Achszapfen 23 sich mit dem Träger 10 zu drehen sucht. Demgemäß tritt eine Relativdrehung zwischen den Druckringen

25 und 26 und dem Achszapfen 23 auf, so daß, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, die unlere Fläche der Nockenfläche 29 des Druckringes 25 an der Nockenfläche 31 des Achszapfens 23 angreift, während die obere Fläche der Nockenfiäche 30 des Druckringes 26 an der Nockenfläche 31 des Achszapfens 23 angreift. Dies bewirkt ein Auseinanderspreizen der Druckringe 25 und 26 aus ihrer in Fig. 3 gezeigten neutralen Stellung in die entsprechende Sperrstellung Dadurch nimmt der Reibungswidersland zwischen

den inneren Kupplungsscheiben 34 und 37 und den Gegenkupplungsscheiben 40 und 41 weiter zu.

Wie aus Vorstehendem ersichtlich, sucht das treibend mit dem Zentralrad 16 verbundene Rad sich mit dem Träger 10 zu drehen, während das mit dem

Zentralrad 17 in Triebverbindung stehende Rad von dem Drehmoment angetrieben wird, das vom Träger 10 übertragen vird. Somit kann sich das Fahrzeug weiterbewegen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 4 und 5 gezeigt, wobei die Teile, die den in Verbindung mit den Fig. 1 bis 3 beschriebenen Teilen entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, jedoch ein »α« hinzugefügt ist.

Dieses Ausführungsbeispiel zeigt ein Ausgleichs-

getriebe mit vier Ausgleichsrädern 22 a, von denen nur drei in F i g. t gezeigt sind. Diese Ausgleichsräder 22 a stehen mit deji Zentral rädern 16 α und 17 ο im Eingriff und sind drehbar auf den Achszapfen 23 a, 51 und 52 gelagert. Alle Achszapfen 23 a, Sl und 52

sind mit dem Träger 10 a mit ihrem einen Ende befestigt und mit ihrem anderen Ende in einem Block 53 abgestützt. Wie aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich, ist der Raum 48 α außerordentlich begrenzt. Wie zu-

vor beschrieben, sind die Druckringe 25 α und 2ό a jedoch nicht innerhalb des Raumes 48 α angeordnet, so daß ein leichter Zusammenbau möglich ist. Hinzu kommt, daß die Druckringe 25 α und 26 a mit Nockenflächen versehen sind, die an den Achszapfen angreifen. Die Wirkung der Druckringe 25 α und 26 a. die dte Kupplungen 34α und 35 ο in ihre Sperrichtungen drücken, wird daher noch vergrößert.

Ein weiteres AusfUhrungsbetspkl der Erfindung ist in F i g. 6 gezeigt, wobei mit den zuvor beschriebenen Teilen Übereinstimmende Teile die gleichen Bezugsziffern aufweisen, jedoch mit einem angefügten

»ft«. Bei dieser Anordnung liegen die Naben 18 6 und 196 der Zentralräder 166 und 176 an Schultern 54 und 55 des Deckels 12 6 und des Trägers 10 6 an. Die durch die Zentralräder 16 6 und 17 6 erzeugten Axialkräfte werden von den Schultern 54 und 55 aufgenommen, ohne die Kupplungen 34 6 und 35 6 zu beeinflussen. Daher wird ein Fressen durch Reibung zwischen den Druckringen 25 6 und 266 und den Zentralrädern 16 6 und 17 6 verhindert und ferner ein glatter Eingriff zwischen den Ausgleichsrädern 22 6 und den Zentralrädern 16 6 und 17 b aufrechterhalten.

Hierzu S Blatt Zeichnungen

Claims

Patemanspruch:

Ausgleichsgetriebe mit selbsttätiger Sperrung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem drehbar angetriebenen Träger, in dem auf Achszapfen Ausgleichsräder gelagert sind, die mit zwei Zentralrädern in Eingriff stehen, mit zwei verschiebbar angeordneten die Zentralräder umgreifenden Druckringen, mit einer jeweils zwischen den Druckringen und der seitlichen Trägerwandung angeordneten Kupplung, deren Kupplungsscheiben jeweils mit dem Zentralrad verbunden sind und mit einer zwischen den Druckringen und den Achszapfen angebrachten Nockeneinrichtung, die bei Gegeneinanderdrehung von Druckringen und Achszapfen das Anpressen der Kupplungen bewirkt, sowie mit zwischen Träger und Kupplungen angebrachten Federn zum Vorspannen der K.jpplungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Achszapfen (23) fest mil dem Träger (10) verbunden sind, daß die Druckringe (25, 26) gegenüber dem Träger drehbar angeordnet und daß die Gegenkupplungsscheiben (40, 41) der Kupplungen mit den Druckringen (25, 26) drehfest verbunden sind.