BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Gleitschutzvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit von einem in eine Drehbewegung versetzbaren Rotor gehaltenen Gleitschutzmitteln, mit einem an der Radachse des Fahrzeuges gelagerten Tragarm für den Rotor und mit einer zum Überführen des Tragarmes aus einer Ruhestellung in eine Betriebsstellung dienenden Antriebseinrichtung, zu der ein Motor und ein von diesem angetriebenes Schneckengetriebe gehören.
Aus der US-PS 2283948 ist eine Gleitschutzvorrichtung der in Betracht gezogenen Art mit einem einstufigen Schneckengetriebe bekannt, dessen Schnecke vom Ende der Ankerwelle eines reversierbaren Gleichstrommotors gebildet wird und dessen Schneckenrad auf der Schwenkachse des Tragarmes für den Rotor mit den Gleitschutzmitteln gelagert ist. Um den Tragarm der bekannten Vorrichtung in der Betriebsstellung zu halten, bedarf es seiner Arretierung. Diese erzielt man durch Abschalten des Motors, der mithin als Bremsmotor ausgebildet sein muss.
In Betracht käme auch eine selbsthemmende Ausbildung des Schneckengetriebes, dies würde allerdings aufgrund des Zusammenhangs zwischen Steigung und Modul (kleine Steigung erfordert grossen Modul) zu ungünstigen Proportionen und zur Erhöhung des Raumbedarfs führen, der im Hinblick auf die vergleichsweise grossen Abmessungen des zum Antrieb des einstufigen Schneckengetriebes erforderlichen Elektromotors ohnehin bereits beträchtlich ist. Nicht zu befriedigen vermag bei der bekannten Vorrichtung darüber hinaus, dass sie anders als eine aus der US-PS 2543876 ebenfalls bekannte Gleitschutzvorrichtung den Walkbewegungen des Fahrzeugreifens keine Rechnung trägt.
Der Halter kann gegenüber dem Reifen-wenn man vom vernachlässigbaren Federungsvermögen des Tragarmes einmal absieht - keine Ausweichbewegungen ausführen, und beim Passieren von Schlaglöchern oder sonstigen Fahrbahnuneben heiten treten an der Berührungsstelle zwischen Halter und Reifen erhebliche Kräfte auf, die sich ungünstig sowohl auf den Reifen als auch auf das Schneckengetriebe auswirken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleitschutzvorrichtung der in Betracht gezogenen Art mit einem Antrieb für den Tragarm auszustatten, der bei kompakter Bauweise eine geringe Antriebsleistung erfordert, es aber gleichwohl gestattet, den am freien Ende des Tragarmes angeordneten Rotor mit grosser Kraft gegen die Reifenflanke zu drücken, und der beim Auftreten unregelmässiger Walkbewegungen des Reifens Ausgleichsbewegungen des Tragarmes bzw. des Rotors ermöglicht.
Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemässen Einrichtung erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Schneckengetriebe eine selbsthemmende Eingangsstufe und eine dieser nachgeschaltete Ausgangsstufe aufweist, die über ein drehelastisches Kupplungselement mit dem Tragarm in Verbindung steht.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung bietet den Vorteil, dass sie wenig Raum beansprucht und aufgrund der mindestens zweistufigen, ein grosses Ubersetzungsverhältnis zulassenden Ausführung des Schneckengetriebes mit geringer Leistung betrieben werden kann. Die Selbsthemmung des Schneckengetriebes in der ersten Stufe erweist sich im Hinblick auf die dort auftretenden verhältnismässig niedrigen Kräfte als vorteilhaft.
Das drehelastische Kupplungselementzwischen der Ausgangsstufe des Schneckengetriebes und dem Tragarm verhindert kräftemässige Uberbeanspruchungen sowohl des Schneckengetriebes als auch des Reifens. Durch die Verwendung eines mehrstufigen Schneckengetriebes und eines zu dessen Antrieb benötigten Motors vergleichsweise kleiner Leistung und Baugrösse lässt sich die ungefederte Masse der mit einer Gleitschutzvorrichtung versehenen Fahrzeugachse reduzieren. Die geringe Antriebsleistung und die selbsthemmende Ausbildung des Schneckengetriebes ermöglichen darüber hinaus eine räumliche Trennung von Motor und Schneckengetriebe und deren Verbindung über eine biegsame Welle.
Der Motor kann mit anderen Worten zwecks weiterer Verringerung der ungefederten Massen am Fahrzeugrahmen befestigt werden, ohne dass es zur Kraftübertragung vom Motor zum Tragarm teurer Ubertragungsmittel bedarf.
Die mehrstufige Ausbildung des Schneckengetriebes ermöglicht es in Verbindung mit der Unterbringung der Getriebestufen in gesonderten, in unterschiedlichen Lagen zueinander verbindbaren Gehäuseteilen darüber hinaus, die Position der Antriebswelle für die Eingangsstufe gegenüber der Position der Abtriebswelle der Ausgangsstufe des Schneckengetriebes zu variieren und somit vom Fahrzeughersteller vorgegebenen räumlichen Verhältnissen Rechnung zu tragen.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der erfindungsgemässen Gleitschutzvorrichtung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispieles. Es zeigen:
Fig. 1 die perspektivische Ansicht einer mit zwei Gleitschutzvorrichtungen ausgestatteten Hinterachse eines Lastkraftwagens;
Fig. 2 in vergrössertem Massstab die perspektivische Ansicht einer sich in ihrer Betriebsstellung befindenden Gleitschutzvorrichtung;
Fig. 3 den aus der Betriebsstellung geschwenkten Tragarm der Gleitschutzvorrichtung gemäss Fig. 2;
Fig. 4 eine erste perspektivische Ansicht des einen Teil der Antriebseinrichtung für den Tragarm bildenden Schneckengetriebes;
Fig. 5 eine weitere perspektivische Ansicht des Schneckenge triebes;
Fig. 6 eine Explosionsdarstellung von Teilen des Schnecken getriebes;
;
Fig. 7 eine der Fig. 5 entsprechende Ansicht des Schneckengetriebes mit gegenüber der Darstellung in Fig. 5 um 1800 geschwenkte Eingangsstufe;
Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 7;
Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie IX-IX in Fig. 8;
Fig. 10 teilweise im Schnitt die Draufsicht auf das getriebeseitige Ende eines modifizierten Tragarmes in einer unbelasteten Stellung;
Fig. 11 eine der Fig. 10 entsprechende Draufsicht auf einen belasteten Tragarm, und
Fig. 12 teilweise im Schnitt die Seitenansicht des Tragarmes gemäss Fig. 10 und 11.
In Fig. 1 ist 1 die Hinterachse eines Lastkraftwagens, die durch zwei Blattfederpakete 2 und 3 gegenüber dem Fahrzeugrahmen 4 abgefedert ist. Den an der Hinterradachse 1 befestigten Fahrzeugreifen 5 und 6 sind zwei allgemein mit 7 und 8 bezeichnete Gleitschutzvorrichtungenzugeordnet, die aus identischen Bauteilen bestehen und von denen im folgenden daher lediglich eine beschrieben wird. Zu jeder Gleitschutzvorrichtung 7 bzw. 8 gehört ein gegen die Flanke 9 eines Fahrzeugreifens 5 bzw. 6 pressbarer und durch den jeweiligen Fahrzeugreifen in Drehbewegung versetzbarer Rotor 10, über dessen Umfang von Kettensträngen gebildete Gleitschutzmittel 11 verteilt sind, die unter Fliehkrafteinwirkung vom Rotor 10 weg in den Bereich der Bodenberührungsfläche des sich drehenden Fahrzeugreifens geschleudert werden.
Der Rotor 10 ist drehbar an einemTragarm 12 gelagert, dessen eines Ende 13 auf der Abtriebswelle 14 der Ausgangsstufe 15 eines Schneckengetriebes 16 gelagert ist, dessen Eingangsstufe 17 über eine biegsame Welle 18 durch einen am Fahrzeugrahmen 4 in einem Gehäuse 19 angeordneten Motor antreibbar ist, der vorzugsweise als reversierbarer, aus dem Bordnetz des Lastkraftwagens gespeister Gleichstrommotor ausgebildet ist.
Zur Halterung des Schneckengetriebes 16 am Fahrzeug dient ein Träger 20, der an seinem einen Ende einen als Klemmkralle ausgebildeten Halter21 aufweist. Der Träger 20 ist mittels Schellen 22,23 an Anschlussplatten 24,25 befestigt, die ihrerseits mit Hilfe von als Distanzhülsen ausgebildeten Muttern 26 an durch strichpunktierte Linien angedeuteten Teilen 27,28 der Hinterradachse 1 befestigt sind.
Der Träger 20 mit dem eine Längsführung formenden Halter 21 bildet zusammen mit den Schellen 22, 23 und den Anschlussplatten 24,25 einen Universaladapter, der die Anpassung der Lage der Gleitschutzvorrichtung 7 und 8 an die fahrzeugspezifischen Gegebenheiten ausserordentlich erleichtert. Gefördert wird die genannte Anpassungsfähigkeit der Gleitschutzvorrichtung an die jeweiligen räumlichen Verhältnisse noch durch die spezielle Ausgestaltung des Schneckengetriebes 16. Dieses ist, wie man insbesondere aus den Fig. 5 und 6 erkennen kann, mit zwei schwalbenschwanzförmigen Aufnahmen 29,30 versehen, die beide auf die Abmessungen des von der Klemmkralle gebildeten Halters 21 abgestimmt sind und die Befestigung des Schneckengetriebes 16 in zwei um 1800 zueinander versetzten Einbaustellungen zulassen.
Im dargestellten Fall sind die Aufnahmen 29,30 so angeordnet, dass sie unterschiedliche Abstände zur Abtriebswelle 14 der Ausgangsstufe 15 des Schneckengetrie bes 16 aufweisen. Zur weiteren Steigerung der räumlichen
Anpassbarkeit des Schneckengetriebes 16 trägt die Art der Verbindung der Eingangsstufe 17 mit der Ausgangsstufe 15 bei.
Diese Verbindung erfolgt über vier Schrauben 31 der Eingangs stufe 17, die in Gewindebohrungen 32 eines Flansches 33 der
Ausgangsstufe 15 schraubbar sind. Durch die Wahl bestimmter
Gewindebohrungen 32 für die Schrauben 31 lässt sich die Winkel lage zwischen der Ausgangsstufe 15 und der Eingangsstufe 17 variieren.
Einzelheiten des Aufbaues des Schneckengetriebes 16 erge ben sich insbesondere aus den Fig. 8 und 9. Das Schneckenge triebe besteht im wesentlichen aus drei Gehäuseteilen 34.35 und 36, von denen das Gehäuseteil 34 die Schnecke 37 und das schrägverzahnte Schneckenrad 38 der Eingangsstufe 17 und die Gehäuseteile 35 und 36 die zweigängige Schnecke 39 und das Schneckenrad 40 der Ausgangsstufe 15 beherbergen.
Wie aus Fig. 8 erkennbar ist, kann die Antriebswelle 41 für die Schnecke 37 sowohl links als auch rechts aus dem Gehäuseteil 34 herausgeführt werden. Es ist lediglich ein Austausch der Deckel 42 und 43 erforderlich. Das Schneckenrad 38 ist über eine Welle 44 mit der Schnecke 39 verbunden. Um eine genau fluchtende Anordnung des Schneckenrades 38 mit der Schnecke 39 sicherzustellen, ist in das Gehäuseteil 34 ein Zentrierflansch 45 eingepasst, der einen Zentrieransatz 46 aufweist, welcher in eine Zentrierbohrung 47 des Gehäuseteiles 35 ragt.
Das Schneckenrad40 derAusgangsstufe 15 des Schneckengetriebes ist als Zahnkranz ausgebildet und über ein drehelastisches, vorzugsweise aus einem Gummiring bestehendes Kupplungselement 48 mit der Abtriebswelle 14 verbunden. Das drehelastische Kupplungselement 48 verhindert die direkte Übertragung von z. B. durch Walkbewegungen des Fahrzeugreifens in den Tragarm 12 eingeleiteten Bewegungen auf das Schneckenrad 40.
Anstelle eines zwischen dem Schneckenrad 40 und der Abtriebswelle 14 angeordneten drehelastischen Kupplungselementes kann auch ein drehelastisches Kupplungselement 49 am Ende eines modifizierten Tragarmes 50 angeordnet werden, wie dies in den Fig. 10-12 dargestellt ist. Das Ende des Tragarmes 50 ist in diesem Fall mit einem Flansch 51 versehen, an dem mittels Schrauben 52 ein Kopfstück 53 befestigt ist, das in ein Gehäuse 54 ragt, welches drehfest mit der Abtriebswelle 14 der Ausgangsstufe 15 des Schneckengetriebes 16 verbunden werden kann.
Zwischen dem Gehäuse 54 und dem Kopfstück 53 ist das aus Gummi oder einem entsprechenden synthetischen Material bestehende drehelastische Kupplungselement 49 angeordnet.
Fig. 11 zeigt, dass relative Winkelbewegungen zwischen dem Kopfstück 53 und dem Gehäuse 54 möglich sind, wobei Teile des Materials des elastischen Kupplungselementes 49 aus Löchern 55 in der Aussenwand des Gehäuses 54 heraustreten können.
Wie insbesondere die Fig. 3,5 und 6 zeigen, ist auf der nicht zu Befestigungszwecken genutzten Aufnahme 29 ein einstellbarer Endanschlag 56 befestigt, der die Lage des Tragarmes 12 bei in die Ruhestellung geschwenkter Gleitschutzvorrichtung bestimmt. Ähnlich wie im Falle des Halters 21 findet auch hier als Befestigungsmittel eine aus zwei durch eine Schraube 57 zusammenziehbaren Klemmbacken 58, 59 gebildete Klemmkralle Verwendung.
In der Praxis hat sich ein zweistufiges Schneckengetriebe mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:67 in der Eingangsstufe und einem Übersetzungsverhältnis von 1:14 in der Ausgangsstufe bewährt. Zweckmässigerweise ist das Schneckenrad der Ein- gangsstufe schräg verzahnt und die Schnecke der Ausgangsstufe zur Erhöhung des Wirkungsgrades zweigängig ausgebildet.
Infolge der zweistufigen Ausbildung des Schneckengetriebes kann dieses mir vergleichsweise hoher Drehzahl und kleinem Drehmoment angetrieben werden, so dass der Einsatz biegsamer Wellen ohne Bedenken möglich ist.
DESCRIPTION
The invention relates to an anti-skid device for motor vehicles with anti-skid means held by a rotatable rotor, with a support arm for the rotor mounted on the wheel axle of the vehicle and with a drive device for transferring the support arm from a rest position into an operating position, to which a motor and belong to a worm gear driven by it.
From US-PS 2283948 an anti-skid device of the type under consideration with a single-stage worm gear is known, the worm of which is formed by the end of the armature shaft of a reversible DC motor and whose worm wheel is mounted on the pivot axis of the support arm for the rotor with the anti-skid means. In order to keep the arm of the known device in the operating position, it needs to be locked. This is achieved by switching off the motor, which must therefore be designed as a brake motor.
A self-locking design of the worm gear could also be considered, but this would lead to unfavorable proportions and an increase in space requirements due to the relationship between the pitch and the module (small pitch requires a large module), which, in view of the comparatively large dimensions, drives the single-stage Worm gear required electric motor is already considerable. Furthermore, the known device is unsatisfactory in that, unlike an anti-skid device also known from US Pat. No. 2543876, it does not take account of the flexing movements of the vehicle tire.
The holder can not make any evasive movements compared to the tire - if one neglects the negligible suspension capacity of the support arm - and when passing potholes or other bumps in the road, considerable forces occur at the point of contact between the holder and the tire, which are unfavorable both on the tires and also affect the worm gear.
The invention has for its object to provide an anti-skid device of the type under consideration with a drive for the support arm, which requires a low drive power in a compact design, but nevertheless allows the rotor arranged at the free end of the support arm with great force against the tire flank to press, and which allows compensatory movements of the support arm or the rotor when irregular flexing movements of the tire occur.
The object is achieved according to the invention in a generic device in that the worm gear has a self-locking input stage and an output stage connected downstream thereof, which is connected to the support arm via a torsionally flexible coupling element.
The device according to the invention offers the advantage that it takes up little space and can be operated at low power due to the at least two-stage design of the worm gear, which allows a large transmission ratio. The self-locking of the worm gear in the first stage proves to be advantageous in view of the relatively low forces that occur there.
The torsionally flexible coupling element between the output stage of the worm gear and the support arm prevents excessive strain on both the worm gear and the tire. The unsprung mass of the vehicle axle provided with an anti-skid device can be reduced by using a multi-stage worm gear and a motor of comparatively small power and size required to drive it. The low drive power and the self-locking design of the worm gear also enable the motor and worm gear to be physically separated and connected via a flexible shaft.
In other words, the motor can be attached to the vehicle frame in order to further reduce the unsprung masses, without the need for expensive transmission means for the transmission of force from the motor to the support arm.
The multi-stage design of the worm gear, in conjunction with the accommodation of the gear stages in separate housing parts that can be connected to one another in different positions, also allows the position of the input shaft for the input stage to be varied compared to the position of the output shaft of the output stage of the worm gear, and thus the spatial dimensions specified by the vehicle manufacturer To take account of conditions.
Further features and details of the anti-skid device according to the invention result from the dependent claims and the following description of a preferred exemplary embodiment illustrated in the accompanying drawing. Show it:
Figure 1 is a perspective view of a rear axle of a truck equipped with two anti-skid devices.
Figure 2 on an enlarged scale the perspective view of an anti-skid device in its operating position;
3 shows the support arm of the anti-skid device according to FIG. 2 pivoted out of the operating position;
4 shows a first perspective view of the worm gear forming part of the drive device for the support arm;
Fig. 5 shows another perspective view of the worm gear;
Fig. 6 is an exploded view of parts of the worm gear;
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7 shows a view of the worm gear corresponding to FIG. 5 with the input stage pivoted by 1800 compared to the illustration in FIG. 5;
Fig. 8 is a section along the line VIII-VIII in Fig. 7;
Fig. 9 is a section along the line IX-IX in Fig. 8;
10 is a partial sectional top view of the gear-side end of a modified support arm in an unloaded position;
Fig. 11 is a plan view corresponding to FIG. 10 on a loaded arm, and
12 is a partial sectional side view of the support arm according to FIGS. 10 and 11.
In Fig. 1, 1 is the rear axle of a truck, which is cushioned against the vehicle frame 4 by two leaf spring assemblies 2 and 3. The vehicle tires 5 and 6 attached to the rear wheel axle 1 are assigned two anti-skid devices, generally designated 7 and 8, which consist of identical components and of which only one is therefore described below. Each anti-skid device 7 or 8 includes a rotor 10 which can be pressed against the flank 9 of a vehicle tire 5 or 6 and can be rotated by the respective vehicle tire, over the circumference of which anti-skid means 11 formed by chain strands are distributed and away from the rotor 10 under the influence of centrifugal force the area of the ground contact surface of the rotating vehicle tire are thrown.
The rotor 10 is rotatably mounted on a support arm 12, one end 13 of which is mounted on the output shaft 14 of the output stage 15 of a worm gear 16, the input stage 17 of which can be driven via a flexible shaft 18 by a motor which is arranged in a housing 19 on the vehicle frame 4 and which is preferably designed as a reversible DC motor fed from the vehicle electrical system of the truck.
A carrier 20 is used to hold the worm gear 16 on the vehicle and has a holder 21 designed as a clamping claw at one end. The carrier 20 is fastened by means of clamps 22, 23 to connection plates 24, 25, which in turn are fastened to parts 27, 28 of the rear wheel axle 1, indicated by dash-dotted lines, by means of nuts 26 designed as spacer sleeves.
The carrier 20 with the holder 21 which forms a longitudinal guide, together with the clamps 22, 23 and the connecting plates 24, 25, forms a universal adapter which greatly facilitates the adaptation of the position of the anti-skid device 7 and 8 to the vehicle-specific circumstances. The above-mentioned adaptability of the anti-skid device to the respective spatial conditions is further promoted by the special design of the worm gear 16. This is, as can be seen in particular in FIGS. 5 and 6, provided with two dovetail-shaped receptacles 29, 30, both of which Dimensions of the holder 21 formed by the clamping claw are matched and allow the worm gear 16 to be fastened in two installation positions offset by 1800 from one another.
In the illustrated case, the receptacles 29, 30 are arranged such that they have different distances from the output shaft 14 of the output stage 15 of the worm gear 16. To further increase the spatial
Adaptability of the worm gear 16 contributes to the type of connection of the input stage 17 to the output stage 15.
This connection is made via four screws 31 of the input stage 17, the threaded holes 32 of a flange 33 of the
Output stage 15 are screwable. By choosing certain
Threaded holes 32 for the screws 31, the angular position between the output stage 15 and the input stage 17 can vary.
Details of the construction of the worm gear 16 benge in particular from FIGS. 8 and 9. The worm gear consists essentially of three housing parts 34.35 and 36, of which the housing part 34, the worm 37 and the helical worm wheel 38 of the input stage 17 and the housing parts 35 and 36 accommodate the two-speed worm 39 and the worm wheel 40 of the output stage 15.
As can be seen from FIG. 8, the drive shaft 41 for the worm 37 can be led out of the housing part 34 both on the left and on the right. It is only necessary to replace the covers 42 and 43. The worm wheel 38 is connected to the worm 39 via a shaft 44. In order to ensure a precisely aligned arrangement of the worm wheel 38 with the worm 39, a centering flange 45 is fitted into the housing part 34, which has a centering projection 46 which projects into a centering bore 47 of the housing part 35.
The worm wheel 40 of the output stage 15 of the worm gear is designed as a toothed ring and is connected to the output shaft 14 via a torsionally flexible coupling element 48, preferably consisting of a rubber ring. The torsionally flexible coupling element 48 prevents the direct transmission of z. B. by rolling movements of the vehicle tire in the support arm 12 movements initiated on the worm wheel 40.
Instead of a torsionally flexible coupling element arranged between the worm wheel 40 and the output shaft 14, a torsionally flexible coupling element 49 can also be arranged at the end of a modified support arm 50, as shown in FIGS. 10-12. The end of the support arm 50 is in this case provided with a flange 51, to which a head piece 53 is fastened by means of screws 52, which protrudes into a housing 54 which can be connected in a rotationally fixed manner to the output shaft 14 of the output stage 15 of the worm gear 16.
The torsionally flexible coupling element 49, which is made of rubber or a corresponding synthetic material, is arranged between the housing 54 and the head piece 53.
11 shows that relative angular movements are possible between the head piece 53 and the housing 54, parts of the material of the elastic coupling element 49 being able to emerge from holes 55 in the outer wall of the housing 54.
As shown in FIGS. 3, 5 and 6 in particular, an adjustable end stop 56 is fastened on the receptacle 29 which is not used for fastening purposes and which determines the position of the support arm 12 when the anti-skid device is pivoted into the rest position. Similar to the case of the holder 21, a clamping claw formed from two clamping jaws 58, 59 which can be pulled together by a screw 57 is also used here as the fastening means.
In practice, a two-stage worm gear with a gear ratio of 1:67 in the input stage and a gear ratio of 1:14 in the output stage has proven itself. The worm wheel of the input stage is expediently toothed and the worm of the output stage is designed with two gears to increase the efficiency.
As a result of the two-stage design of the worm gear, it can be driven with a comparatively high speed and low torque, so that the use of flexible shafts is possible without hesitation.