DE69004968T2 - Antriebsstrang für kraftfahrzeug. - Google Patents
Antriebsstrang für kraftfahrzeug.Info
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang vom ausgeglichenen Reaktionstypus für Fahrzeuge mit zwei oder mehr Antriebsrädern.
- Die größte Kraft, die ein Fahrzeugrad parallel zur Fläche ausüben kann, über welches es sich bewegt, hängt von der Art des Rades und der Fläche ab, allgemein als Reibungskoeffizient ausgedrückt, sowie von der Kraft, die vom Rad in Richtung normal zur Fläche ausgeübt wird. Die Verteilung der Zugkraft auf die Antriebsräder, um den erforderlichen Reibungskoeffizienten weitgehend zu vergleichmäßigen, verbessert die Fahrzeugsicherheit.
- Das Verhalten von Fahrzeugen, die Lasten unterschiedlichen Gewichtes tragen, wird durch Mittel verbessert, welche eine Justierung der relativen Radtraktion annähernd zur statischen Radbelastung erlauben. Das Verhalten von Fahrzeugen, welche schnell manövrieren müssen, wird durch eine automatische Kontrolle der relativen Radtraktion verbessert.
- Das Kegelraddifferential wird weitgehend angewandt, um die Momentenübertragung auf Paare von Antriebsrädern, Paare von Antriebswellen, usw. wesentlich zu vergleichmäßigen durch den Bau von Fahrzeugen mit einer Anzahl von Antriebsrädern in der Folge 2, 4, 8, ... Ein solches hat zwei oder mehrere radiale Arme, die innerhalb eines Umlaufdifferential- Getriebegehäuses fixiert sind, koaxial zu einer Welle, und angetrieben mittels eines Differential-Antriebszahnrades, befestigt am Gehäuse, durch ein angetriebenes Ritzel. Kegelradgetriebe, von welchen jeweils eines auf einem radialen Arm sitzt, kämmen die beiden Stirnräder, deren Achsen mit jenen jener Welle zusammenfallen, die auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Radialarme angeordnet sind. Jedes Stirnrad sitzt auf einer Halbwelle. Die Kegelräder beginnen auf den Radialarmen immer dann umzulaufen, wenn die Differenz des auf oder von einem Stirnrad übertragenen Drehmomentes die statische Reibung überwindet, wobei die Halbwellen bei verschiedenen Geschwindigkeiten umlaufen.
- Abwandlungen des Kegelraddifferentiales, bekannt als Differentiale mit begrenztem Schlupf, Verriegelungsdifferentiale usw., werden dazu eingesetzt, um die relative Halbwellendrehzahl dann zu begrenzen, wenn eine Verringerung des Reibungskoeffizienten oder der normalen Kraft es dem entsprechenden Antriebsrad erlaubt, durchzudrehen. Diese Differentiale entsprechen automatisch Differenzen des Halbwellenmomentes, der Drehzahl oder beiden, um eine Halbwelle langsamer laufen zu lassen und somit ein gewisses Moment auf der anderen Halbwelle zu lassen. Dies erzeugt plötzliche Änderungen der relativen Drehzahlen.
- US-A-3 021 725 beschreibt einen rechtwinkligen Antrieb mit ausgeglichenem Drehmoment, angewandt bei einem steuerbaren Bootspropeller. Die Propellerwelle, deren Achse unter rechten Winkeln zur Antriebswelle verläuft, wird mittels eines Paares von Kegelrädern angetrieben, und das resultierende Reaktionsmoment wirkt auf das Propellerwellengehäuse. Auf der Antriebswellenachse treibt das Sonnenrad eines Planetenrad-Reduziergetriebes in der Triebverbindung ein Innenzahnradgetriebe durch Planetenräder mit Achsen, die an einem drehbaren Planetenträger fixiert sind. Das Reaktionsmoment, das versucht, den Planetenträger zu verdrehen, wird ausgenutzt, um diese Tendenz auszugleichen, um das Propellerwellengehäuse zu verdrehen.
- US-A-3 053 404 beschreibt eine Bergbaulore mit vier Antriebsrädern, mit zwei Rädern auf beiden Seiten, die von einem Verriegelungsdifferential über eine Längswelle angetrieben sind. Diese Verriegelungsdifferentiale sind durch Querwellen von den Stirnrädern eines Multiplizier- Traktions-Differentials angetrieben, eine Abwandlung des Kegelraddifferentials, das intermittierend Drehmoment auf die nicht umlaufende Halbwelle überträgt, gleich einem Vielfachen des Drehmomentes, das auf die umlaufende Halbwelle übertragen wird.
- US-A-3 343 620 beschreibt einen Antriebsstrang für Fahrzeuge mit zwei oder mehreren Antriebsrädern. Jedes Rad ist von einem Stirnrad eines eigenen Kegelraddifferentials angetrieben, wobei das verbleibende Stirnrad und das Differential-Antriebsrad in Triebverbindung stehen mit entweder einem benachbarten Differential oder der Kraftquelle. Zahnräder zweier Differentiale sind direkt an die Kraftquelle angeschlossen, so daß die Anschlüsse eine geschlossene Schleife bilden. Gleich groß bemessene Räder üben im wesentlichen dieselbe Traktionskraft aus, ungeachtet der Drehzahlen.
- US-A- 4 572 318 beschreibt einen Antriebsstrang für Vierradfahrzeuge mit Kegelraddifferentialen an den vorderen und hinteren Achsen. Der Motor treibt den Planetenträger eines Planetensystemes an; das Frontdifferential wird vom Sonnenrad und das rückwärtige Differential vom Zahnkranz über ein Standardgetriebe angetrieben. Dies ergibt ein Verhältnis zwischen dem Drehmoment der Vorderachse und der Hinterachse zwischen 1:3 bis 3:2, ungeachtet der Beschleunigung, wenn das Getriebe vom ersten zum größten Gang geschaltet wird.
- US-A-4 709 775 beschreibt ein Drehmomentenregelsystem für Fahrzeuge mit Vierradantrieb, mit einem Kegelraddifferential an der Frontachse und einem an der Hinterachse. Bei einer Ausführungsform wird das Getriebeausgangsmoment einem jeden Differential über eine getrennte, hydraulisch betätigte, nasse Scheibenkupplung übertragen. Bei einer anderen Ausführungsform wird das rückwärtige Differential direkt vom Getriebe angetrieben, während eine hydraulisch betätigte, nasse Scheibenkupplung dazu verwendet wird, das auf das Frontdifferential einwirkende Drehmoment zu verändern. Bei beiden Ausführungsformen wird das Verhältnis des Drehmomentes an der Vorderachse und an der Hinterachse beibehalten durch Verändern des Kupplungsschlupfes unter der Kontrolle eines Rechners, der gemäß einem mathematischen Modell programmiert ist, welches die Fahrzeuggeschwindigkeit, den Steuerwinkel und die Differenz der Achsengeschwindigkeiten verwendet, gemessen am Differential, das die Kegelräder antreibt. Das Momentenverhältnis kann je nach den Betriebsbedingungen ein festes oder ein variables sein. Das mathematische Modell stellt sicher, daß den Hinterrädern bei hohen Geschwindigkeiten und kleinen Steuerwinkeln ein maximales Moment übertragen wird, um Energieverluste aufgrund der Kupplungsreibung zu verringern.
- J.R. Colbourne zeigt in "The Geometric Design of Internal Gear Pairs", AGMA, 87, FTM 2, daß die Differenz der Anzahl der Zähne zwischen einem Innenzahnrad und dem hiermit zusammenwirkenden Außenzahnrad nur fünf sein kann, soweit es möglich ist, die Zahnräder axial zusammenzubauen.
- Aus EP-A-0 262 787, die den Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche 1 und 9 beinhaltet, ist ein Planetendifferential- Zahnradsatz bekanntgeworden, wobei die Drehzahl des Ausgangszahnringes zum Antreiben eines Alternators durch Einstellen der Drehzahl des Differentialgetriebes eingestellt wird. Das Planetenrad, das exzentrisch im Differentialgehäuse gelagert ist, hat Innenzähne, welche mit dem Eingangs-Sonnenrad kämmen, sowie Außenzähne, die mit dem Zahnkranz kämmen.
- Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Antriebsstrang für Fahrzeuge mit zwei oder mehreren Antriebsrädern zu schaffen, wodurch die relative Radtraktion mit geringerem Energieaufwand kontrolliert werden kann, als bei vorbekannten Systemen erforderlich.
- Die Erfindung sieht hierzu vor:
- 1. Differentiale in Gestalt von Untersetzungsgetrieben, durch welche die Drehbewegung übertragen wird, und deren Reaktionsmoment im Gleichgewicht gehalten wird durch
- 2. einen Traktionsausgleich, welcher Reaktionselemente der Differentiale verbindet, durch welche die Drehbewegung auf die einzelnen Räder oder von diesen übertragen wird, oder Gruppen von Rädern, und deren Ausgleich verändert werden kann durch
- 3. Traktions-Kontroll-Wechselräder, die wechselbar sind von Hand und/oder durch
- 4. Traktions-Kontroll-Momentengeneratoren, welche Drehmoment auf spezifische Traktions-Ausgleichs- Komponenten in Abhängigkeit von externen Signalen aufbringen, und
- 5. Durchdreh-Kontrollbremsen, durch welche Differential- Ausgangswellen derart beeinflußt werden können, daß sie bei einer Drehzahl umlaufen, die proportional zu jener ihrer Eingangswellen sind.
- Die bevorzugte Ausführungsform eines Differentials umfaßt ein Differentialgehäuse, das drehbar gelagert ist mittels Differential-Traglager vom Fahrzeugrahmen; eine Differential-Eingangswelle, die koaxial zu den Differential-Traglagern angeordnet ist; ein erstes externes Zahnrad, das koaxial zur Differential-Eingangswelle angeordnet und mit dieser in Triebverbindung steht, getragen vom Differentialgehäuse mittels erster Traglager für ein Außenzahnrad, kämmend mit einem ersten Innenzahnrad mit einer Achse parallel zu der Differential-Eingangswelle und getragen vom Differentialgehäuse mittels paralleler Wellenlager, koaxial mit einem zweiten Außenzahnrad und in Triebverbindung hiermit stehend, getragen vom Differentialgehäuse mittels der parallelen Wellenlager und kämmend mit einem zweiten Innenzahnrad, koaxial zur Differential-Eingangswelle und getragen vom Differentialgehäuse durch zweite Innenzahnrad-Traglager und in Triebverbindung mit einer Differential-Abtriebswelle, die koaxial zur Differential-Eingangswelle angeordnet ist; ein Differential-Ausgleichsgetriebe, koaxial zu den Differential-Traglagern und in Triebverbindung mit dem Differentialgehäuse.
- Läuft die Differential-Eingangswelle mit NT in der Zeiteinheit um, die Abtriebswelle mit NO, und das Differentialgehäuse mit NC, alle mit positivem Vorzeichen, wenn gleichgerichtet, so gilt:
- NT - λNO + (λ - 1)NC = 0 ...(1)
- wobei λ ein Differential-Untersetzungsverhältnis ist, das definiert ist als das Verhältnis der Eingangswellendrehzahl, dividiert durch die Abtriebswellendrehzahl, wenn das Differentialgehäuse festgehalten wird. Wird ein Moment TT in Einheiten der Kraft mal dem Abstand, auf die Eingangswelle aufgebracht, ein Moment TC auf das Differential-Ausgleichsgetriebe, und die Differential-Abtriebswelle ein Moment TO auf jegliche entgegenwirkende Vorrichtung aufbringt, und wenn alle ein positives Vorzeichen haben, bei Parallelausrichtung zu den Drehzahlvektoren, so gilt - ausgenommen Trägheits- und Reibungs-Effekte - das folgende:
- TO = TT + TC, ...(2a)
- TT = TO/λ ...(2b)
- und
- TC = (λ - 1) TT.
- Läuft die Eingangswelle mit NT um, unabhängig vom Eingangsmoment TT, so kann das Abtriebsmoment TO durch Verändern von TC geregelt werden, oder die Abtriebswellen- Drehzahl NO kann durch Verändern von NC geregelt werden. Kompakte Differentiale dieser Art mit einem λ nahe beim Wert eins, aber etwas größer als dieser, werden hergestellt unter Verwendung einer geringen Differenz der Zähnezahl der miteinander zusammenarbeitenden Innenzahnräder und Außenzahnräder.
- Ein Traktionsausgleich gleicht das Reaktionsmoment aus, das über die Ausgleichszahnräder von n Differentialen wirkt (wobei n > 1 ist), deren Eingangswellen von einer einzigen Kraftquelle mit proportionalen Drehzahlen angetrieben sind, und deren Abtriebswellen mit den Antriebsrädern in Triebverbindung stehen, während eine relative Verdrehung der Ausgleichszahnräder möglich ist, und umfaßt eine Anordnung von n - 2 Kegelrad-Ausgleichsdifferentiale sowie 2n - 3 verbindende Zahnräderzüge. Ist n = 2, so ist der Zahnräderzug eine Triebverbindung zwischen den beiden Differential-Ausgleichszahnrädern. Ist n > 2, so sind n der verbindenden Zahnräderzüge Triebverbindungen zwischen dem Ausgleichszahnrad eines Differentials und einem Stirnrad oder einem Differential-Antriebszahnrad eines Kegelrad- Ausgleichsdifferentials. Die verbleibenden Stirnräder und die Kegelraddifferential-Antriebszahnräder stehen in Triebverbindung durch die verbleibenden n - 3 Zahnräderzüge, deren jeder eine solche Anzahl von Zahnrädern mit einem solchen relativen Durchmesser hat, daß das über die Differential-Ausgleichszahnräder wirkende Reaktionsmoment ausgeglichen wird.
- Wird ein Moment auf die Traktionsausgleichsbauteile lediglich über Differential-Ausgleichszahnräder aufgebracht, so ist das Verhältnis zwischen der Drehzahl der Ausgleichszahnräder, NCi, und das relative Moment, das durch die Differential-Ausgleichszahnräder auf den Traktionsausgleich ausgeübt wird τi, wie folgt:
- wobei
- τi = TCi/TC&sub1; ... (4)
- Durch Anwenden von Gleichung (1) in der folgenden Form:
- NTi - λiNOi + (λi - 1)NCi = 0 ... (5)
- ergibt Gleichung (3):
- Gleichung (6) definiert eine Differentialwirkung unter n Rädern. Ist
- n = 4, τi = 1,1,b,b, λi = λ, und NTi = NT, so wird Gleichung (6) zu
- NO&sub1; + NO&sub2; + b(NO&sub3; + NO&sub4;) = 2(1+b)NT/λ. ...(7)
- Veränderung des Drehzahlverhältnisses jeglichen Zahnradzuges innerhalb des Traktionsausgleiches verändert den relativen τi-Wert, der gemäß den Gleichungen (2) das relative Differential-Abtriebswellenmoment TOi und somit die relative Radtraktion ändert.
- Ein Traktions-Regelmomentgenerator überträgt Moment auf eine oder mehrere Komponenten des Traktionsausgleiches unter Berücksichtigung der Komponentendrehzahl in Abhängigkeit von äußeren Signalen, wobei die relativen τi- Werte verändert werden. Ein Traktions-Regelmomentgenerator umfaßt einen hydraulischen Zweirichtungsmotor mit einer Abtriebswelle zur drehbaren Verbindung mit einer Traktions- Ausgleichs-Komponente und mit einem ersten und einem zweiten Motor-Medium-Anschluß, durch welchen unter Druck stehendes hydraulisches Medium dem Motor zugeführt bzw. von diesem abgeführt wird; mit einem hydraulischen Vierwegeventil mit schwimmendem zentralen Steuerkörper, der die Druckdifferenz innerhalb der Motor-Medium-Anschlüsse verändert durch Regeln des Mediumstromes zu diesen bzw. von diesen; und mit einem hydraulischen Ventilregler, durch welchen die Position des schwimmenden zentralen Steuerkörpers verändert wird, um die Traktions- Regelungsmomentenerzeugung zu regeln. Kegelrad- Regeldifferentiale sowie Regelzahnräderzüge können angewandt werden, um Moment von einem Traktions- Regelmomentgenerator auf zwei oder mehr drehbare Traktions- Ausgleichs-Komponenten zu verteilen. Ein erster Traktions- Regelmomentgenerator kann dazu angewandt werden, um die relative Traktion in Bezug auf die Längsradposition zu verändern, und ein zweiter, um die relative Traktion in Bezug auf die Querradposition zu verändern.
- Fahrzeuge, bei welchen alle Räder angetrieben und in einer geraden Linie unter rechten Winkeln zur Bewegungsrichtung angeordnet sind, können durch Regelmoment gesteuert werden, das auf eine drehbare Komponente des Traktionsausgleiches aufgebracht wird, durch einen handbetätigten Traktions- Regelmomentgenerator, um die Radtraktion auf einer Seite der Mittellinie zu vergrößern, während jene, die von den Rädern auf der gegenüberliegenden Seite ausgeübt wird, verringert wird.
- Eine Durchdreh-Kontrollbremse wirkt dahingehend, daß sie den Umlauf eines Differentialgehäuses verringert oder abstoppt; sie umfaßt eine Reibungsbremse, die direkt mit dem Differentialgehäuse oder einer drehbaren Komponente des damit zusammenarbeitenden Traktions-Ausgleichs-Zahnräderzug steht, der direkt an das Differentialgehäuse angeschlossen ist. Durchdreh-Kontrollbremsen können von Hand, durch äußere Signale oder durch einen Zentrifugalregulator betätigt werden. Die volle Betätigung einer Durchdreh- Kontrollbremse bringt das entsprechende Rad dazu, bei NT/λ Umläufen pro Zeiteinheit umzulaufen.
- Nunmehr sollen spezielle Ausführungsformen der Erfindung lediglich als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden:
- Figur 1 ist ein Querschnitt entlang der Achse eines Differentials gemäß der Erfindung.
- Die Figuren 2, 3 und 4 veranschaulichen schematisch die Erfindung, angewandt bei einem Fahrzeug-Antriebsstrang (Figur 3, verbindend die Figuren 2 und 4 entlang der Linien I-I und II-II), wobei Figur 2 den Vorderradantrieb zeigt, Figur 3 die Übertragungseinheit, welche Leistung vom Motor auf die beiden Gruppen von Antriebsrädern überträgt und Figur 4 den Antriebsstrang für eine Doppelachsen- Hinterradgruppe.
- Figur 5 ist eine schematische Darstellung einer Dreiachsen- Hinterradgruppe mit einem Differential gemäß der Erfindung.
- Figur 6 ist eine schematische Ansicht eines Fahrzeugantriebsstranges mit sechs Antriebsrädern, die parallel verlaufen und die von einem Traktionskontroll- Momentengenerator gesteuert sind.
- Figur 7 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugantriebsstranges mit zwei Antriebsrädern, die parallel angeordnet sind, mit einer eingebauten Traktionskontrolle.
- Figur 8 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugantriebsstranges mit drei Antriebsrädern, die eine Längs- und Quer-Traktionskontrolle beinhalten.
- Figur 9 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugantriebsstranges mit vier Antriebsrädern, die eine Längs- und Quer-Traktionskontrolle beinhalten.
- Die Zeichnungen veranschaulichen den Betrieb der Komponenten, sowie die Art und Weise des Verwirklichens der Erfindung, sowie lediglich als Beispiel die Anwendung auf spezielle Fahrzeugtypen.
- Bei dem in Figur 1 gezeigten Differential besteht das Differentialgehäuse aus einer Differentialhülse 2, Endnaben 4 und 6, sowie Schrauben 8. Das Differentialgehäuse ist in Differentialtraglagern 10 und 11 drehbar gelagert, deren Außenringe relativ zum Fahrzeugrahmen 14 fest sind, und die durch Verriegelungs-Unterlegscheiben 16 und 20 sowie Verriegelungsmuttern 18 und 22 jeweils an Ort und Stelle gehalten sind. Eine Differentialeingangswelle 24, die zur Differentialhülse 2 koaxial angeordnet ist, ist mittels Keilnuten 26 mit einem ersten Außenzahnrad 28 verbunden, das um die Differentialhülsenachse in ersten Außenzahnrad- Traglagern 30 und 32 drehbar ist, deren Außenringe relativ zur Endnabe 6 fixiert sind, und die durch Verriegelungs- Unterlegscheiben 34 und eine Verriegelungsmutter 36 an Ort und Stelle gehalten sind. Ein erstes Innenzahnrad 38, das mit dem ersten Außenzahnrad 28 kämmt, ist auf einer Achse parallel zu jener der Differentialhülse 2 gelagert mittels parallelen Wellenlagern 40 und 42, deren Außenringe innerhalb der Differentialhülse gelagert sind. Ein zweites Außenzahnrad 44, das koaxial zum ersten Innenzahnrad 38 verläuft und mittels paralleler Wellenlager 40 und 42 gelagert ist, steht mittels einer Keilverbindung 46 mit dem ersten Innenzahnrad 38 in Triebverbindung, fluchtend mit entsprechenden Flächen 48 am ersten Innenzahnrad 38 und am zweiten Außenzahnrad 44. Die Bauteile 38 und 44 sind durch Verriegelungs-Unterscheibe 50 und Verriegelungsmutter 52 an Ort und Stelle gehalten. Das zweite Innenzahnrad 54, das mit dem zweiten Außenzahnrad 44 kämmt, dreht um die Achse der Differentialhülse 2 in den Lagern 56 und 58 des zweiten Innenzahnrades; deren Außenringe sind relativ zur Endnabe 4 fest und durch Verriegelungs-Unterlegscheibe sowie Verriegelungsmutter 62 an Ort und Stelle gehalten. Die Differentialausgangswelle 64, die koaxial zur Differentialhülse 2 angeordnet ist, ist mit dem zweiten Innenzahnrad 54 durch die Keilverbindung 66 drehfest verbunden. Auf Ausgleichs-Zahnrad 68 wird ein Drehmoment aufgebracht, um das Reaktionsmoment auszugleichen, das innerhalb des Differentials erzeugt wird. Das montierte Differential wird dynamisch unter Anwendung bekannter Verfahren ausbalanciert. Das Differential- Untersetzungsverhältnis nahe bei dem Wert eins und der relativ kleine Differentialhülsendurchmesser werden erreicht durch anwenden einer kleinen Zahl von Zähnen der Innenzahnräder und der zusammenarbeitenden Außenzahnräder. Von den Innenzahnradpaaren ist es bekannt, daß sie geringere Hertzsche Spannungen erfahren, und bei einem gegebenen Reibungskoeffizienten wirkungsvoller sind als vergleichbare Außenzahnradpaare.
- Die Figuren 2 bis 5 veranschaulichen die Anwendung bei einem Transportfahrzeug außerhalb öffentlicher Straßen. Figur 2 zeigt den Antriebsstrang einer Einwellen- Vorderradgruppe, Figur 3 zeigt die Übertragungseinheit, Figur 4 zeigt eine Doppelwellen-Hinterradgruppe und Figur 5 als Alternative eine Dreiwellen-Hinterradgruppe. In Figur 2 überträgt eine Hauptantriebswelle 70 Leistung von der Antriebsquelle und von der Übertragungseinheit gemäß Figur 3. Die Leistung wird dann von der Übertragungseinheit zu den Vorderrädern über die Welle 72 übertragen, wenn die Übertragungseinheit beim Allradbetrieb betrieben wird. Die Zahnräder 74 und 76 koppeln die Welle 72 an Differential 78 und 80 von der in Figur 1 gezeigten Bauart. Die Abtriebswelle von Differential 78 steht über die Wellen 82 und 84, die Zahnräder 86 und 88 und die linke Antriebswelle 90 mit Rad 92 in Triebverbindung. Die Abtriebswelle von Differential 80 steht über die Wellen 94 und 96, die Zahnräder 98 und 100 sowie die rechte vordere Antriebswelle 102 mit Rad 104 in Triebverbindung. Das Reaktionsmoment der Differentiale wird durch den Vorderradgruppen- Traktionsausgleich ausgeglichen, der lediglich aus dem Räderzug 106 besteht. Zur Kontrolle des Radumlaufes bei geringen Drehzahlen dient eine Durchdreh-Kontrollbremse 108, eine Reibungsbremse, die mit dem Differentialgetriebe von Differential 80 in Triebverbindung steht.
- Die Übertragungseinheit gemäß Figur 3 kann im Allradbetrieb betrieben werden, wobei das Traktionsverhältnis der Vorderradgruppe durch die Gangwahl bestimmt wird, oder mit Antrieb der Hinterräder. Die genutete Welle 110 stellt eine drehfeste Verbindung zwischen Welle 70 und Kupplungs- Gleitstück 112 dar. Beim Allradbetrieb erfaßt das Kupplungs-Gleitstück 112 die Innennutung 114 von Zahnrad 116, das mit Zahnrad 118 kämmt, und befindet sich in drehfester Verbindung mit Welle 120, die die Eingangswelle für das Vorderradgruppen-Differential 122 und das Hinterradgruppen-Differential 124 bildet. Welle 72, die Ausgangswelle des Vorderradgruppen-Differentials überträgt die Leistung auf die oder von der Vorderradgruppe. Die Ausgangswelle des Hinterradgruppen-Differentials 124 überträgt die Leistung zur oder von der Hinterradgruppe über Zahnrad 126, das mit Zahnrad 128 und der zugeordneten Innennutung 139 kämmt, auf das Kupplungs-Gleitstück 132 und auf die genutete Welle 134 und somit auf die Hinterradgruppe durch die hintere Antriebswelle 136. Der Übertragungseinheit-Traktionsausgleich, bestehend aus den Komponenten 138 bis 164, gleicht das Reaktionsmoment aus, das über die Ausgleichsräder 138a und 144b der Gruppendifferentiale 122 bzw. 124 wirkt. Die genutete Welle 140 steht mit dem Ausgleichsrad 138a des Vorderradgruppen- Differentials 122 über Zahnrad 138b in Triebverbindung; die Welle 142 steht mit dem Ausgleichsrad 144b des Hinterraddifferentials 124 über Zahnrad 144a in Triebverbindung. Die Wellen 140 und 142 sind zu jedem Zeitpunkt durch eines der Zahnrad-Unterzüge 146, 148 oder 150 drehfest miteinander verbunden. Kupplungs-Gleitstück 152 steht im Eingriff mit der Innennutung 154 von Zahnrad 146a, um die Wellen 140 und 142 über Zahnrad-Unterzug 146 zu verbinden; Kupplungs-Gleitstück 156 steht mit der Innennutung 158 und Zahnrad 148a in Eingriff, um die Wellen 140 und 142 über Zahnrad-Unterzug 148 zu verbinden, oder Kupplungs-Gleitstück 156 steht mit der Innennutung 160 von Zahnrad 150a in Eingriffe um die Wellen 140 und 142 über Zahnrad-Unterzug 150 zu verbinden. Die Kupplungsgabeln 162 und 164 bewirken den Eingriff der Kupplungs-Gleitstücke 154 und 156; eine mechanische Verriegelung, die hier nicht gezeigt ist, verhindert ein gleichzeitiges Eingreifen. Beim Hinterradantrieb erfaßt Kupplungs-Gleitstück 112 die Innennutung 168, die in Triebverbindung mit der genuteten Welle 134 steht, während die doppelte Kupplungsgabel 166 ein Lösen des Kupplungs-Gleitstücks 132 von der Innennutung 130 sicherstellt, so daß Antriebswelle 136 mit derselben Drehzahl wie Welle 70 umläuft. Die Übertragungseinheit- Durchdreh-Kontrollbremse 170 kann dann betätigt werden, wenn sämtliche Räder einer Gruppe zum Durchdrehen neigen. (Welle 136 kann auch an ein Standard-Hinterrad-Differential angeschlossen sein).
- Bei der in Figur 4 gezeigten Doppel-Achsen-Gruppe sind die Bauteile 172 bis 200a der Vorderachse identisch mit den Bauteilen 206 bis 234a der Hinterachse. Die hintere Antriebswelle 136 überträgt die Leistung zu der oder von der Gruppe und steht in Triebverbindung mit der Welle 172, die mit den Eingangswellen der Differentiale 178 und 180 über das Hypoidradpaar in Triebverbindung steht. Die Abtriebswelle des Differentials 178 steht mit dem Doppelrad 186 über die am Ende angeordneten Untersetzungs-Zahnräder 182 und 184 in Triebverbindung. Die Abtriebswelle von Differentiale 180 steht mit dem Doppelrad 192 über die am Ende befindlichen Untersetzungs-Zahnräder 188 und 190 in Triebverbindung. Der Doppelachsen-Traktionsausgleich besteht aus den Bauteilen 194 bis 202 und 228a bis 238. Ausgleichs-Zahnräder 194a und 196a der Differentiale 178 und 180 kämmen mit den Zahnrädern 194b bzw. 196b, die mit dem ersten bzw. zweiten Stirnrad des Kegelrad- Ausgleichsdifferentials 198 in Triebverbindung stehen. Kegelrad-Ausgleichsdifferential 198 wirkt dahingehend, daß es die mit der Leistungsübertragung durch die Differentiale 178 und 180 zusammenhängenden Reaktionsmomente ausgleicht und addiert, und dies auf die Welle 202 über Kegelrad 200a weitergibt, welches mit dem Differentialgehäuse 198 in Triebverbindung steht, sowie mittels Kegelrad 200b, welches mit Welle 202 in Triebverbindung steht. Die sekundäre hintere Antriebswelle 204 stellt eine Triebverbindung zwischen der hinteren Antriebswelle 136 und der Welle 206 durch die Welle 172 her. Die Arbeitsweise der Bauteile 206 bis 234b ist ähnlich jener der Bauteile 172 bis 200b, ausgenommen, daß die Wellen 202 und 236 dazu neigen, in entgegengesetzten Richtungen umzulaufen, wenn über die hintere Antriebswelle 136 entgegen der Traktion ein Drehmoment aufgebracht wird. Welle 238 verbindet die Wellen 202 und 236 und gleicht das Reaktionsmoment der beiden Wellen aus. Die Durchdreh-Kontrollbremsen 240 bis einschließlich 246 werden manuell betätigt, um das Durchdrehen innerhalb der Radgruppe zu kontrollieren.
- Die in Figur 5 gezeigte Dreiachsen-Hinterradgruppe stellt eine Alternative zu der Doppelachsgruppe dar und ist dazu in der Lage, schwerere Lasten zu tragen. Die hintere Antriebswelle 136 überträgt die Leistung zur Radgruppe oder von dieser und steht in Triebverbindung mit der Vorderachse über die Welle 248 und die Hypoid-Zahnräder 250 und 252, mit der zentralen Achse über die Welle 248, die sekundäre hintere Antriebswelle 280, die Welle 282 und die Hypoid- Zahnräder 284 und 286 sowie zur Hinterachse über die Wellen 248, die sekundäre hintere Antriebswelle 280, die Welle 282, die tertiäre hintere Antriebswelle 312, die Welle 314 und die Hypoid-Zahnräder 316 und 318. Der Dreiachsen- Traktionsausgleich besteht aus den Bauteilen 270a bis 278, 304a bis 310b und 336a bis 354. Das Gehäuse des Mittelachsen-Kegelradgetriebe-Ausgleichsdifferentials 308 steht in Triebverbindung mit dem ersten Stirnrad des Kegelradgetriebe-Ausgleichsdifferentials 348 durch die Kegelräder 310a und 310b. Das Hinterachsen-Kegelrad- Ausgleichsdifferential 340 steht in Triebverbindung mit dem zweiten Stirnrad des Kegelrad-Ausgleichsdifferentials 348 durch die Kegelräder 342a und 342b, die Welle 344 und die erste Zwischenachsen-Ausgleichswelle 346. Das vordere Hinterachsen-Kegelrad-Ausgleichsdifferential 274 steht in Triebverbindung mit dem Differentialgehäuse des Kegelrad- Ausgleichsdifferentials 348 durch die Kegelräder 276a und 276b, die Welle 278, die zweite Zwischenachsen- Ausgleichswelle 350, die Welle 352 und die Zahnräder 354a bis 354c. Wird über die hintere Antriebswelle 136 entgegen der Traktion Antriebsmoment aufgebracht, so neigen die beiden Stirnräder des Kegelrad-Ausgleichsdifferentials 348 dazu, in derselben Richtung umzulaufen, während Reaktionsmoment vom Vorderachsen-Stirnrad- Ausgleichsdifferential 274 dazu neigt, Zahnrad 354c in entgegengesetzter Richtung umlaufen zu lassen. Sind die Kegelradpaare 276, 310 und 342 identisch, so üben die Ritzel des Stirnraddifferentials 348 ein Drehmoment auf das Differentialgehäuse von 348 aus, welches gleich und entgegengerichtet jenem von Zahnrad 354c ausgeübten ist, vorausgesetzt, daß der Wälzkreisdurchmesser von Zahnrad 354a die Hälfte jenes von Zahnrad 354c ist. Die Durchdreh- Kontrollbremsen 356 bis 366 einschließlich werden dahingehend betätigt, daß sie das Durchdrehen der Räder innerhalb der Gruppe kontrollieren.
- Der Fachmann des Maschinenbaus erkennt, daß die Räder einer jeden Gruppe unterschiedliche Durchmesser haben können, daß die am Ende befindlichen Untersetzungszahnräder weggelassen und die Untersetzung mit Differentialen durchgeführt werden kann, bei welchen die durch Schleifen erzeugte Luft weniger kritisch ist, und daß eine Ähnlichkeit der Bauteile zur Wirtschaftlichkeit beiträgt. Die Übertragungseinheit kann angewandt werden bei Vorder- oder Hinterachsen, die durch Kegelraddifferentiale angetrieben sind.
- Figur 6 zeigt den Antriebsstrang eines Fahrzeuges, wobei sämtliche Antriebsräder parallel angeordnet sind, und wobei die Traktionskontrolle zum Steuern ausgenutzt wird. Die Hauptantriebswelle 368 überträgt Leistung zur querliegenden Antriebswelle 374 oder von dieser über die Zahnräder 370 und 372. Die Differentiale 376, deren Achsen mit jener der quer angeordneten Antriebswelle zusammenfallen, übertragen Leistung von der quer angeordneten Antriebswelle 374 und den Antriebsrädern 388 über die Zahnräder 378, 380, die Welle 382 und die Zahnräder 384 bzw. 386. Der Traktionsausgleich besteht aus den Bauteilen 398a bis 418f. Die einander gegenüberliegenden Stirnräder des Kegelrad- Ausgleichsdifferentials 390 stehen mit den Differentialgehäusen der Differentiale 376a und 376b über Zahnräderzüge 398 bzw. 400 in Triebverbindung. Die einander gegenüberliegenden Stirnräder des Kegelrad- Ausgleichsdifferentials 392 stehen mit dem Differentialgehäuse des Differentials 376c über den Zahnräderzug 402 in Triebverbindung und mit dem Differentialgehäuse des Kegelrad-Ausgleichsdifferentials 390 über den Zahnräderzug 414. Die einander gegenüberliegenden Stirnräder des Kegelrad- Ausgleichsdifferentials 396 stehen mit dem Differentialgehäuse der Differentiale 376e und 376f über die Zahnräderzüge 410 bzw. 412 in Triebverbindung. Die einander gegenüberliegenden Stirnräder des Kegelrad- Ausgleichsdifferentials 394 stehen mit dem Differentialgehäuse des Differentials 376d über den Zahnräderzug 408, und mit dem Differentialgehäuse des Kegelrad-Ausgleichsdifferentials 396 über den Zahnräderzug 416 in Triebverbindung. Die Differentialgehäuse der Kegelrad-Ausgleichsdifferentiale 392 und 394 befinden sich durch Zahnräderzug 418 in Triebverbindung. Das Drehzahlverhältnis und die Anzahl der Zahnräder der Traktionsausgleichs-Zahnräderzüge 398 bis 418 sind derart gewählt, daß Drehmoment ausgeglichen wird, welches ausgeübt wird auf den Traktionsausgleich durch die Ausgleichszahnräder der Differentiale 376, wenn die Antriebsräder 388 jeweils eine vorgegebene Traktionskraft in Abhängigkeit von über die Hauptantriebswelle 368 aufgebrachtem Drehmoment ausüben. Der Traktions-Kontroll- Momentengenerator 422 besteht aus einem hydraulischen Zweirichtungsmotor, welchem hydraulisches Medium unter Druck zugeführt und von ihm wieder abgeführt wird durch zwei Motor-Medium-Anschlüsse unter Kontrolle eines hydraulischen Vierwegeventils mit einem schwimmenden zentralen Steuerkörper, der zum Steuern von Hand betätigt wird. Dies erlaubt eine Differentialeinwirkung zwischen sämtlichen Rädern, ausgenommen dann, wenn der Ventil- Steuerkörper sich an einem Ende seines Hubes befindet. Die Durchdreh-Kontrollbremsen 424 werden zum Kontrollieren des Raddurchdrehens bei niedrigen Drehzahlen eingesetzt. Das Bremsmoment, bei welchem die Durchdreh-Kontrollbremsen Schlupf aufweisen, kann geringer sein, als jenes, bei welchem der Antriebsstrang beschädigt wird, falls sämtliche Räder außer einem einen vernachlässigbaren Widerstand gegenüber der Traktion erfahren.
- Figur 7 zeigt einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit zwei parallel angeordneten Antriebsrädern. Die Hauptantriebswelle 426 wirkt über die Welle 428 und die Zahnräder 430 und 432, um Leistung auf die gemeinsame Eingangswelle der Differentiale 434 und 436 bzw. von dieser zu übertragen. Die Abtriebswellen der Differentiale 434 und 436 stehen mit den Rädern 438 bzw. 440 in Triebverbindung. Der Traktionsausgleich besteht aus den Bauteilen 442, durch welche Reaktionsmoment der beiden Differentiale ausgeglichen wird. Überträgt Traktions-Kontroll- Momentengenerator 440 Drehmoment auf den Traktionsausgleich, so wird das Reaktionsmoment und gemäß den Gleichungen (2) das Ausgangsmoment eines Differentials verringert, während jenes des anderen entsprechend vergrößert wird. Der Traktions-Kontroll-Momentengenerator kann von Hand oder durch einen automatischen Regler geregelt werden, der einen Druckwandler enthält, um den Druck in jedem Motor-Medium-Anschluß des hydraulischen Traktionsausgleichsmotors zu messen, ferner eine Datenmeßvorrichtung sowie einen Datenverarbeiter. Die Messungen der Fahrzeugarbeitsdaten wie der Querbeschleunigung, des Steuerwinkels und seiner Änderungsgeschwindigkeit, des Getriebeausgangsmoments usw. werden in einer Datenverarbeitungseinheit verarbeitet, die entsprechend einem mathematischen Modell programmiert ist, geeignet für das Fahrzeug und seine Betriebserfordernisse. Die Datenverarbeitungseinheit berechnet wiederholt die optimale Traktionsverteilung und von hier aus die erforderliche Druckdifferenz zwischen den Motor-Medium- Anschlüssen des hydraulischen Motors im Traktionsausgleich- Momentengenerator. Die Differenz zwischen der optimalen Druckdifferenz wird dazu ausgenutzt, um kontinuierlich die Steuerkörperposition des hydraulischen Ventiles zu korrigieren. Das Betätigen der Durchdreh-Kontrollbremse 446 verringert oder stoppt den Umlauf der Differentialgehäuse und bringt somit die Raddrehzahl zum Mittelwert hin.
- Figur 8 zeigt die Erfindung in ihrer Anwendung auf einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit drei Antriebsrädern. Die Hauptantriebswelle 448 wirkt über die Zahnräder 450, 452 und 454 zum Übertragen von Leistung auf die Differentiale 456, 458 und 460, sowie von diesen. Die Abtriebswellen der Differentiale 456, 458 und 460 stehen mit den Rädern 468, 478 und 486 jeweils über Zahnräder 462 und 464, 470 und 472, 480 und 482 sowie über die Wellen 466, 474 und 484 in Triebverbindung. Der Traktionsausgleich besteht aus den Bauteilen 488 bis 494 einschließlich. Zahnräderzüge 488 und 490 stellen die Triebverbindungen zwischen den Differentialgehäusen der Differentiale 456 und 458 und dem ersten bzw. zweiten Stirnrad der Kegelrad- Ausgleichsdifferentiale 494 in Verbindung. Zahnräderzug 492 ist eine Triebverbindung zwischen dem Differentialgehäuse des Differentials 460 und dem Differentialgehäuse des Kegelrad-Ausgleichsdifferentials 494. Die Drehzahlverhältnisse der Zahnräderzüge 488, 490 und 492 sind derart gewählt, daß das Kegelrad- Ausgleichsdifferential 494 das Reaktionsmoment der Differentiale 456, 458 und 460 dann ausgleicht, wenn Traktionskräfte das für Normalbetrieb erforderliche Verhältnis haben. Der Quertraktions-Regelmomentgenerator 496 überträgt Regelmoment auf den Traktionsausgleich über Zahnrad 488b. Tritt ein vernachlässigbarer Radschlupf auf, so ändert von der Drehzahl unabhängiges Moment, übertragen durch 496, jenes dem Moment entgegenwirkende Reaktionsmoment von Differential 456, und die Gleichungen (2) zeigen, daß das Abtriebs- und das Eingangsmoment von Differential 456 um einen entsprechenden Betrag verändert werden muß, entsprechend der Traktionskraft, die durch Rad 468 aufgebracht wird. Sodann wirkt die Veränderungen des Eingangsmomentes auf das Differential 456 von Zahnrad 450 mit entgegengesetzter Wirkung auf Zahnrad 454 und somit auf die Eingangswellen der Differentiale 458 und 460, womit das Abtriebs- und Reaktionsmoment wie auch die durch die Räder 478 und 486 ausgeübten Traktionskräfte verändert werden. Das veränderte Reaktionsmoment der Differentiale 458 und 460 wirkt über die Zahnräderzüge 490 und 492, Kegelrad- Ausgleichsdifferential 494 und Zahnrad 488c, um das Reaktionsmoment von 456 plus dem Traktionsregelmoment auszugleichen. Dies verändert die Traktion, die von Rad 468 in einer Richtung ausgeübte Traktion und jene, die von Rad 478 und 486 um einem entsprechenden Gesamtbetrag ausgeübt wird, in der Gegenrichtung. Der Längsregelmomentengenerator 498 wirkt direkt auf das Gehäuse des Kegelrad- Ausgleichsdifferentials 494, um die von Rad 486 ausgeübte Traktion in einer Richtung, und die gesamte Traktion auf die Räder 468 und 478 in der entgegengesetzten Richtung zu ändern. Sofern es die Bedienung des Fahrzeuges verlangt, wird eine automatische Traktionskontrolleinheit verwendet, die dahingehend programmiert ist, daß sie kontinuierlich die beiden Traktionsregel-Momentengeneratoren justiert. Jede der Durchdreh-Kontrollbremsen 500, 502 und 504 wirkt bei ihrer Anwendung dahingehend, daß sie den Umlauf der zugeordneten Differentialgehäuse verlangsamt oder abstoppt und das entsprechende Rad auf die Drehzahl bringt, die direkt proportional jener der Hauptantriebswelle 448 ist.
- In Figur 9 ist der Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit vier Antriebsrädern dargestellt. Die Hauptantriebswelle 506 wirkt über die Zahnräder 508, 510 und 512, um Leistung auf die Differentiale 514 bis 520 zu übertragen oder von diesen. Die Differentiale 514 bis 520 stehen mit den Rädern 528, 536, 544 und 552 über die Zahnräder 522 und 524, 530 und 532, 538 und 540 sowie 546 und 548 und über die Wellen 526, 534, 542 bzw. 550 in Triebverbindung. Der Traktionsausgleich besteht aus den Bauteilen 554a bis 566b einschließlich. Die Zahnräderzüge 554 und 556 stellen eine Triebverbindung zwischen den Differentialgehäusen der Differentiale 514 bzw. 516 und den ersten Stirnrädern der Kegelrad-Ausgleichsdifferentiale 558 bzw. 560 her. Die Zahnräderzüge 562 und 564 stellen Triebverbindungen zwischen den Differentialgehäusen der Differentiale 518 bzw. 520 und den zweiten Stirnrädern der Kegelrad- Ausgleichsdifferentiale 558 bzw. 560 her. Zahnräderzug 566 stellt eine Triebverbindung zwischen den Differentialgehäusen der Kegelrad-Ausgleichsdifferentiale 558 und 560 her. Das Drehzahlverhältnis eines jeden Zahnräderzuges 554, 556, 562, 564 und 566 ist derart gewählt, daß das von Kegelrad-Ausgleichsdifferential 558 auf Zahnrad 566a ausgeübte Moment dasjenige Moment ausgleicht, das durch Kegelrad-Ausgleichsdifferential 560 auf Zahnrad 566b dann einwirkt, wenn Radtraktionskräfte das für Normalbetrieb erforderliche Verhältnis haben. Quertraktions-Regelmomentgenerator 568 überträgt Regelmoment auf Traktionsausgleichszahnrad 566a über Zahnrad 570, wobei die von den Rädern 528 und 544 in einer Richtung ausgeübte Traktion verändert wird, während die durch die Räder 536 und 552 in der Gegenrichtung ausgeübte Traktion verändert wird. Längstraktion-Regelmomentgenerator 572 überträgt Regelmoment direkt auf das Differentialgehäuse von Kegelraddifferential 574, welches dieses auf die Zahnräder 562b und 564b verteilt und damit die von den Rädern 528 und 536 in einer Richtung ausgeübte Traktion verändert, während jene Traktion, die von den Rädern 544 und 552 in Gegenrichtung ausgeübt wird, verändert wird. Sofern der Fahrzeugbetrieb es erfordert, wird eine automatische Traktionskontrolleinheit vorgesehen, die dahingehend programmiert wird, daß sie das durch die Traktions-Regelmomentgeneratoren aufgebrachte Moment justiert. Die Durchdreh-Kontrollbremsen 580 bis 586 arbeiten wie beschrieben bezüglich eines Antriebsstranges mit drei Antriebsrädern.
- Wechselräder, die Bestandteil der Zahnräderzüge eines Traktionsausgleiches sind, erlauben eine Justierung der relativen Radtraktion lediglich in finiten Schritten und sind anwendbar bei Fahrzeugen, welche Lasten von deutlich unterschiedlichem Gewicht befördern. Die Traktions- Regelmomentgeneratoren sind dazu in der Lage, kontinuierlich relative Radtraktion zu justieren und haben ein weiteres Anwendungsfeld. Die Technik zum Herstellen automatischer Traktions-Regeleinheiten ist wohl bekannt. Durchdreh-Kontrollbremsen erlauben einen direkten Eingriff des Fahrers bei niedriger Drehzahl, was plötzliche unkontrollierte Änderungen der relativen Radtraktion vermeidet, welche manchen vorbekannten Antriebssträngen eigen sind.
Claims (18)
1. Ein Differential, umfassend:
a) eine Eingangswelle (24);
b) eine Abtriebswelle (64), die zur Eingangswelle
(24) koaxial angeordnet ist;
c) ein Differentialgehäuse (2,4,6,8), das zwecks
koaxialen Umlaufs um die Eingangswelle (24)
gelagert ist;
d) Mittel, die das Differentialgehäuse (2,4,6,8)
drehbar lagern;
e) ein erstes Außenzahnrad (28), das koaxial zur
Eingangswelle (24) angeordnet und mit dieser
verbunden ist;
f) Mittel zum drehbaren Lagern des ersten
Außenzahnrades innerhalb des Differentialgehäuses
(2);
g) ein erstes Innenzahnrad (38), das mit dem ersten
Außenzahnrad (28) zusammenarbeitet, um eine Achse
drehbar ist, die relativ zum Differentialgehäuse
(2) fest ist, und das parallel zur Achse der
Eingangswelle (24) angeordnet und gegen diese
versetzt ist;
h) ein zweites Außenzahnrad (44), das koaxial zum
ersten Innenzahnrad (38) angeordnet und mit
diesem in Triebverbindung steht;
i) Mittel zum drehbaren Lagern des ersten
Innenzahnrades (38) und des zweiten
Außenzahnrades (44) innerhalb des
Differentialgehäuses;
j) ein zweites Innenzahnrad (54), das mit dem
zweiten Außenzahnrad (44) zusammenarbeitet und
koaxial zur Abtriebswelle (64) gelagert ist und
mit dieser in Triebverbindung steht;
k) Mittel zum drehbaren Lagern des zweiten
Innenzahnrades (54) innerhalb des
Differentialgehäuses (2);
l) eine Kupplung (68), durch welche Drehmoment von
dem Differentialgehäuse oder zu diesem übertragen
werden kann,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste Innenzahnrad
(38) auf einer hohlen, zahnradtragenden Welle (38, 44)
gelagert ist, die drehbar ist um die genannte Achse,
welche relativ zum Differentialgehäuse (2) fest ist,
und die parallel zur Achse der Eingangswelle
angeordnet und gegen diese versetzt ist, und daß das
zweite Außenzahnrad (44) auf der zahnradtragenden
Welle (38, 44) an einer Stelle angeordnet ist, die
einen axialen Abstand zum ersten Innenzahnrad (38)
aufweist.
2. Differential nach Anspruch 1, wobei die Kupplung ein
Zahnrad (68) aufweist, das koaxial zum
Differentialgehäuse angeordnet ist und mit diesem in
Triebverbindung steht.
3. Differential nach Anspruch 1, wobei jedes Außenzahnrad
(28, 44) wenigstens fünf und weniger als sieben Zähne
weniger aufweist, als das mit ihm zusammenarbeitende
Innenzahnrad (38, 54).
4. Differential nach Anspruch 1, wobei das erste
Innenzahnrad (38) und das zweite Außenzahnrad (44) auf
einer gemeinsamen Hohlwelle angeordnet sind, die um
eine Achse parallel zur Achse der Eingangswelle, aber
gegen diese versetzt angeordnet sind.
5. Differential nach Anspruch 4, wobei die Abtriebswelle
(64) hohl und die Eingangswelle (24) konzentrisch
innerhalb der Abtriebswelle angeordnet ist.
6. Differential nach Anspruch 5, wobei die parallele
Welle hohl ist und sich die Eingangswelle durch die
parallele Welle hindurcherstreckt.
7. Differential nach Anspruch 1, wobei die Mittel zum
Tragen des Differentialgehäuses einen Fahrzeugrahmen
umfassen.
8. Fahrzeug mit einem Drehantrieb (5), mit zwei oder mehr
Rädern (92, 104) und dem Differential von Anspruch 1.
9. Antriebsstrang für ein Fahrzeug, umfassend ein
Differential, das folgendes umfaßt:
a) eine Eingangswelle (24);
b) eine Abtriebswelle (64), die koaxial zur
Eingangswelle (24) angeordnet ist;
c) ein Differentialgehäuse (2,4,6,8), das zum
koaxialen Umlauf um die Eingangswelle gelagert
ist;
d) Mittel zum drehbaren Lagern des
Differentialgehäuses (2,4,6,8);
e) ein erstes Außenzahnrad (28), das koaxial zur
Eingangswelle (24) angeordnet und mit dieser
verbunden ist;
f) Mittel zum drehbaren Lagern des ersten
Außenzahnrades innerhalb des Differentialgehäuses
(2);
g) ein erstes Innenzahnrad (38), das mit dem ersten
Außenzahnrad (28) zusammenarbeitet, drehbar um
eine Achse ist, die relativ zum
Differentialgehäuse (2) fest ist, und das
parallel zur Achse der Eingangswelle (24)
angeordnet und gegen diese versetzt ist;
h) ein zweites Außenzahnrad (44), das koaxial zum
ersten Innenzahnrad (38) angeordnet ist und mit
diesem in Triebverbindung steht;
i) Mittel zum drehbaren Lagern des ersten
Innenzahnrades (38) und des zweiten
Außenzahnrades (44) innerhalb des
Differentialgehäuses;
j) ein zweites Innenzahnrad (54), das mit dem
zweiten Außenzahnrad (44) zusammenarbeitet und
koaxial zur Abtriebswelle (64) angeordnet ist und
mit dieser in Triebverbindung steht;
k) Mittel zum drehbaren Lagern des zweiten
Innenzahnrades (54) innerhalb des
Differentialgehäuses (2); und
l) eine Kupplung (68), durch welche Drehmoment zum
Differentialgehäuse oder von diesem übertragen
werden kann;
umfassend zwei Antriebsräder (92, 104) und eines der
genannten Differentiale (78, 80), die jedem der
Antriebsräder zugeordnet sind, und wobei die Kupplung
eines jeden Differentiales durch Kupplungszahnräder
(106a, 106b, 106c) verbunden ist.
10. Antriebsstrang nach Anspruch 9, weiterhin umfassend
eine Durchdreh-Kontrollbremse (170, 424) zum variablen
Einwirken des Differentialgehäuses eines der genannten
Differentiale.
11. Antriebsstrang nach Anspruch 9, weiterhin umfassend
einen Traktions-Regelmomentgenerator (444), der
umfaßt:
a) einen hydraulischen Zweirichtungsmotor mit einer
Abtriebswelle und einem ersten und zweiten
Motoranschluß;
b) ein hydraulisches Vierwegeventil mit einem
schwimmenden zentralen Steuerkörper, durch den
hydraulische Medium-Druckdifferenz zwischen dem
ersten und dem zweiten Motoranschluß geregelt
wird; und
c) eine hydraulische Ventiljustierung.
12. Antriebsstrang nach Anspruch 11, weiterhin umfassend
eine automatische Traktions-Regeleinheit, die externe
Regelsignale für den Traktions-Regelmomentgenerator
(444) bereitstellt, wobei die Regeleinheit umfaßt:
a) einen ersten und einen zweiten Druckwandler, die
derart angeschlossen sind, daß in dem ersten und
dem zweiten Anschluß des hydraulischen Motors des
Traktions-Regelmomentgenerators Druck messen und
die Messung weiterleiten;
b) eine Datenmeßeinrichtung, mit welcher die
Fahrzeug-Betriebsparameter gemessen und
übertragen werden; und
c) eine Datenverarbeitungseinrichtung zum Aufnehmen
der übertragenen Daten, zum Berechnen der
erforderlichen Korrektur der Druckdifferenz
zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluß des
hydraulischen Motors des Traktions-
Regelmomentgenerators, und zum Übertragen der
Differenz an jede hydraulische Ventiljustierung
des Traktions-Regelmomentgenerators.
13. Antriebsstrang nach Anspruch 11, weiterhin umfassend
eine Durchdreh-Kontrollbremse (500) zum variablen
Einwirken auf die Kupplung.
14. Antriebsstrang nach Anspruch 9, umfassend n
Antriebsräder, wobei n eine ganze Zahl ist, die größer
als 2 ist, wobei der Antriebsstrang eines der
genannten Differentiale umfaßt, das jeweils einem
Antriebsrad zugeordnet ist, und wobei n - 2 Kegelrad-
Ausgleichsdifferentiale (390, 392) vorgesehen sind,
wobei die Kupplung der jeweiligen Differentiale durch
n Kupplungszahnräder (398, 400), und die
Ausgleichsdifferentiale durch n - 3 Kupplungszahnräder
(414, 418) angeschlossen sind.
15. Antriebsstrang nach Anspruch 14, weiterhin umfassend
eine Durchdreh-Kontrollbremse (424) zum variablen
Einwirken auf das Differentialgehäuse der
Differentiale.
16. Antriebsstrang nach Anspruch 14, weiterhin umfassend
einen Traktions-Regelmomentgenerator, der umfaßt:
a) einen hydraulischen Zweirichtungsmotor mit einer
Eingangswelle sowie mit einem ersten und einem
zweiten Mediumanschluß;
b) ein hydraulisches Vierwegeventil mit einem
zentralen, schwimmenden Steuerkörper, durch
welchen hydraulisches Medium-Druckdifferential
zwischen dem ersten und dem zweiten
Mediumanschluß geregelt wird; und
c) eine hydraulische Ventiljustierung.
17. Antriebsstrang nach Anspruch 16, weiterhin umfassend
eine automatische Traktions-Regeleinheit zum
Bereitstellen externer Regelsignale zum Traktions-
Regelmomentgenerator, wobei die Regeleinheit umfaßt:
a) einen ersten und einen zweiten Druckwandler, die
derart angeschlossen sind, daß sie Druck am
ersten und am zweiten Anschluß des hydraulischen
Motors des Traktions-Regelmomentgenerators messen
und die Messungen weiterleiten;
b) eine Datenmeßeinrichtung, um Fahrzeug-
Betriebsparameter zu messen und weiterzuleiten;
und
c) eine Datenverarbeitungseinrichtung zum Aufnehmen
der übertragenden Daten, zum Berechnen der
erforderlichen Korrektur der Druckdifferenz
zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluß des
hydraulischen Motors des Traktions-
Regelmomentgenerators, und zum Weiterleiten der
Differenz an jede hydraulische Ventiljustierung
des Traktions-Regelmomentgenerators.
18. Antriebsstrang nach Anspruch 9, umfassend:
a) einen Antrieb (5);
b) ein erstes und ein zweites Paar von
Antriebsrädern (92, 104; 186, 192);
c) eine Eingangswelle (70), die in Triebverbindung
mit dem Antrieb steht;
d) eine erste Abtriebswelle (72) in Triebverbindung
mit dem ersten Paar der Antriebsräder;
e) eine zweite Abtriebswelle (136);
f) ein erstes und ein zweites der Differentiale
(122, 124) weist eine gemeinsame Differential-
Eingangswelle (120) auf, wobei die Abtriebswelle
des ersten Differentials mit der ersten
Abtriebswelle (72) in Triebverbindung steht;
g) eine erste Kupplung (112, 114), durch welche die
Eingangswelle (70) mit der zweiten Eingangswelle
(136) oder der gemeinsamen Differential-
Eingangswelle (120) in Triebverbindung gebracht
werden kann;
h) eine zweite Kupplung (132), durch welche die
Abtriebswelle des zweiten Differentials mit der
zweiten Abtriebswelle in Triebverbindung gebracht
werden kann; und
i) ein Wechselrad (162, 164), das die Kupplung des
ersten Differentials mit der Kupplung des zweiten
Differentials in Triebverbindung bringt.
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