DE3713119C2 - - Google Patents
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- F16H48/20—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstsperrendes
Ausgleichsgetriebe für Kraftfahrzeuge, das aus einem
angetriebenen Gehäuse und darin drehbar gelagerten Aus
gleichsgliedern besteht, von denen ein erstes Ausgleichs
glied als Zentralrad und ein zweites Ausgleichsglied
rotationsfest mit jeweils einer Abtriebswelle verbunden
sind, wobei wenigstens eines der beiden mit jeweils
einer Abtriebswelle verbundenen Ausgleichsglieder dreh
fest mit ersten Lamellen einer Lamellenbremse verbunden
sind, deren zweite Lamellen rotationsfest im Gehäuse
vorliegen und deren Lamellen bei einer Ausgleichsbewegung
mittels einer im Gehäuse axial angeordneten Spreizeinheit
gegeneinander gedrückt werden, die aus einer gegen die
Lamellen drückenden Scheibe mit einer stirnseitigen
Nockenfläche besteht, welche mit einer Nockenfläche
an einem Ausgleichsglied zusammenwirkt.
Als Stand der Technik ist bereits ein derartiges Ausgleichs
getriebe bekannt, welches als Differentialgetriebe mit
begrenztem Schlupf gestaltet ist (DE-OS 30 22 951).
Diese bekannte Konstruktion ist so ausgelegt, daß ein
Antriebsflansch zwischen einem Reibungskupplungspaket
und der rückwärtigen Stirnfläche eines seitlichen Zahn
rades angeordnet ist. Durch diese Konstruktion wird
bewirkt, daß die von dem seitlichen Zahnrad ausgeübten
Verdrängungskräfte die Schlupfbegrenzung dadurch aktivieren,
daß der Antriebsflansch gegen das Reibungskupplungspaket
über Nockenflächen gedrückt wird, um so die Differential
sperreinrichtung bei Auftreten von ungleichförmigen
Drehmomenten an den seitlichen Zahnrädern vorzuspannen.
Diese Konstruktion ist speziell auf ein Differentialgetriebe
abgestellt.
Zum Stand der Technik zählt weiterhin ein Sperrdifferential,
das drehfest im Gehäuse angeordnete
Druckscheiben aufweist, welche von einem Ringkolben belastet
werden (DE-OS 30 40 120). Auch hier ist Ausgangspunkt
ein Differentialgetriebe mit miteinander kämmenden Kegel
rändern.
Zum Stand der Technik zählen weiterhin hydraulisch als Zahnradpumpe oder über eine Viscokupplung wirkende, selbstsperrende
Stirnradausgleichsgetriebe (EP
00 32 994, GB-PS 12 52 753).
Bei einem weiteren bekannten Ausgleichsgetriebe (Sonderdruck
"Automobilindustrie", Frühjahr 60, Vogel-Verlag, Würzburg,
Seite 3, Abb. 8), welches als Kegelradausgleichsgetriebe
ausgebildet ist, weist der Planetenradbolzen, d. h. der
Lagerzapfen für die kleinen Ausgleichskegelräder, an
seinen Enden schräge Abflachungen auf, welche mit einer
V-förmigen Nut im Ausgleichs-Getriebegehäuse zusammenwirken,
wobei dieser Planetenradbolzen im Gehäuse in Richtung
der Abtriebswellen verschiebbar gelagert ist.
Das über das Getriebegehäuse eingeleitete Drehmoment
wird durch die schrägen Abflachungen bzw. die Flanken
der V-förmigen Nut, die als Keilflächen wirken, zur
Erzeugung eines Anpreßdruckes von Lamellenbremsen ausge
nützt, die beidseitig der großen Ausgleichskegelräder
angeordnet sind.
Diese Art der Selbstsperrung setzt voraus, daß an beiden
Fahrzeugrädern ein Reibschluß vorhanden ist. Geht der
Reibschluß an einem Rad, beispielsweise durch Abheben
eines Rades von der Fahrbahn, verloren, so kann die
Sperre völlig unwirksam werden, weil die Abstützung des diesem
Fahrzeugrad zugeordneten großen Ausgleichskegelrades
nicht mehr vorhanden ist.
Es ist zwar auch schon bekannt (DE-PS 32 12 495), diesem
Nachteil dadurch zu begegnen, daß bei spielarmer Lagerung
des Planetenradbolzens die Lamellen der Bremseinrichtung
dauernd durch eine Feder im Sinne des Zusammendrückens
der Lamelle belastet sind, was aber wiederum nicht immer eine be
friedigende Lösung darstellt, weil die von der
Lamellenbremse hervorgerufene Sperrwirkung dauernd vor
handen ist, also auch dann, wenn enge Kurven mit niedriger
Geschwindigkeit befahren werden müssen.
Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein selbst
sperrendes Ausgleichsgetriebe für Kraftfahrzeuge nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei welchem die
Sperrwirkung unabhängig von dem von den Antriebsrädern zu
übertragenden Moment erfolgt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die ein Ausgleichsglied bildende Druckscheibe drehfest im
Gehäuse angeordnet ist und daß die an dem Ausgleichs
glied befindlichen Nockenflächen an Enden von Kolben vor
liegen, welche hydraulisch beaufschlagt in in diesem Aus
gleichsglied angeordneten Zylindern geführt werden, von
denen zwei über einen mit einer Drosselstelle versehenen
Kanal leitungsverbunden sind und ihr Flüssigkeitsvolumen
von einer gegengleichen Kolbenbewegung verändert wird.
Die erfindungsgemäße Spreizeinheit kommt immer
dann zur Wirkung, wenn eine Relativverdrehung zwischen
der Druckscheibe und dem betreffenden Ausgleichsglied
auftritt, wobei es von der Größe des Drosselquerschnittes
abhängt, mit welcher Kraft die Lamellen zusammengedrückt
werden und welche Bremskraft sich dadurch ergibt.
Bei
nur geringer Drehzahldifferenz zwischen Druckscheibe
und Ausgleichsglied werden die einander zugeordneten
Kolben wechselweise hin- und hergeschoben, ohne daß
eine wesentliche Spreizwirkung auftritt.
Nimmt dagegen
die Drehzahldifferenz zu, so ergibt sich zufolge der
erhöhten Strömungsgeschwindigkeit an der Drosselstelle
ein erhöhter Druck an der beaufschlagten Kolbenfläche
und damit eine erhöhte Spreiz- bzw. Bremskraft. Es wird
also die Bremskraft ausschließlich in Abhängigkeit von
der Drehzahldifferenz zwischen Gehäuse und Ausgleichsglied
verändert, so daß das Fehlen einer Abstützkraft an einem
der Ausgleichsglieder keine Rolle spielt und sich auch
keine ungünstige Auswirkung beim langsamen Befahren enger
Kurven ergibt.
Um die Charakteristik des ganzen Ausgleichge
triebes im Hinblick auf Fertigungstoleranzen in einem
gewünschten Sinne festlegen zu können, ist die Drossel
stelle im die Zylinderbohrungen verbindenden Kanal
hinsichtlich des Drosselquerschnittes einstellbar.
Es kann zweckmäßig sein, daß die Kolben durch eine
sie gegen das Ringprofil drückende Feder belastet sind
und ein Ventil od. dgl. zum Ausgleich von Leckverlusten
vorgesehen ist. Da das ganze Getriebegehäuse ölgefüllt
ist, kann bei aufgetretenen Leckverlusten in den Zylinder
bohrungen der Kolben durch die von den Federn bewirkte
Kolbenbewegung Öl über das Ventil nachsaugen.
Eine besonders zweckmäßige und in axialer
Richtung raumsparende Konstruktion wird dadurch
erreicht, daß bei an sich bekannter Ausbildung des
Ausgleichsgetriebes als Planetengetriebe mit Doppel
planeten der Planetenträger den einen Teil der Spreiz
einheit bildet und axial verschiebbar gelagert ist,
wobei auf der der Druckscheibe abgewandten Seite des
Planetenträgers zusätzliche Bremslamellen angeordnet
sind, auf die der Planetenträger einwirkt.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in
einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt
Fig. 1 ein selbstsperrendes Ausgleichsgetriebe im Axial
schnitt,
Fig. 2 eine Teilansicht des Getriebes bei abgenommener
linker Gehäusehälfte bzw. abgenommenem linken
Lamellenpaket und
Fig. 3 die Spreizeinheit bei abgewickelter Profilierung
in vereinfachter Schnittdarstellung.
Das selbstsperrende Ausgleichsgetriebe für Kraft
fahrzeuge weist ein aus den beiden Hälften 1 a und 1 b
bestehendes Gehäuse 1 auf, das über einen Außenzahnkranz
angetrieben wird. Das Ausgleichsgetriebe ist als Planeten
getriebe mit Doppelplaneten 2 ausgebildet, wobei das Hohl
rad des Planetengetriebes von der Gehäusehälfte 1 b ge
bildet wird und das Sonnenrad 3 mit der einen Abtriebs
welle 4 drehfest verbunden ist. Der Planetenträger 5
sitzt drehfest, aber um ein bestimmtes Maß axial ver
schiebbar auf der zweiten Abtriebswelle 6.
Beiderseits
des Planetengetriebes sind Bremslamellenpakete 7, 8, 9
angeordnet, die aus je zwei Lamellensätzen, die wechsel
weise mit den Gehäusehälften 1 a bzw. 1 b und dem Sonnenrad
3 bzw. dem Planetenträger 5 drehfest verbunden sind.
Erfindungsgemäß bildet der Planetenträger 5
mit einer in der Gehäusehälfte 1 b drehfest gehaltenen
Druckscheibe 10 eine Spreizeinheit, wobei die Druck
scheibe 10 eine aus radial verlaufenden schrägflächigen
Erhöhungen und Vertiefungen bestehende Ringprofilierung
11 aufweist und im Planetenträger 5 drei Paare von
Kolben 12, 12 a gelagert sind, die mit ihren dachförmigen
Enden 13 gegen die Ringprofilierung 11 gerichtet und an
ihren anderen Enden hydraulisch beaufschlagt sind.
Die
Zylinderbohrungen 14 der Kolben 12, 12 a sind durch einen
Kanal 15 leitungsverbunden, in dem eine Drosselstelle 16
vorgesehen ist. Die Drosselstelle wird durch eine mit
einer stiftförmigen Verlängerung quer durch die Kanal
bohrung reichende Stellschraube 17 gebildet.
Die Zylin
derbohrungen 14 und der Verbindungskanal 15 sind mit Öl
gefüllt, so daß das Einwärtsdrücken des einen Kolbens
ein Auswärtsdrücken des anderen Kolbens und umgekehrt
zur Folge hat.
Die Kolben 12, 12 a sind durch eine sie
gegen die Profilierung 11 drückende Feder 18 belastet,
und es ist der Kanal 15 mit einem als Kugelventil aus
gebildeten Saugventil 19 verbunden, so daß bei Leck
verlusten Öl aus dem Inneren des Gehäuses 1 in die Zy
linderbohrungen 14 nachgesaugt werden kann.
Tritt zwischen dem Planetenträger 5 und dem Ge
triebegehäuse 1 eine Drehzahldifferenz auf, so werden
die einander zugeordneten Kolben 12, 12 a wechselweise
hin- und hergeschoben, da die Druckscheibe 5 mit der
Gehäusehälfte 1 b in drehfester Verbindung steht. Bei
etwas höherer Drehzahldifferenz ergibt sich zufolge
der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit an der Drossel
stelle 16 ein erhöhter Druck an der jeweils beaufschlagten
Kolbenfläche und damit eine Spreizkraft, die einerseits
die Druckscheibe 10 gegen die Lamellenpakete 8, 9 und
anderseits den Planetenträger 5 gegen das Lamellen
paket 7 drückt, so daß es zur gewünschten, die Selbst
sperrung des Getriebes ergebenden Bremswirkung kommt.
Claims (5)
1. Selbstsperrendes Ausgleichsgetriebe für Kraftfahrzeuge,
das aus einem angetriebenen Gehäuse (1) und darin drehbar
gelagerten Ausgleichsgliedern (2, 3, 5) besteht, von
denen ein erstes Ausgleichsglied als Zentralrad (3)
und ein zweites Ausgleichsglied (5) rotationsfest mit
jeweils einer Abtriebswelle (4) verbunden sind, wobei
wenigstens eines der beiden mit jeweils einer Abtriebs
welle (4, 6) verbundenen Ausgleichsglieder drehfest mit
ersten Lamellen einer Lamellenbremse (8) verbunden ist,
deren zweite Lamellen rotationsfest im Gehäuse (1) vor
liegen und deren Lamellen bei einer Ausgleichsbewegung
mittels einer im Gehäuse (1) axial angeordneten Spreiz
einheit (5, 10) gegeneinander gedrückt werden, die aus
einer gegen die Lamellen drückenden Scheibe mit einer
stirnseitigen Nockenfläche besteht, welche mit einer
Nockenfläche (13) an einem Ausgleichsglied (10) zusammen
wirkt, dadurch gekennzeichnet,
daß die ein Ausgleichsglied bildende Druckscheibe (10) drehfest im Gehäuse (1) angeordnet ist, und
daß die an dem Ausgleichsglied (10) befindlichen Nockenflächen (13) an Enden von Kolben (12, 12 a) vorliegen, welche - hydraulisch beaufschlagt - in in diesem Ausgleichs glied (10) angeordneten Zylindern (14) geführt werden, von denen zwei über einen mit einer Drosselstelle (16) versehenen Kanal (15) leitungsverbunden sind und ihr Flüssigkeitsvolumen von einer gegengleichen Kolbenbewegung verändert wird.
daß die ein Ausgleichsglied bildende Druckscheibe (10) drehfest im Gehäuse (1) angeordnet ist, und
daß die an dem Ausgleichsglied (10) befindlichen Nockenflächen (13) an Enden von Kolben (12, 12 a) vorliegen, welche - hydraulisch beaufschlagt - in in diesem Ausgleichs glied (10) angeordneten Zylindern (14) geführt werden, von denen zwei über einen mit einer Drosselstelle (16) versehenen Kanal (15) leitungsverbunden sind und ihr Flüssigkeitsvolumen von einer gegengleichen Kolbenbewegung verändert wird.
2. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Drosselquerschnitt einer Drossel
stelle (16) einstellbar ist.
3. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kolben (12, 12 a) jeweils durch
eine sie gegen die Druckscheibe (10) drückende Feder
(18) belastet sind und ein Ventil (19) zum Ausgleich
von Leckverlusten vorliegt.
4. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das zweite Ausgleichsglied ein Planeten
träger (5) ist, an dem zylindrische, stirnverzahnte
Doppelplaneten (2) gelagert sind.
5. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1 und 4, dadurch
gekennzeichnet, daß auf der der Druckscheibe (10)
abgewandten Seite des Planetenträgers (5) zusätzliche
Bremslamellen (7) angeordnet sind, auf die der Planeten
träger (5) einwirkt.
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