DE635368C - Ausgleichkupplung - Google Patents

Description

Es ist bereits bekannt, als Ausgleichskupplung zwei Reibkupplungen, und zwar eine auf jeder Halbachse, vorzusehen und mittels Schräg- oder Schraubenflächen und damit zusammenarbeitenden Kugeln in oder außer Eingriff zu bringen. Diese bekannten Einrichtungen neigen zu einem plötzlichen und ruckartigen Einrücken der Kupplung, wodurch ein hartes Anfahren und eine schnelle Abnutzung der Reibflächen bedingt wird.

Die mit Schrauben- oder Gewindeflächen arbeitenden Ausgleichskupplungen weisen im allgemeinen einen verhältnismäßig langen Kupplungsweg auf und bergen selbst bei steilgängigem Gewinde die Gefahr in sich, daß sich die Gewinde- oder Schraubenflächen miteinander verklemmen. Außerdem tritt auch bei diesen Einrichtungen vielfach eine plötzliche und harte Kupplung ein.

Die genannten Übelstände werden nun erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß die Kugeln in durch kegelförmige Bohrungen gebildete Schrägflächen eingelegt werden. Hierbei ist es zweckmäßig, die kegelförmigen Bohrungen für die Kugeln in einer in der Mitte einer Hohltrommel, welche als Gehäuse für die Ausgleichkupplung dient, befindlichen, fest mit der Hohltrommel verbundenen Scheibe anzuordnen. Durch eine in dieser besonderen Weise ausgebildete, auf die Reibkupplung in bekannter Weise wirkende Hilf skupplung wird der Kupplungsweg auf ein Mindestmaß herabgesetzt und die Gefahr des Festklemmens vermieden, denn die Kugeln in den kegelförmigen Bohrungen ermöglichen ein reibungsfreies Arbeiten; ferner gewährleisten sie ein schnelleres und sicheres, trotzdem aber sanfteres Ansprechen der mitnehmend wirkenden Reibungskupplungen als die bekannten in Verbindung mit Kugeln und Schrägflächen gebräuchlichen Reibkupplungen, welche nur verzögernd oder bremsend wirken.

Bei diesen bekannten Zahnradausgleichsgetrieben sind zwischen den Stirnflächen eines Zahnrades und einer Kupplungsscheibe auf Schrägflächen auflaufende Kugeln angeordnet. Diese bekannten Ausgleichsgetriebe können beim Abheben eines Antriebsrades vom Boden eine nicht unerhebliche Beschleunigung erhalten, bevor die das Getriebe feststellende, bremsend wirkende Reibkupplung einfällt. Dieses Einfallen kann infolgedessen mit einem starken Ruck geschehen, der sowohl für die Lebensdauer des Getriebes als auch für diejenige des Wagens sehr nachteilig ist.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt

Fig. ι einen Schnitt durch eine Ausgleichkupplung mit den erfindungsgemäßen Merkmalen, während

• Fig. 2 einen Schnitt teils nach der Linie A-B, teils nach der Linie C-D-E-F der Fig. 1 wiedergibt.

Fig. 3 stellt eine besondere Ausbildung der Lagerung der Federn dar, welche den anfänglichen Anpreß druck der Reibscheiben erzeugen. . . . . . ^_

Fig. 4 zeigt einen Schnitt längs der LiSiS G-H der Fig. 3, und -j-.;.,

Fig. 5 schließlich gibt unter Fortlassung'^:- einiger Einzelheiten einen Schnitt nach der Linie I-K der Fig. 3 in der Abwicklung wieder.

' In der Zeichnung ist mit 1 die Hauptwelle oder die Motorwelle bezeichnet, welche in einem Gehäuse 2 mit Hilfe von Kugellagern 3 gelagert ist. Auf der Welle 1 ist ein Kegelrad 4 verkeilt, welches mit einem Zahnrad 5 kämmt. Der Zahnkranz 5 ist mit einer Hohltrommel 6 durch Nieten 7 verbunden. Die Hohltrommel 6 ist mit ihrer Nabe 6^a in Kugellagern 8 gelagert, die in einer Bohrung 9 des Gehäuses 2 angeordnet sind. Das andere Ende der Hohltrommel 6 sitzt' auf einer Muffe 10, deren Nabe io° mit Hilfe von Kugellagern 11 in der Bohrung 12 des Gehäuses 2 gelagert ist. Um die Muffe 10 in ihrer Lage zu sichern, ist ein am Ende der Trommel 6 angeordneter Federring 13 vorgesehen.

Im Innern der Naben 6^a und io° sind zwei voneinander unabhängige, gleichachsig zueinander angeordnete Naben 14, 15 vorgesehen, die auf ihrer äußeren und inneren Seite genutet sind. In die Innerinuten der Naben 14, 15 greifen die beiden entsprechend genuteten, voneinander unabhängigen Halbachsen 16 und

17 ein, welche mittel- oder unmittelbar mit den Antriebsrädern des Fahrzeugs in Verbindung stehen.

Im Innern der Trommel 6 ist eine Scheibe

18 angeordnet, die durch Keile oder Stifte 19 mit der Trommel 6 verbunden ist. Um ein Herausschleudern der Stifte 19 zu verhindern, ist ein Gewindering 20 vorgesehen, der auf die Trommel 6 aufgeschraubt ist. Die Scheibe 18 ist gegen Verschiebung in axialer Richtung gesichert, und zwar ,einerseits durch einen in der Bohrung der Hohltrommel 6 vorgesehenen Absatz & und anderseits durch das der Scheibe 18 gegenüberliegende Ende der Muffe 10. Die Scheibe 18 besitzt auf beiden Seiten längs eines Kreises angeordnete kegelförmige Bohrungen i8° und i8⁶, die entsprechend ausgebildeten kegelförmigen Bohrungen 2I⁰J 22° je eines Seitenringes 21, 22 gegenüberliegen. In den von den Bohrungen 18° und x8⁶ der Scheibe 18 einerseits und den Bohrungen 2i^a und 22" der Seitenringe 21, 22 anderseits begrenzten Räumen sind Kugeln 23, 24 angeordnet, die sich in diesen Räumen mit bestimmtem Spiel bewegen können. Im Innern der Hohltrommel 6 zu beiden Seiten der Scheibe 18* sind zwei Hülsen 25, 26 lose angeordnet, die auf ihrer Innenseite Längsnuten 25^ßj 2.6^a besitzen. In diesen Nuten 25^aj 26° sind die Seitenringe 21, 22 axial verschiebbar gelagert. Zwischen den Hülsen 25, ;-26 und den Naben 14,15 sind Reibscheiben ?£#, 28 und 27", 28° angeordnet, von denen abwechselnd immer eine in den Nuten 25° oder r-'20^a der Hülse 25 oder 26 gelagert ist, während die andere in den Nuten 14" oder 15" der Nabe 14 oder 15 angeordnet ist.

Zwischen den beiden Seitenringen 21, 22 ist eine Feder angeordnet, die dazu dient, eine gewisse Reibung zwischen den Reibscheiben

27, 28, 29 und 30 herbeizuführen. Diese Reibung reicht jedoch nicht aus, um die Kraftübertragung zu bewirken. Für die Kraftübertragung ist es vielmehr notwendig, daß die Kugeln.^23, 24 mittels der zugehörigen kegelförmigen Flächen der Scheibe 18 und je eines Seitenringes 21, 22 die Seitenringe axial nach auswärts drücken und die Reibscheiben 27,

28, 27^öj 28^s aneinanderpressen. Die erwähnte Feder zwischen den Reibscheiben ist dera'rt ausgestaltet, daß sie eine bestimmte Verdrehung der Seitenringe 21, 22 gegeneinander zuläßt. Diese Feder wird durch zwei Scheibenfedern 31 und 32 gebildet, welche auf einem gemeinsamen Druckbolzen 33 gelagert sind und sich auf je einen Ring 34, 35 abstützen, die sich ihrerseits gegen die Seitenringe 21, 22 legen. Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform besitzen die Seitenringe 21, 22 Klauen 21 ^h, 22^s, die wechselweise mit einem gewissen Spiel ineinandergreifen (vgl. Fig. 2). Diese Klauen begrenzen die Verdrehung der Seitenringe 21, 22 gegeneinander, in der Weise, daß bei einem Voreilen des einen Ringes gegenüber dem anderen ein mitnehmend wirkendes Zusammenpressen der Reibscheiben mittels der Kugeln und der kegelförmigen Bohrungen nicht eintreten kann. Das Spiel zwischen den Klauen entspricht also einer Voreilung des einen Seitenringes gegenüber dem anderen um einen Winkel, bei welchem die Kugeln praktisch keinen Preßdruck mehr auf die Seitenringe oder Reibscheiben ausüben können.

Gemäß einer zweiten in Fig. 3, 4 und 5 dargestellten Ausführungsform besteht die federnde Einrichtung aus einer Anzahl in der Scheibe 18 angeordneter Hohlkolben 36, in deren Innerem je ein kleinerer Hohlkolben unter Federwirkung verschiebbar angeordnet ist. Die großen äußeren Hohlkolben 36. greifen in entsprechende Ausnehmungen des einen Seitenringes 21 und die kleineren Hohlkolben 37 in entsprechende Ausnehmungen 39 des anderen Seitenringes 22 ein. Die Ausnehmungen 39 sind oval ausgebildet und größer als der Kolbendurchmesser gehalten, um eine kleine, begrenzte Verdrehung der Seitenringe 21 und 22 gegeneinander nicht zu

behindern. Die ovalen öffnungen 39 erfüllen also in Verbindung mit den Kolben 36 und 37 dieselbe Aufgabe wie die Klauen 2 ι⁶, 22^δ mit ihrem Spiel. Bei der in Fig. 3 bis 5 dargestellten Ausführungsform der federnden Einrichtung kommen-daher die Klauen 2 i^b, 22⁶ der Seitenringe 21 und 22 in Fortfall. Es ist bei der in Fig. 3 bis 5 dargestellten Ausführungsform selbstverständlich notwendig, wird aber der Ordnung halber erwähnt, daß die Scheibe 18 an den Stellen, an denen die federnde Einrichtung vorgesehen ist, Bohrungen i8^c aufweist, welche größer sein müssen als der größte Durchmesser der äußeren Hohl-

is kolben 36, damit sich der Seitenring 21 ungehindert gegenüber der Scheibe 18 verdrehen kann. Zwischen den Hohlkolben 37 und den Hohlkolben 36 ist je eine Spiralfeder 40 vorgesehen, die das Bestreben hat, die Hohlkolben 36 und die Hohlkolben 37 voneinander zu entfernen und somit die Seitenringe 21 und 22 gegen die Reibscheiben zu drücken.

Die Wirkungsweise der Ausgleichkupplung mit den Merkmalen nach der Erfindung ist die folgende:

Durch die Drehung der Welle 1 und des mit ihr verkeilten Kegelrades 4 wird der Zahnkranz 5 in Umdrehung versetzt. Hierdurch dreht sich auch die mit dem Zahnkranz 5 vernietete Hohltrommel 6, welche ihrerseits die Scheibe 18 mitnimmt. Die beiden Halbachsen 16, 17, die sich ebenso wie die Naben 14 und 15 in Ruhe befinden, bremsen durch die Reibscheiben 27, 28 und 29, 30 die lose angeordneten Hülsen 25 und 26, die somit zunächst ebenfalls in der Ruhelage verbleiben. Infolgedessen verschiebt sich bei gleichmäßigem Reibungswiderstand der Halbachsen 16, 17 und der durch diese angetriebenen Räder die Scheibe 18 gegenüber den Seitenringen 21, 22. Die Kugeln 23, 24 stoßen hierbei mittels der kegelförmigen Bohrungen i8^ß und 2i^a einerseits und i8* und 22^a anderseits die Seitenringe 21 und 22 in axialer Richtung nach auswärts, wodurch die Reibscheiben 27 und 28 bzw. 29 und 30 aneinander und an die scheibenförmige Innenwand der Hohltrommel 6 bzw. der Muffe 10 gepreßt werden. Die Kugeln 23, 24 drücken die kegelförmigen Flächen der zugehörigen Ausnehmungen so weit auseinander, daß die Reibscheiben 27, 28 und 29, 30 von der Hohltrommel 6 mitgenommen werden und ihrerseits über die Naben 14, 15 die Halbachsen 16, 17

in Umdrehung versetzen.

Wenn aus irgendeinem Grunde, beispielsweise bei Verminderung des Widerstandes, die eine der angetriebenen Halbachsen, z. B. 16, sich schneller dreht als die andere HaIb-.achse 17, so wird sich auch der durch Reibung von den Reibscheiben 27 und 28 mitgenommene Seitenring 21 schneller drehen als der andere Seitenring 22 und infolgedessen auch schneller als der Mitnehmerring 18, dessen Geschwindigkeit nicht größer sein kann als die Geschwindigkeit des mit der geringeren Drehzahl sich drehenden Seitenringes, in diesem Falle des Seitenringes 22. Der Ring 18 kommt dann in die schematisch in Fig. 5 dargestellte Lage, wobei der Pfeil die Drehrichtung anzeigt. In dieser Lage lösen sich die Kugeln 23 von den kegelförmigen Flächen der Bohrungen i8^a und 2i^a ab, wodurch die Reibung zwischen der Innenwand der Hohltrommel 6, den Reibscheiben 27 und 28 und dem Ring 21 verringert wird. Es bleibt also nur der durch die Scheibenfeder 31 oder durch die Spiralfedern 40 ausgeübte Reibungsdruck, der jedoch nicht ausreicht, um ein Gleiten der Reibscheiben 27 und 28 gegeneinander zu verhindern. Ein Eindringen der Kugeln 23 zwischen die bei der vorhergehenden kraftschlüssigen Übertragung unwirksamen kegelförmigen Flächen der Bohrungen 2i^a und i8^a und somit ein unbeabsichtigtes Aneinanderpressen der der voreilenden Halbachse zugeordneten Reibscheiben 27 und 28 ist nicht möglich, da der Weg der Voreilung entweder durch die Klauen 2i^&, 22* der Ringe 21, 22 oder durch die Wandung der Aussparungen 39 des Ringes 22 begrenzt wird, je nachdem, ob die Seitenringe 21, 22 mit Klauen versehen sind oder nicht. Sobald nun die Geschwindigkeit der Halbachse 16 sich verringert, verschieben sich auch die Hülse 25 und der Ring 21 entgegengesetzt zur Drehrichtung der Scheibe 18. Die Hülse 25 und der Ring 21 werden also in bezug auf die Scheibe 18 verzögert, so daß sich die Kugeln 23 von neuem gegen die vorher wirksamen kegelförmigen Flächen der Bohrungen 2i^a und i8^a legen und den Ring 21 sowie die Reibscheiben 27, 28 in der oben erläuterten Weise aneinanderpressen, wodurch die Kraftübertragung wieder auf beide Halbachsen erfolgt.

Entsprechend arbeitet die Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn sich die Halbachse 17 schneller drehen will als die Halbachse 16.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   i. Ausgleichkupplung mit zwei durch Schrägflächen zum Reibungseingriff gebrachten Reibkupplungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägflächen durch kegelförmige Bohrungen (i8«, i8^&, 21", 2i^b) gebildet werden, in welchen Kugeln (23, 24) angeordnet sind.

   . 2. Ausgleichkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kegel- izo förmigen Bohrungen (i8^a, i8⁶) für die Kugeln (23, 24) in einer in der Mitte einer

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   Hohltrommel (6) befindlichen, fest mit der Hohltrommel verbundenen Scheibe (18) angeordnet sind.

   3. Ausgleichkupplung: nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kegelförmigen Bohrungen (21⁰, 22^a) enthaltende axial verschiebbare Seitenringe (21, 22) vorgesehen sind, welche die Reibkupplungen in Reibungseingriff pressen und welche mit Spiel ineinandergreifende Klauen (21^s., 22*) tragen.

   4. Ausgleichkupplung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aneinanderpressen der Reibglieder zwei auf den Seitenringen (21, 22) abgestützte Scheibenfedern (31, 32) vorgesehen sind, welche sich gegen einen gemeinsamen Druckbolzen (33) legen.

   5. Ausgleichkupplung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterstützung des Anpreßdrucks durch die Scheibenfedern (31, 32) oder an Stelle der Scheibenfedern (31, 32) Federn (40) vorgesehen sind, welche in sich gegeneinander verschiebenden Hohlkolben (36, 37) angeordnet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen