DE1922964C3 - Selbstsperrendes Kegelradausgleichsgetriebe - Google Patents

Description

Nnch der crfindung-sgi-mäßen Losung ist die Kupplungsvorrichtung durch eine Haltevorrichtung unter Vorspannung zu einer gesonderten Baugruppe zusammengefaßt, wodurch sich nicht nur die Möglichkeit zur Ausbildung eines Anschlags im Gehäuse, sondern auch der weitere wesentliche Vorteil ergibt, dall die Vorspannung der Kupplung unabhängig vom Einbau eingestellt und auch nachgestellt werden kann. Besonders günstig ist dabei, daß die durch die eingebaute Kupplungsvorrichtung selbst gebildete Justiereinrichtung auch von außen betätigt werden kann.

Durch die franzosische Patentschrift 1 465015 war zwar bereits eine als gesonderte Baugruppe zusammengefaßte Kupplung bekannt, welche auch eine die Kupplungsvorspannung bestimmende Tellerfeder umfaßt, welche dabei jedoch aus einer entsprechend geformten Kupplungsplatte besteht. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist jedoch die Kupplungsvorspannung durch Verwendung einer bestimmten Feder festgelegt und kann weder verändert noch justiert werden.

Eine Nachstellmöglichkeit der Vorspannung von Kupplungsvorrichtungen in Ausgleichsgetrieben gehört zwar ebenfalls zum Stand der Technik (deutsche Auslegeschrift I 246 426), jedoch besteht ein wesentlicher Nachteil dieses bekannten Ausgleichsgetriebes darin, daß die Kupplungsanordnung mit Hilfe einer Druckplatte am Getriebegehäuse eingespannt ist. Die eingestellte Spännung steht daher wie beim Ausgangspunkt der Erfindung in engem Zusammenhang mit dem Einbau, so daü durch Änderung der Federvorspannung in jedem Falle auch die grundsätzliche Anordnung der Kupplung innerhalb des Ausgleichsgetriebes mit beeinflußt wird.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein teilweise dargestelltes erfindungsgemäßes Ausgleichsgetriebe,

F i g. 2 eine graphische Darstellung einer Arbeitskurve der erfindungsgemäßen Einrichtung im Vergleich mit einer zum Stand der Technik gehörenden Einrichtung, und

Fig. 3 eine weitere graphische Darstellung zur Veranschaulichung des Drehmomentes des Kupplungsieibungswiderstaniics bei der erfindungsgemäßen Einrichtung.

In I- ig. I ist im wesentlichen nur eine Hälfte eines Kegelradausgleichsgetiicbes dargestellt, dessen andere Hälfte entsprechend aufgebaut ist. In einem üblichen, drehbaren Gehäuse 10 ist eine Ausglcichsrad-

achse 13 vorgesehen, welche sich mit dem Gehäuse ilreht und auf der ein Paar Kegelritzcl 14 und 15 angeordnet sind, die in ständigem Eingriff i.tii Kegelrädern 16 gehalten werden. Diese sit/en mittels einer Keilnutver/ahnung begrenzt axial verschiebbar, aber drehtest auf den /ti den Antriebsrädern führenden Achswellen 18. Die Achswellen-Kegelräder 16 sind mit einer Anschlag-Ringiläche 16« ausgebildet. Jede der Kuppiungseinheiten -12 weist eine Mehrzahl äu-Uerer Kupplungsplatten 20, 2Uf, 20/> und innerer Kupplungsplatten 21 auf. Die alitieren und inneren Kupplungsplatten sind axial abwechselnd angeordnet und mittels einer jeweils am Ende angeordneten Druckplatte 26 zu einem Paket /usammengcfaUt. Die äußeren Kupplungsplatten sind mit am Umfang verteilt angeordneten, radial sich erstreckenden Vorsprüngen versehen, welche mit entsprechenden, axial verlaufenden Rillen, die an der Inncnwandl'lächc des Gehäuses 10 ausgebildet sind, in Eingriff stehen, so daß sie sich mit dem Gehäuse 90 drehen.

Die inneren Kupplungsplatten 21 sind mittels einer Keilnutverbindung mit dem Außcnumfang der Nabe des Achswellenkegelrades 16 in Eingriff, so daß sie sich mit der Drehung des Achswellen-Kegelrades gleichmäßig drehen. Zwischen den Platten 20h und 20t der äußeren Kupplungsplattengruppe ist eine Tellerfeder 41 zur Vorspannung des Kupplungspaketes angeordnet. Wenn sich nun das Kegelrad 16 axial nach außen bewegt, wird die Tellerfeder 41 unier der Wirkung der mit der innersten Kupplungsplattc 206 zusammenwirkenden Anschlagfläche des Kegelrades und unte: der gleichzeitigen Wirkung der mit der Kupplungsplatte 20c zusammenwirkenden Anschlagfläche 10c des Gehäuses zusammengedrückt Da die Kupplungsplatten 20b und 20c beide der äußeren, gemeinsam drehenden Kupplungsplattengruppe 20 angehören, tritt beim Zusammendrücken der mit einer Mittelbohrung versehenen Tellerfeder 41 die angestrebte Verringerung des Reibungswiderstandes im Kupplungspakct ein.

Die Kupplungsplattcn-Anordnung Λ, ist durch eine Haltevorrichtung zu einer gesonderten Baugruppe zusammengefaßt. Diese Haltevorrichtung besteht aus Schraubbolzen 29, die nur die Kupplungsplatten-Anordnung durchsetzen und durch Muttern 30 gesichert sind. Die Bolzen treten dabei durch in Flucht liegende öffnungen hindurch, welche in den mit Rillen des Gehäuses in Eingriff stehenden Vorsprüngen der Kupplungsplatten vorgesehen sind. Durch diese Anordnung und Ausbildung der Haltevorrichtung kann der Vorspanndruck der Kupplung leicht justiert werden, auch wenn die Kupplung innerhalb des drehenden Gehäuses des Ausgleichsgetriebes eingesetzt ist.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des beschriebenen Ausgleichsgetriebes näher erläutert:

Wenn eines der angetriebenen Fahrzeugräder an Zugkraft verliert, erscheint ein entsprechender Unterschied in den Drehgeschwindigkeitcn der Achswellen-Kegelräder 16. In diesem Fall werden die Kupplungsbaugruppen A₁, von denen in Fig. 1 nur eine gezeigt ist. wirksam. Demnach dreht .sich das Gehäuse 10 gleichmäßig mit den äußeren Kupplungsplatten 20. 20c, 20d, während sich die inneren Kupplungsplattcn gleichmäßig mit dem jeweiligen Achswellen-Kegelrad drehen. Aul Grund der Tellerfeder 41 unterliegen die Kupplungsplatten durch den Axialdruck gegenseitiger Reibung, und die antreibende Kraft vom sich diehcnuen Gehäuse wird durch die Kupplungsmittel auf die Achswellen-Kegelräder verteilt. Bei axialer Gleitbewegung dieser Kegelräder wird die Tellerfeder weiter zusammengedrückt. Das verstärkte Zusammendriik ken oder der axiale Druck wird jedoch durch die Anschlagfläche 10c am Gehäuse aufgehoben, an der die Kiipplungsplatte 20c mit ihrer Randzone anliegt. Daher ist die Reibungskraft, welche in der Kupplung in diesem Betriebszustand ausgelöst wird, kleiner als diejenige, welche von der axialen Gleitbewegung der Seitenräder entwickelt wird. Der reibungsbedingte

»5 Drehmomenten-Widerstand wird also mit Anwachsen der .Straßenradzugkraft verringert. Dies bedeutet ferner, daß die beschriebene Einrichtung eine sonst auftretende nachteilige Wirkung beseitigt, welche durch den Kupplungs-Reibungswiderstand während des

ao normalen Laufes des Fahrzeuges verursacht wird, wenn beide Antriebsräder über reichlich Zugkraft verfügen.

Fig. 2 zeigt eine mit 3 bezeichnete Arbeitskurve der bcjchriebenen Kupplungsvorrichtung im Ver-

»5 gleich zu einer Kraftkurve für ein über ein bekanntes Ausgleichsgetriebe angetriebenes Fahrzeugrad, siehe Kurve A. Bei dem Vergleichsgetriebe wird das Antriebsdrehmoment gleichmäßig auf beide Antriebswellen verteilt. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß das Antriebsdrehmoment demjenigen Antriebsrad entspricht, welches dem geringeren Straßen-Reibungswiderstand ausgesetzt ist.

Zur Ableitung der Vergleichskurven wurde jeweils ein Antriebsrad auf eine Asphaltstraßenfläche gesetzt.

Die jeweilige Kurve zeigt den größten Wert der Zugkraft, wobei sich entsprechend der verschiedenen Straßenoberflächenzustände Änderungen des Reibungskoeffizienten für das rutschende Fahrzeugrad ergeben. Der Zug-Drehkraftwert des Ausgleichsgetriebes wurde auch für die Bedingung abgeleitet, daß das einen Zugkraftverlust aufweisende Antriebsrad auf vereister Fläche läuft. Eine unter diesen Bedingungen festgestellte mittlere Drehkraft wird mit T„, angenommen. Die Kurve B bezeichnet die kritischen Zug-Drehkraftwerte und zeigt die maximal erreichbare Drehkraft, die mit dem zwischen dem Fahrzeug-' rad und Boden wirkenden Reibungswiderstand ohne Rutschen des Fahrzeugrades übertragen werden kann. Bei höheren Dreh kraft werten über dieser Kurve B verlieren beide Antriebsräder an Zugkraft.

Es empfiehlt sich allgemein, eine Leistungskurve B oder eine Annäherung an diese Kurve anzustreben. In der Praxis kann es jedoch gelegentlich erwünscht sein, andere Arbeitskurven als die Kurve B zu verwenden. Durch die beschriebene Anordnung wurde eine Kupplungseinrichtung geschaffen, mit welcher durch die einfache Justiermöglichkeit die Arbeitskurve 3 erzielt werden kann.

In Fig. 3 ist der Kupplungsreibungswiderstand T, gegenüberder Zug-Drehkraft T_K für das beschriebene Ausgleichsgetriebe aufgetragen, welches die entsprechende Drehkraftarbcitskurve 3 der Fig. 8 aufweist. Bei der Kurve 3 in Fig. 3 sind bestimmte Kupplungsplatten bei axialem Verrücken der Kegelräder einem verringerten Reibungswiderstand ausgesetzt.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Selbstsperrendes Kegelradausgleichsgctriebe tür Kraftfahrzeuge, bei dem die Achswcllen-Kefclrüder mittels einer Keilverzahnung begrenzt axial verschiebbar, aber drehfest auf den /u den Antriebsrädern führenden Achsweilen sitzen, mit iriner durch eine Tellerfeder vorgespannten Kupplungsvorrichtung, die koaxial zu den Achs- *° wellen liegt und Gruppen innerer und äußerer Kupplungsplatten aufweist, die abwechselnd zwischen dem Ausgleichsgetriebe-Gehäuse und dem Achswellen-Kegelrad angeordnet sind, wobei die Tellerfeder bei einer nach außen gerichteten Rc- ¹S •ktionsbewegung des Achswellen-Kegelrades zur Verringerung des Kupplungsreibungswiderstandes zusammengedrückt wird; ferner weist das Gehäuse im äußeren Bereich der Kupplungsvorrichtung in axialer Richtung durchgehende öffnungen »° auf, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder (41) zwischen der innersten (20 Z>) und der auf diese zunächst folgenden (20c) Kupplungsplatte der äußeren Kupplungsplattengruppe angeordnet ist und die innerste Kupplungsplatte »5 an einem zum Antriebsrad gekehrten Anschlag (16a) des Achswellen-Kegelrades (16) und die zunächst folgende Kupplungsplatte an einem entgegengesetzt gekehrten Anschlag (!Or) am Gehäuse (10) anliegen und daß die Kupplungsvorrichtung (20, 21,41) durch eine Haltevorrichtung (29, 30) zu einer gesonderten Baugruppe zusammengefaßt ist und die Haltevorrichtung aus in Flucht mit den öffnungen liegenden Schraubbolzen (29), die nur die Kupplungsplatten-Anordnung (A_:) durchsetzen und durch Muttern (30) gesichert sind, besteht.

   Bei einem bekannten Ausgleichsgetriebe nach dem Ausgangspunkt der Erfindung (USA.-Patentschrift 3264901) sind die Kupplungsplatten hintereinander in einen dafür vorgesehenen Ringraum eingebracht, in welchem sie nach innen durch einen am Gehäuse befestigten axialen Haltering und nach außen durch eine starre Platte gesichert sind. Zwischen dieser Platte und den eine Vorspannung der Kupplung bewirkenden Tellerfedern sind außerdem noch eine Druckscheibe und eine Druckplatte angeordnet. Diese Anordnung ist also aus vielen Teilen zusammengesetzt und erfordert damit für Fertigung und Montage einen relativ hohen technischen und finanziellen Aufwand.

   Trotz des aufwendigen Aufbaus wirkt die Kupplungsvorspannung dabei über Schrauben, mit welchen tier Haltering für die Kupplungsplatten am Gehäuse befestigt ist, unmittelbar auf das Gehäuse. Die eingestellte Spannung steht damit in engem Zusammenhang mit dem Einbau. Dadurch wird nicht nur der Einbau der ohnehin aufwendig gebauten Kupplungsvorrichtung erschwert, sondern es fehlt auch die Möglichkeit einer Veränderung oder Justierung der Federvorspannung, deren Einsteilung nur durch Ein- oder Ausbau zusätzlicher Federn geändert werden kann. Diese bekannte Kupplungsvorrichtung wirkt in der Weise, daß die Vorspannung mit anwachsender Straßenradzugkral» verringert wird. Diese Wirkung uird dadurch erzielt, daß die axial nach außen bewegten Achswellen-Kegelräder über eine auf Grund der getrennten Anordnung der Kupplungsplatten und der Vorspannungsfedern zusätzlich erforderliehe Hülse die starre Sicherungsplatte der Kiippliingsplatlen nach außen drücken. Dadurch werden die Tellerfedern /11 sainmengeprcßt und deren Druck auf die Kupplungsplatten vermindert.

   Wie dem bekannten Gegenstand liegt auch der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Vorspannung der Kupplung mit Anwachsen der StraUcnradzugkrafi /u verringern.

   Diese Aulgabe ist bei einem erfindungsgemaUen Kegelradausgleiehvgetriebe mit den im Anspruch zusammengefaßten Merkmalen vorteilhaft einfach ge-