DE635148C - Differential gear arrangement for two or more axles of motor vehicles - Google Patents

Description

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21 OCT '33ί21 OCT '33 ί

AUSGEGEBEN AM
11. SEPTEMBER 1936ISSUED ON
SEPTEMBER 11, 1936

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ausgleichgetriebeanordnung für zwei oder mehrere Achsen von Kraftfahrzeugen mit mehreren zwischen den Achsen und Rädern angeordneten, das Antriebsdrehmoment auf diese verteilenden Kegelradausgleichgetrieben und besteht darin, daß die Kegelradpaare eines zwischen zwei Radachsen angeordneten Ausgleichgetriebes verschieden große Kegelradwinkel besitzen, so daß bei gleicher Umdrehzahl der Abtriebswellen auf die Räder der einen Radachse, ζ. B. der Hinterachse, ein größeres Antriebsdrehmoment als auf die Räder der anderen Radachse, ζ. B. der Vorderachse, übertragen wird.The invention relates to a differential gear arrangement for two or more Axles of motor vehicles with several arranged between the axles and wheels, the drive torque on these distributing bevel gear balancers and consists in the fact that the bevel gear pairs one Differential gear of different sizes arranged between two wheel axles own, so that at the same speed of rotation of the output shafts on the wheels of one wheel axle, ζ. B. the rear axle, a higher drive torque than on the wheels of the other wheel axle, ζ. B. the front axle, is transmitted.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß das auf die Achsen zu verteilende Drehmoment den Belastungen dieser Achsen angepaßt werden kann, derart, daß die Achsen jeweils durch ein ihrem Belastungsanteil durch das Fahrzeuggewicht entsprechendes Antriebsdrehmoment angetrieben'und dadurch die Adhäsionskräfte an den Rädern in vollem Umfange für den Antrieb nutzbar gemacht werden können. Hierbei erfolgt die ungleichmäßige Verteilung im Ausgleichgetriebe, ohne daß eine Drehung der beiden vom Ausgleichgetriebe angetriebenen Wellen zueinander eintritt; sie laufen also beide mit gleicher Drehzahl.The invention has the advantage that the torque to be distributed on the axes Loads of these axes can be adjusted so that the axes each through a the drive torque corresponding to their load share due to the weight of the vehicle driven 'and thereby the adhesive forces on the wheels to the full extent for the Drive can be made usable. This is where the uneven distribution takes place in the differential gear without a rotation of the two driven by the differential gear Waves occurs to each other; so they both run at the same speed.

Ist « der Kegelradwinkel des den Antrieb auf die eine Achse weiterleitenden Kegelradpaares, β der Kegelradwinkel des den Antrieb auf die andere Achse weiterleitenden Kegelradpaares, so stehen die auf die betreffenden Achsen fallenden Anteile am Antriebsdrehmoment im Verhältnis ctg a : ctg β zueinander. Durch Wahl der Winkel α und β hat man es daher in der Hand, die Verteilung des Antriebsdrehmomentes in der gewünschten Weise \Orzunehmen.If «is the bevel gear angle of the bevel gear pair transferring the drive to one axis, β is the bevel gear angle of the bevel gear pair transferring the drive to the other axis, then the proportions of the drive torque falling on the respective axes are in the ratio ctg a : ctg β to each other. By choosing the angles α and β , it is therefore possible to distribute the drive torque in the desired manner.

Zweckmäßig kann ferner eine an sich bekannte, das Ausgleichgetriebe sperrende Einrichtung, z. B. eine den Ausgleichgetriebekörper mit einer der Verteilerwellen starr kuppelnde Klauenkupplung, vorgesehen sein, durch welche die das Antriebsdrehmoment verschiedenartig verteilende Wirkung des Ausgleichgetriebes aufgehoben werden kann.A device known per se, which locks the differential gear, can also expediently z. B. a claw coupling rigidly coupling the differential gear body with one of the distributor shafts may be provided, through which the differently distributing the drive torque effect of the Differential gear can be canceled.

Des weiteren sind zweckmäßig die Kegelräder derart angeordnet, daß von den um die Achse der angetriebenen Wellen umlaufenden Kegelrädern das innere, der genannten Achse nähere Zahnrad den kleineren Kegelradwinkel besitzt. Hierdurch wird eine besonders gedrängte Bauart des Ausgleichgetriebes erzielt, da das Kegelrad mit dem kleineren Kegelwinkel bequem innerhalb des Kegelrades mit dem größeren Kegelwinkel untergebracht werden kann, ohne wesentlichen zusätzlichen Raum zu beanspruchen oder die Anordnung der mit ihnen in Eingriff stehenden, auf den angetriebenen Wellen angeordneten Kegelrädern zu stören. Diese Vorteile wären bei umgekehrter Anordnung der Kegelräder nicht ohne weiteres erreichbar. Furthermore, the bevel gears are expediently arranged in such a way that of the Axis of the driven shafts rotating bevel gears the inner one, the one mentioned The gear wheel closer to the axis has the smaller bevel gear angle. This makes one special The compact design of the differential is achieved because the bevel gear with the smaller one Taper angle can be conveniently accommodated within the bevel gear with the larger taper angle without substantial to take up additional space or the arrangement of the meshing with them, on the driven shafts to disrupt arranged bevel gears. These advantages would be if the arrangement were reversed the bevel gears cannot be easily reached.

Es sind Kegelradausgleichgetriebe bekannt, bei'-denen"idie Kegelräder des einen Kegelradpaares einen größeren oder kleineren Durchmesser als diejenigen des anderen Kegelradpaares besitzen. Da die Kegelwinkel und damit die Kegelradübersetzungen.jedoch nicht voneinander verschieden sind, kann auch das Antriebsdrehmoment nur gleichmäßig auf beide Verteilerwellen verteilt ίο werden.Bevel gear equalizers are known in which "i" are the bevel gears of one Bevel gear pair have a larger or smaller diameter than those of the other Own bevel gear pair. Since the bevel angle and thus the bevel gear ratios are not different from each other, the drive torque can only be uniform be distributed over both distributor shafts ίο.

In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Hierbei zeigenIn the drawing, for example, are embodiments of the invention shown. Show here

Abb. ι und 2 den Antrieb eines Achtradwagens, Fig. Ι and 2 the drive of an eight-wheel car,

Abb. 3 einen Vierradantrieb, Abb. 4 die Vorderachse und Abb. 5 die Hinterachse desselben. In Abb. ι ist α der Motor, b die Kupplung, c das Wechselgetriebe, d₁₂ das Ausgleichgetriebe, welches den Antrieb einerseits auf die Vorderräder ι und andererseits auf die sechs Hinterräder 2, 3 und 4 verteilt. Der Antrieb der Vorderräder 1 erfolgt hierbei durch das Ausgleichgetriebe ^₁. Vor der Achse der Räder 2 ist ein weiteres Ausgleichgetriebe d₂₃ \'orgesehen, welches einerseits den Antrieb über das Ausgleichgetriebe d₂ auf die Räder 2 und andererseits auf die hintersten Räder 3 und 4 überträgt. In ähnlicher Weise ist ferner das Ausgleichgetriebe d_3i zum Antrieb der Räder 3 über das Ausgleichgetriebe d_s und der Räder 4 über das Ausgleichgetriebe d₄ vorgesehen. Somit ergeben sich beiinsgesamtacht angetriebenen Rädern die üblichen sieben Ausgleichgetriebe oder allgemein bei« angetriebenen Rädern in der bekannten Weise η — ι Ausgleichgetriebe. Die Ausgleichgetriebe d₁₂, rf₂₃ und d_3i zwischen den einzelnen Radachsen werden hierbei erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß sich das Antriebsdrehmoment auf die einzelnen Achsen entsprechend ihrer Belastung verteilt. Eine derartige Ausbildung der einzelnen zwischen den Achsen angeordneten Ausgleichgetriebe ist natürlich auch dann vorteilhaft, wenn besondere Ausgleichgetriebe zwischen den einzelnen Rädern jeder Achse nicht vorgesehen sind. Bei der dargestellten Antriebsart erfolgt die Abzweigung des Antriebs für die einzelnen Achsen von einem mittleren Antriebsstrang in der Reihenfolge ihrer Anordnung. Die Verteilung des Antriebes könnte jedoch auch in beliebig anderer Weise erfolgen, beispielsweise derart, daß der Antrieb zunächst auf je zwei Achsen verteilt wird und hierauf jeder Antriebszweig nochmals auf jede der beiden ihm zugehörigen Achsen aufgeteilt wird (Abb. 2). Die Achsen können ferner als starre Achsen, als Schwingachsen o. dgl. ausgebildet sein.Fig. 3 a four-wheel drive, Fig. 4 the front axle and Fig. 5 the rear axle of the same. In Fig. Ι α is the motor, b the clutch, c the change gear, d ₁₂ the differential gear, which distributes the drive on the one hand to the front wheels ι and on the other hand to the six rear wheels 2, 3 and 4. The front wheels 1 are driven by the differential gear ^ ₁ . A further differential gear d ₂₃ 'is provided in front of the axle of the wheels 2, which on the one hand transmits the drive via the differential gear d ₂ to the wheels 2 and on the other hand to the rearmost wheels 3 and 4. Similarly, the differential gear d _3i is also provided for driving the wheels 3 via the differential gear d _s and the wheels 4 via the differential gear d ₄ . Thus, with a total of eight driven wheels, the usual seven differential gears or, in general, η -ι differential gears in the known manner for driven wheels result. The differential gears d ₁₂ , _{rf 23} and d _3i between the individual wheel axles are designed according to the invention in such a way that the drive torque is distributed to the individual axles according to their load. Such a design of the individual differential gears arranged between the axles is of course also advantageous when special differential gears are not provided between the individual wheels of each axle. In the type of drive shown, the drive for the individual axes is branched off from a central drive train in the order in which they are arranged. The drive could, however, be distributed in any other way, for example in such a way that the drive is initially distributed over two axes and then each drive branch is again divided between each of the two axes associated with it (Fig. 2). The axes can also be designed as rigid axes, as oscillating axes or the like.

Abb. 3 bis 5 zeigen die konstruktive Ausführungsform eines Vierradantriebs mit den Ausgleichgetrieben gemäß der Erfindung zwischen den Radachsen. Der nicht dargestellte Motor ist rechts an das Gehäuse e, welches /das Wechselgetriebe c und das Ausgleichgetriebe do für die Hinterachse umfaßt, angeflanscht. Dieses Gehäuse bildet einen Teil des Rahmengestells und wird durch das anschließende Gehäuse für das Ausgleichgetriebe d_v> und das Rohr/ fortgesetzt, welches das Antriebsgehäuse mit dem Vorderachsgehäuse g verbindet. Im einzelnen erfolgt der Antrieb durch die über die Hinterachse hinweggeführte Motorwelle a, welche mit der Getriebehauptwelle i durch eine Wechselkupplung k gekuppelt werden kann. Des weiteren sind die beiden Hohlwellen / und m als Vorgelegewellen für das Wechselgetriebe vorgesehen, wobei die Welle I einerseits durch das dauernd in Eingriff stehende Zahnradpaar η über die Kupplung k mit der Welle h und andererseits durch das dauernd in Eingriff stehende Zahnradpaar 0 mit der Getriebehauptwelle i gekuppelt werden kann. Die Vorgelegewelle m ist ferner in üblicher Weise durch Verschieberäder p mit der Getriebehauptwelle i kuppelbar. Eine weitere Kupplungsmöglichkeit q ist zwischen den Wellen / und m vorgesehen.Fig. 3 to 5 show the structural embodiment of a four-wheel drive with the differential gears according to the invention between the wheel axles. The motor, not shown, is flanged to the right of the housing e, which includes the change gear c and the differential gear do for the rear axle. This housing forms part of the frame and is continued by the adjoining housing for the differential gear d _v > and the tube / which connects the drive housing to the front axle housing g . In detail, the drive is carried out by the motor shaft a, which is passed over the rear axle and which can be coupled to the main transmission shaft i by means of an interchangeable coupling k. Furthermore, the two hollow shafts / and m are provided as countershafts for the change- speed gearbox, the shaft I on the one hand through the permanently engaged gear pair η via the clutch k with the shaft h and on the other hand through the permanently engaged gear pair 0 with the main transmission shaft i can be coupled. The countershaft m can also be coupled to the main transmission shaft i in the usual way by means of shift gears p. Another coupling option q is provided between the shafts / and m .

Die Vorgelegewelle in ist mit dem Ausgleichgetriebegehäuse d₁₂ fest verbunden. In diesem Gehäuse ist die Ouerweller gelagert, auf welcher einerseits die äußeren größeren Kegelräder s zum Antrieb des Kegelrades t und andererseits die inneren kleineren Kegelräder u zum Antrieb des Kegelrades ν drehbar sind. Die Kegelräder s und u sind jeweils zu einem Paar fest miteinander verbunden. Das Kegelrad t dient hierbei zum Antrieb der nach der Vorderachse führenden Welle zv, das Kegelrad ν zum Antrieb der nach der Hinterachse führenden Welle x. Die Verzahnung der Kegelräder des Ausgleichgetriebes ist hierbei derart gewählt, daß der halbe Kegelwinkel α der Kegelrädern und t größer ist als der halbe Kegelwinkel β der Kegelräder u und v. Das durch die Welle m auf das Ausgleichgetriebe d₁₂ übertragene Drehmoment \^rerteilt sich somit in ungleicher Weise auf die Wellen zv und x, und zwar in umgekehr- no tem Verhältnis der Winkel α und ß, d. h. die Hinterachse wird durch die Welle χ mit- einem größeren Drehmoment als die Vorderachse durch die Welle 10 angetrieben. Auf dem linken Ende des Ausgleichgetriebeträgers d₁₂ ist ferner eine Klauenkupplung y aufgekeilt, welche eine unmittelbare Kupplung mit der Welle w ermöglicht. Hierdurch kann die Wirkung des Ausgleichgetriebes aufgehoben werden und die Welle m bzw. das Ausgleichgetriebegehäuse d₁₂ und die W^Tellen zu und χ starr miteinander gekuppelt werden. DieThe countershaft in is firmly connected to the differential gear housing d _12. The Ouerweller is mounted in this housing, on which on the one hand the outer larger bevel gears s for driving the bevel gear t and on the other hand the inner smaller bevel gears u for driving the bevel gear ν are rotatable. The bevel gears s and u are firmly connected to one another as a pair. The bevel gear t is used to drive the shaft zv leading to the front axle, the bevel gear ν to drive the shaft x leading to the rear axle. The toothing of the bevel gears of the differential gear is selected in such a way that half the cone angle α of the bevel gears and t is greater than half the cone angle β of the bevel gears u and v. The torque \ ^r transmitted by the shaft m to the differential gear d ₁₂ is thus distributed in an unequal manner to the shafts zv and x, namely in the inverse ratio of the angles α and ß, ie the rear axle is supported by the shaft χ - Driven by the shaft 10 , a greater torque than the front axle. On the left end of the differential gear carrier d ₁₂ , a dog clutch y is also keyed, which enables a direct coupling with the shaft w. This allows the effect of the differential gear and the shaft are canceled m and the differential gear housing ₁₂ and the d W ^T to economic and χ are rigidly coupled to each other. the

Claims (3)

Welle te treibt in dem Ausführungsbeispiel die Vorderachse nicht unmittelbar an, sondern ist durch eine beliebige Universalkupplung S₁ mit einer Welle w_u diese wiederum durch eine Universalkupplung Z₂ mit einer Welle W₂ und diese schließlich mit einer weiteren Universalkupplung z_a mit der eigentlichen Antriebswelle W₃ der Vorderräder verbunden. Die Welle tt>₃ kann hierbei in üblicher Weise das Ausgleichgetriebe (J₁ antreiben, welches über Gelenkwellen 5 die durch zwei übereinander angeordnete Ouerblattfedern 6 unabhängig voneinander geführten Vorderräder antreibt.In the exemplary embodiment, shaft te does not drive the front axle directly, but is through any universal coupling S ₁ with a shaft w _u, this in turn through a universal coupling Z ₂ with a shaft W ₂ and this finally with another universal coupling z _a with the actual drive shaft W _{3 of} the front wheels connected. The shaft tt> ₃ can drive the differential (J ₁₎ in the usual way, which via cardan shafts 5 drives the front wheels, which are guided independently of one another by two superimposed leaf springs 6. Der Antrieb der Hinterräder erfolgt unmittelbar durch die Weiler, welche durch die Hohlwellen m und / des Getriebes hindurchgeführt ist. Das Ausgleichgetriebe d₂ ist hierbei unterhalb der Motor- bzw. Kupplungswelle/; angeordnet. Die Hinterräders sind auf schwingenden Pendelhalbachsen 7 gelagert, welche um seitliche Gelenke S des Gehäuses c schwingen und gegen den Rahmen z. B. durch ungerührte Schraubenfedern 0 abgefedert sind. Mau könnte auch das Ausgleichgetriebe zwischen zwei Radachsen mit einem Wechselgetriebe derart kombinieren, daß die Verteilung des Antriebdrehmomentes auf die Vorder- und Hinterachse während des Betriebes verändert und das Adhäsionsgewicht des Fahrzeugs in vollem Umfang ausgenutzt werden kann.The rear wheels are driven directly by the hamlet, which is passed through the hollow shafts m and / of the transmission. The differential gear d ₂ is below the motor or clutch shaft /; arranged. The rear wheels are mounted on swinging pendulum axles 7, which swing about lateral joints S of the housing c and against the frame z. B. are cushioned by unmoved coil springs 0. Mau could also combine the differential between two wheel axles with a change gear in such a way that the distribution of the drive torque to the front and rear axles can be changed during operation and the adhesive weight of the vehicle can be fully utilized. Patent a N s ι>κ ü cn κ:Patent a N s ι> κ ü cn κ: ι. Ausgleichgetricbeanordnung für zwei oder mehrere Achsen von Kraftfahrzeugen mit mehreren das Antriebsdrehmoment auf die Achsen und Räder verteilenden Kegelradausgleichgetrieben, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelradpaare (s,t; ti, v) des zwischen zwei Achsen angeordneten Ausgleichgetriebes verschieden große Kegelradwinkel (α. /;') besitzen, so daß bei gleicher Drehzahl auf die Räder der einen Radachse, z. B. der Hinterachse. ein größeres Antriebsdrehmoment als auf die Räder der anderen Radachse, z. B. der Vorderachse, übertragen wird.ι. Compensating gear arrangement for two or more axles of motor vehicles with a plurality of bevel gear equalizing gears distributing the drive torque to the axles and wheels, characterized in that the bevel gear pairs (s, t; ti, v) of the differential gearing arranged between two axles have different bevel gear angles (α. /; ' ) have, so that at the same speed on the wheels of one wheel axle, z. B. the rear axle. a greater drive torque than on the wheels of the other wheel axle, e.g. B. the front axle is transmitted. 2. Ausgleichgetriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufhebung der Wirkung des Ausgleichgetriebes eine an sich bekannte, das Ausgleichgetriebe sperrende Einrichtung,2. differential gear arrangement according to claim 1, characterized in that to cancel the effect of the differential, a device known per se, which locks the differential, z. B. eine ilen Ausgleichgetriebekörper ((Z₁₂) mit einer der Verteilerwellen (iv) starr kuppelnde Klauenkupplung (3'), vorgesehen ist.z. B. an ilen differential gear body ((Z ₁₂ ) with one of the distributor shafts (iv) rigidly coupling claw coupling (3 ') is provided. 3. Ausgleichgetriebeanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dal.l von den um die Achse der augetriebenen Wellen (ze, _r) umlaufenden Kegelrädern (s, u) das innere, der genannten Achse nähere Zahnrad (it) den kleineren Kegelradwinkel (/i) besitzt.3. Differential gear arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that dal.l of the bevel gears (s, u) rotating about the axis of the driven shafts (ze, _r) the inner gear (it) closer to said axis, the smaller bevel gear angle ( / i) owns. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings