DE2910689A1 - Road vehicle four wheel drive - has third differential in propeller shaft, connected to gearbox overhead to distribute torque - Google Patents

Abstract

The four wheel drive for the road vehicle has differentials on the front and rear axles as well as a third differential in the middle of the propeller shaft linking both axles. The third differential(10) serves to link the motor and gear box (3, 2) to the transmission as well as distributing the torque between the axles. The third differential is driven by a vertical shaft (1) linked into the bottom of the gearbox. It allows some slip between the front and rear axles, especially when cornering, so that wheel scuffing is reduced.

Description

VIERRAD-ANTRIEBSVORRICHTUNG FOUR WHEEL DRIVE DEVICE

Die Erfindung betrifft eine Vierrad-Antriebsvorrichtung.The invention relates to a four-wheel drive device.

Fahrzeuge mit Vierradantrieb sind seit einiger Zeit bekannt, doch wurde ihre Verwendung auf Fälle beschränkt, in denen ein Ausgleichsgetriebe sowohl an der Vorderals an der Hinterachse vorgesehen war, um den Vierradantrieb zu ermöglichen. Die Anwendungsmöglichkeit wurde jedoch durch Straßen mit einheitlicher und unnachgiebiger Oberflächenbeschaffenheit eingeschränkt, wie z.B.Four wheel drive vehicles have been known for some time, however Their use was limited to cases where a differential gear was both was provided on the front than on the rear axle to enable four-wheel drive. The possibility of application was however due to roads with more uniform and unyielding Limited surface quality, e.g.

einer.gepflasterten Asphaltdecke, auf der der Vierradantrieb unbrauchbar ist, da zwischen Vorder- und Hinterachsen ein Vor- oder Nachlauf entsteht, was zum Verklemmen der Getriebe führt. Natürlich entsteht eine solche unzulässige Belastung nicht auf einer nachgiebigen Oberfläche wie Schlamm, Schnee, usw., da der Laufunterschied zwischen den vorderen und hinteren Antriebsrädern durch die Einwirkung dieser Räder auf die nachgiebige Oberfläche aufgenommen wird.a. paved asphalt surface on which the four-wheel drive unusable is because there is a lead or lag between the front and rear axles, which leads to the Jamming of the gear leads. Of course, there is such an unacceptable burden not on a yielding surface such as mud, snow, etc., because of the difference in running between the front and rear drive wheels by the action of these wheels is absorbed onto the resilient surface.

Bei Traktoren würde ein Vierradantrieb eine bessere Zugkraft ergeben, und die derzeitige Notwendigkeit zur Verwendung übergroßer Hinterräder würde dadurch wegfallen.For tractors, four-wheel drive would give better pulling power, and the current need to use oversized rear wheels would thereby fall away.

Der Grund für die Verwendung dieser großen Hinterräder bzw. den Verzicht auf Vierradantrieb bei Traktoren liegt darin, daß ein Traktor bei verschiedenen Straßenverhältnissen betriebsfähig sein muß, und es wurde bisher kein Vierradantrieb mit Erfolg verwendet, der unter verschiedenen Straßenverhältnissen brauchbar ist.The reason for using these large rear wheels or for doing without them on four-wheel drive in tractors is that one tractor in different Road conditions must be operable, and it has not been four-wheel drive used with success which is useful on various road conditions.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vierrad-Antriebsvorrichtung zu schaffen, die bei unnachgiebiger Straßenoberfläche keine Getriebeverklemmung erzeugt.The invention is based on the object of a four-wheel drive device to create no transmission jamming on an unyielding road surface generated.

Daneben soll auf beide Radpaare oder unter Umständen auf drei Radpaare eine gleichmäßige Antriebskraft übermittelt werden.In addition, both pairs of wheels or, under certain circumstances, three pairs of wheels should be used a uniform driving force can be transmitted.

Des weiteren soll eine Anordnung von Motor und Getriebe geschaffen werden, die seitlich parallel zur Ubertragungswelle liegt, so daß sie für Traktoren und allgemein für landwirtschaftliche Geräte verwendbar ist.Furthermore, an arrangement of the engine and transmission is to be created which is laterally parallel to the transmission shaft, so that it is suitable for tractors and is generally applicable to agricultural implements.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung eines dritten Ausgleichsgetriebes innerhalb der Antriebswelle, die zwei herkömmliche Ausgleichsgetriebe bei Fahrzeugen mit Vierradantrieb miteinander verbindet.According to the invention, this object is achieved by the use of a third differential gear within the drive shaft, the two conventional differential gear in four-wheel drive vehicles.

Dieses dritte Ausgleichsgetriebe wird von einem herkömmlichen Motor mit Getriebe angetrieben und verteilt die Ausgangsleistung des Motors auf das vordere und hintere Ausgleichsgetriebe. Planetenräder und damit verbundene Getrieberäder sind mit dem Motorgetriebe verbunden und liefern einen gleichmäßigen Abtrieb an beide Ausgleichsgetriebe, wodurch die Klemmwirkung reduziert wird, die sich bei herkömmlichen Fahrzeugen mit Vierradantrieb auf harten Straßen ergibt.This third differential is powered by a conventional engine driven by gearbox and distributes the output of the engine to the front one and rear differential. Planetary gears and related gears are connected to the motor gearbox and deliver an even output both differential gears, which reduces the clamping effect that occurs when conventional four-wheel drive vehicles on tough roads.

Anhand der Figuren werden Ausführungsbeispiele der Erf indung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der Erfindung; Fig. 2 einen Seitenriß dieser Ausfuhrungsform mit gestrichelt eingezeichnetem Motor und Motorgetriebe; Fig. 3 eine Schnittzeichnung längs der Linie 3-3 in Fig. 1; Fig. 4 eine Schnittzeichnung längs der Linie 4-4 in Fig. 3; Fig. 5 eine wahlweise Ausführungsform, bei der Motor und Getriebe in der gleichen horizontalen Ebene liegen wie das dritte Ausgleichsgetriebe; Fig. 6 eine weitere Ausführungsform mit Sechsrad-Antrieb; Fig. 7 eine Schnittzeichnung längs der Linie 7-7 in Fig. 6; Fig. 8 die Anordnung von Radachsen und Antriebswelle mit abgenommenem Deckel 132 aus Fig. 7; Fig. 9 das Armkreuz 100 von Fig. 7; und Fig.10 eine Seitenansicht von Fig. 9.Exemplary embodiments of the invention are illustrated in more detail with the aid of the figures explained. 1 shows a plan view of an embodiment of the invention; Fig. 2 is a side elevation of this embodiment with the engine shown in dashed lines and motor gearboxes; Fig. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in Fig. 1; Fig. Figure 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 in Figure 3; 5 shows an optional embodiment, with the engine and transmission in the same horizontal plane lie like the third differential gear; 6 shows a further embodiment with a six-wheel drive; Fig. 7 is a sectional view taken along line 7-7 in Fig. 6; 8 shows the arrangement of the wheel axles and drive shaft with the cover 132 removed from FIG. 7; Fig. 9 the Spider 100 of Figure 7; and FIG. 10 is a side view of FIG.

In der Zeichnung wird das dritte Ausgleichsgetriebe allgemein mit 10 bezeichnet. Wie am besten aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, ist das Ausgleichsgetriebe mit Kreuzgelenk 17 und 18 verbunden, die über eine herkömmliche Antriebswelle mit einem zweiten Paar von Xreuzgelenken 45 und 46 und dadurch mit den herkömmlichen mit D bezeichneten vorderen und hinteren Ausgleichsgetrieben verbunden sind. Der vordere Teil von Fig. 1 führt zum Steuergestänge mit-Spurstangen 50 und Kugelgelenken 60, die zur Steuerung der Vorderräder W dienen.In the drawing, the third differential gear is generally indicated with 10 designated. As can best be seen from FIGS. 1 and 2, the differential gear is connected to universal joint 17 and 18, which via a conventional drive shaft with a second pair of cross-joints 45 and 46 and thereby with the conventional ones with D labeled front and rear differential gears are connected. Of the front part of Fig. 1 leads to the control linkage with tie rods 50 and ball joints 60, which are used to control the front wheels W.

Fig. 2 zeigt einen vertikal angeordneten Motor mit Getriebe, wobei das Getriebe 2 über dem dritten Ausgleichsgetriebe 10 liegt, und der Motor 3 liegt vor dem Getriebe 2. Fig. 3 ist eine Schnittzeichnung längs der Linie 3-3 in Fig. 1, worin die Antriebswelle 1 des Ausgleichsgetriebes 10 vom Getriebe 2 in herkömmlicher Weise angetrieben wird. Die Antriebswelle 1 ist an ihrem dem Getriebe 2 zugewandten Ende mit Keilwellennuten versehen und dreht sich zusammen mit dem Motorgetriebe. Das andere Ende dieser Antriebswelle 1 trägt ein Kegelrad 5, das einen Kegelstumpf bildet. Die Drehung des Kegelrades 5 bewirkt die Drehung eines Planeten- oder Tellerrades 6 im Ausgleichsgetriebe 10, wodurch ein Paar von Kegelrädern 7 zusammen mit dem Tellerrad 6 aufgrund der Verbindung mit diesem Tellerrad 6 durch das Umlaufgehäuse 70 in Drehung versetzt wird. Die Drehung dieser Kegelräder 7 setzt ein zweites Paar von Getrieberädern 8 in Umdrehung, da die Getrieberäderpaare 7 und 8 in einem Rechteckverhältnis angeordnet sind und die Drehung der Abtriebswellen 9 und 13 bewirken, so daß der Abtrieb an diesen beiden Wellen gleich ist. Die Bewegung wird von diesen Abtriebswellen auf die Kreuzgelenke 17 und 18 jeweils durch eine Keilwelle 14 übertragen, die in eine Außenmuffe 15 bzw. 16 mit komplementären Tnnenkeilnuten eingreift. Die Wellen 1, 9 und 13 sind in Lagern 12 und 11 in herkömmlicher Weise gelagert. Das Gehäuse 4, in dem dieses dritte Ausgleichsgetriebe untergebracht ist, ist mit Dichtungen und Abdeckplatten 19, 20, 21 und 22 versehen, so daß die Schmierung im Gehäuse 4 möglich wird. Die Kegelräder 7 sind weiterhin in gegenseitiger Verbindung durch zwei Ritzel 81 (Fig.4), die mit dem Stift 82 verbunden sind. Diese Ritzel liegen innerhalb der Kegelräder 7 und sind nicht zu sehen.Fig. 2 shows a vertically arranged motor with gear, wherein the transmission 2 is above the third differential gear 10, and the engine 3 is located in front of the transmission 2. FIG. 3 is a sectional drawing along the line 3-3 in FIG. 1, wherein the drive shaft 1 of the differential 10 from the gearbox 2 is driven in a conventional manner. The drive shaft 1 is on her Gear 2 facing end provided with splines and rotates together with the motor gearbox. The other end of this drive shaft 1 carries a bevel gear 5, which forms a truncated cone. The rotation of the bevel gear 5 causes the rotation a planet or ring gear 6 in the differential gear 10, whereby a pair of Bevel gears 7 together with the ring gear 6 due to the connection with this ring gear 6 is set in rotation by the circulating housing 70. The rotation of these bevel gears 7 sets a second pair of gears 8 in rotation as the gear wheel pairs 7 and 8 are arranged in a square ratio and the rotation of the output shafts 9 and 13 cause the output on these two shafts to be the same. The movement is of these output shafts on the universal joints 17 and 18 each by one Splined shaft 14 transferred into an outer sleeve 15 or 16 with complementary Tnnenkeilnuten intervenes. The shafts 1, 9 and 13 are in bearings 12 and 11 in a conventional manner stored. The housing 4, in which this third differential gear is housed, is provided with seals and cover plates 19, 20, 21 and 22 so that the lubrication in the housing 4 becomes possible. The bevel gears 7 are still in mutual connection by two pinions 81 (FIG. 4) which are connected to the pin 82. These pinions lie within the bevel gears 7 and cannot be seen.

Fig. 5 zeigt eine wahlweise Ausführungsform, bei der das Getriebegehäuse 2 und der Motor 3 im Verhältnis zum dritten Ausgleichsgetriebe 10 horizontal versetzt sind. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft für die Ausrüstung eines Gartentraktors oder eines ähnlichen Fahrzeugs mit diesem Ausgleichsantrieb. Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der sechs Räder auf drei Achsen mit einem Sechsrad-Antrieb versehen sind.Fig. 5 shows an optional embodiment in which the gear housing 2 and the engine 3 in relation to the third differential gear 10 horizontally offset are. This arrangement is particularly advantageous for equipping a garden tractor or a similar vehicle with this compensating drive. Fig. 6 shows another Embodiment in which six wheels on three axles with a six-wheel drive are provided.

Es ist zu beachten, daß die Wirkungsweise des Ausgleichsgetriebes 10 in diesem Fall die gleiche ist, daß jedoch das Ausgleichsgetriebe 32 eine durchgehende Welle besitzt, in der die Antriebskraft weiterhin in der gleichen Richtung zum hinteren Radpaar übertragen wird, und daneben auch einen Abtrieb für den Antrieb der an der Welle 31 befestigten Räder aufweist.It should be noted that the mode of operation of the differential 10 is the same in this case, but that the differential gear 32 is a continuous Has shaft in which the driving force continues in the same direction to the rear Pair of wheels is transmitted, and also an output for driving the on the Has shaft 31 attached wheels.

Fig. 7 bis 10 zeigen eine Funktionszeichnung des Ausgleichsgetriebes 32 von Fig. 6, die nachstehend beschrieben wird.7 to 10 show a functional drawing of the differential gear 32 of Fig. 6, which will be described below.

Die Antriebskraft wird durch die Antriebswelle M' S' in das Gehäuse 132 eingebracht und versetzt die Kegelräder 102 durch deren Zusammenwirken mit dem Tellerrad 103 in Umdrehung. Dadurch wird die Antriebskraft auf die Welle M S für das hintere Ausgleichsgetriebe übertragen. In der Mitte des Gehäuses 132 liegt jedoch in Verbindung mit den Radachsen 31 und zusätzlich zum Tellerrad 103 ein Armkreuz 100 mit vier gegenüberliegenden Endteilen. Dieses Armkreuz 100 ist mit den vier Ritzeln 101 verbunden, die ihrerseits miteinander. durch die Getrieberäder 104 der Radachsen in Verbindung stehen, wodurch die Ausgleichswirkung wie nachfolgend beschrieben entsteht. Das Armkreuz 100 dreht sich im Gleichlauf mit dem am Tellerrad 103 befestigten Gehäuse, wobei die Ritzel 101 auf dem Armkreuz drehbar gelagert sind. Die Ritzel drehen sich jedoch nur, wenn ein Fahrzeugrad schneller läuft als das gegenüberliegende Rad, wodurch sich die Ausgleichswirkung ergibt. Das Tellerrad 103 ist mit einem Teil des Umlaufgehäuses 105 verschraubt.The driving force is given by the drive shaft M 'S' into the housing 132 introduced and offset the bevel gears 102 through their interaction with the Ring gear 103 in rotation. This is the driving force on the shaft M S for transfer the rear differential. In the middle of the housing 132, however, lies in connection with the wheel axles 31 and in addition to the crown wheel 103 a cross 100 with four opposite end parts. This spider 100 is with the four Pinions 101 connected, which in turn are connected to each other. by the gears 104 of the Wheel axles are connected, whereby the balancing effect as described below arises. The spider 100 rotates in synchronism with that attached to the ring gear 103 Housing, with the Pinion 101 rotatably mounted on the spider are. However, the pinions only turn when a vehicle wheel is running faster than the opposite wheel, which results in the balancing effect. The crown wheel 103 is screwed to part of the circulating housing 105.

Die Kegelräder 102 stehen mit dem Tellerrad 103 im Eingriff und versetzen es in Umdrehung, wodurch es seinerseits das andere Kegelrad 102 in Drehung versetzt, wodurch die Motorkraft auf das zusätzliche Radpaar hinter dem Ausgleichsgetriebe 32 übertragen wird.The bevel gears 102 mesh with the ring gear 103 and offset it in rotation, whereby it in turn sets the other bevel gear 102 in rotation, whereby the engine power on the additional pair of wheels behind the differential gear 32 is transmitted.

Es ist also ersichtlich, daß im Betrieb durch das Zusammenwirken der Getrieberäder 8 und 7 jeglicher Widerstand an den Vorderrädern im Verhältnis zu den Hinterrädern oder umgekehrt an dieser Stelle ausgeglichen wird, so daß damit der Abtriebs- und Antriebswiderstand für beide Radgruppen konstant bleibt.It can therefore be seen that in operation through the interaction of the Gears 8 and 7 relative to any resistance on the front wheels the rear wheels or vice versa is compensated at this point, so that with it the output and drive resistance for both wheel groups remains constant.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE 1. Vierrad-Antriebsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein erstes mit der Vorderachse verbundenes Ausgleichsgetriebe enthält, ein zweites mit der Hinterachse verbundenes Ausgleichsgetriebe, ein drittes Ausgleichsgetriebe, das das erste und zweite Ausgleichsgetriebe miteinander verbindet und mit einer Einrichtung versehen ist, die den Aus- und Eingang des ersten und zweiten Ausgleichsgetriebes aufeinander abstimmt, wobei dieses dritte Ausgleichsgetriebe durch ein Motorgetriebe angetrieben wird und die Einrichtung zum Abstimmen von Ein--und Ausgang zwei Wellen enthält, die das erste Ausgleichsgetriebe einerseits und das zweite Ausgleichsgetriebe andererseits mit dem dritten verbinden, ein Planetenrad auf jeder dieser Wellen, das im dritten Ausgleichsgetriebe untergebracht ist, zwei Kegelräder, welche die Planetenräder miteinander verbinden, ein darüberliegendes Planetenrad, das die beiden Kegelräder miteinander verbindet, und eine Abtriebswelle mit einem weiteren Kegelrad, das mit dem darüberliegenden Planetenrad verbunden ist. PATENT CLAIMS 1. Four-wheel drive device, characterized in that that it contains a first differential gear connected to the front axle second differential gear connected to the rear axle, a third differential gear, that connects the first and second differential gear with each other and with a Means is provided that the output and input of the first and second differential gear coordinated with each other, this third differential gear by a motor transmission is driven and the device for matching input and output of two shafts contains which the first differential gear on the one hand and the second differential gear on the other hand connect with the third one, a planet gear on each of these shafts, which is housed in the third differential, two bevel gears, which the Connecting planet gears to one another, an overlying planet gear that connects the two Connecting bevel gears, and an output shaft with another bevel gear, which is connected to the planet gear above. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen in Lagern laufen.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the waves run in camps. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Verbindungswellen der Ausgleichsgetriebe Kreuzgelenke angeordnet sind.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that between the connecting shafts of the differential gear universal joints are arranged. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorgetriebe über dem dritten Ausgleichsgetriebe liegt.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the motor transmission is above the third differential. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorgetriebe horizontal gegenüber dem dritten Ausgleichsgetriebe versetzt ist.5. Apparatus according to claim 3, characterized in that the motor transmission is offset horizontally with respect to the third differential. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem zweiten Ausgleichsgetriebe über eine durch dieses hindurch gehende Verbindung ein viertes Ausgleichsgetriebe angeordnet ist, um ein weiteres Hinterradpaar anzutreiben, wobei das zweite Ausgleichsgetriebe eine Welle enthält, die ein Kegelrad antreibt, ein Tellerrad, das von dem Kegelrad in Drehung versetzt wird, ein zweites Kegelrad, das von dem Tellerrad angetrieben wird und mit dem vierten Ausgleichsgetriebe verbunden ist, Radachsen, die durch das Tellerrad angetrieben werden, und eine Einrichtung für den Ausgleich vcn Aus- und Eingang dieser Radachsen für den Straßenbetrieb.6. Apparatus according to claim 3, characterized in that behind the second differential gear via a connection passing through this a fourth differential gear is arranged to drive another pair of rear wheels, wherein the second differential includes a shaft that drives a bevel gear, a ring gear that is set in rotation by the bevel gear, a second bevel gear, which is driven by the ring gear and connected to the fourth differential is, axles driven by the ring gear, and a device for balancing the input and output of these wheel axles for road operation. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für den Ausgleich ein zentral gelagertes Armkreuz mit vier Endteilen enthält, das so angeordnet ist, daß es mit dem Tellerrad umläuft, Zahnräder, die auf den Endstücken des Armkreuzes gelagert sind, und ein Radachsengetriebe, das mit diesen Zahnrädern verbunden ist, um den Ausgleich herzustellen, wobei sich diese Zahnräder nur dann drehen, wenn ein Fahrzeugrad schneller läuft als das andere.7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the device for the compensation contains a centrally mounted spider with four end parts, the so arranged is that it rotates with the crown wheel, gears, which are mounted on the end pieces of the spider, and a wheel axle drive, that is connected to these gears to make the balance, with itself turn these gears only when one vehicle wheel is running faster than the other.