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DE2350172C2 - Verteilergetriebe für allradgetriebene Kraftfahrzeuge - Google Patents

Verteilergetriebe für allradgetriebene Kraftfahrzeuge

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Publication number
DE2350172C2
DE2350172C2 DE2350172A DE2350172A DE2350172C2 DE 2350172 C2 DE2350172 C2 DE 2350172C2 DE 2350172 A DE2350172 A DE 2350172A DE 2350172 A DE2350172 A DE 2350172A DE 2350172 C2 DE2350172 C2 DE 2350172C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transfer case
gear
output shaft
torque
limiting device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2350172A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2350172A1 (de
Inventor
Rowland Carl Wayne Mich. Romick
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eaton Corp
Original Assignee
Eaton Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eaton Corp filed Critical Eaton Corp
Publication of DE2350172A1 publication Critical patent/DE2350172A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2350172C2 publication Critical patent/DE2350172C2/de
Expired legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D7/00Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock
    • F16D7/02Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type
    • F16D7/024Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type with axially applied torque limiting friction surfaces
    • F16D7/028Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type with axially applied torque limiting friction surfaces with conical friction surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
    • B60K17/344Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K17/3462Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear the transfer gear being a differential gear with means for changing distribution of torque between front and rear wheels
    • B60K17/3465Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear the transfer gear being a differential gear with means for changing distribution of torque between front and rear wheels self-actuated means, e.g. differential locked automatically by difference of speed
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verteilergetriebe für allradgetriebene Kraftfahrzeuge mit einer Verteilergetriebestufe, die eine Eingangswelle und zwei getrennt angetriebene Ausgangswellen aufweist, von denen eine über eine das maximal übertragbare Drehmoment begrenzende Drehmomentbegrenzungseinrichtung mit der Vorderradachse und die andere unmittelbar über Getriebeelemente mit der Hinterradachse gekuppelt ist.
Bei einem aus der DE-AS 11 46 377 bekannten Verteilergetriebe für allradgetriebene Kraftfahrzeuge, insbesondere für vierradangetriebenc Ackerschlepper, ist die Drchmomcntbegrenzungseinrichtung in Gestalt einer außerhalb des Verteilergetriebegehäuses angeordnete, zwischen die die Vorderradachse antreibende Gelenkwelle und die Ausgangswelle des Verteilergetriebes geschaltete Überlastkupplung ausgebildet. Die zweistufig aufgebaute Überlastkupplung besteht aus einer Kugel-Rastkupplung (Schnappkupplung) und einer dazu parallel geschalteten Reibscheibenkupplung, die zwisehen der Mitnehmerscheibe der Schnappkupplung und der abtriebsseitigen Stirnfläche des Kupplungsgehäuses angeordnet und deren Reibscheibe gleichfalls mit der Ausgangswelle des Verteilergetriebes verbunden ist. Das mit der Ausgangswelle des Verteilergetriebes umlaufende Kupplungsgehäuse weist mit Rücksicht auf die beiden nebeneinander angeordneten Kupplungsstufen eine verhältnismäßig große axiale Länge auf, was bedeutet, daß eine solche Drehmomentbegrenzungseinrichtung nicht ohne weiteres in dem Verteilergetriebegehäuse untergebracht werden könnte, wie es schon mit Rücksicht auf die wirtschaftliche Herstellung und auch die Betriebssicherheit erwünscht wäre.
Ein Verteilergetriebe für Kraftfahrzeuge mit Allradantrieb, das ein einheitliches, alle Getrieelemente umschließendes Verteiler<Tetriebe(Tehäuse aufweist, ist beispielsweise aus der US-PS 36 79 016 bekannt. Dieses Verteilergetriebe, das zwar in der üblichen Weise eine Eingangswelle und zwei getrennt angetriebene Ausgangswellen für die Vorderrad- und die Hinterradachse aufweist, verfügt aber über keinerlei Einrichtungen zur Begrenzung des über eine der Ausgangswellen maximal übertragbaren Drehmomentes.
Daneben sind auf den verschiedenen Gebieten der Technik das maximal übertragbare Drehmoment be-
grenzende Überlastkupplungen als Bauelemente in unterschiedlichen Ausführungsformen gebräuchjich. Bei einer aus dem DE-GM 19 00 834 bekannten Überlastkupplung, die insbesondere für Schneckengetriebe für den Antrieb von Turmdrehkränen bestimmt ist, ist ein Zahnring mit zwei innenliegenden, nach außen zu divergierenden, kegelstumpfförmigen Ringflächen vorgesehen, mit dessen beiden Ringflächen über entsprechende kegelstumplfförmige Umfangsflächr-r» eine Nabenscheibe und ein ringförmiger Reibkegel zusammenwirken, von denen die Nabenscheibe mit der zugeordneten Abtriebswelle fest gekuppelt und gegen diese starr abgestützt ist, während der Reibkegel durch eine Tellerfeder in Eingriffsrichtung axial elastisch vorgespannt ist. Entsprechend dem Verwendungszweck dieser Überlastkupplung ist die federnde Anpressung des Reibkegcls einstellbar, wozu ein axial verschiebbarer Stempel und ein Gewinde-Stelltrieb vorgesehen sind. Eine solche Überlastkupplung wäre von ihrem Aufbau her nicht zum Einbau: in ein Verteilergetriebegehäuse geeignet, wozu sie auch nicht bestimmt ist. .
Schließlich ist aus der FR-PS 10 01 271 noch eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung für einen Riementrieb bekannt geworden, bei der innerhalb einer Riemenscheibe zwei Kupplungsmechanismen enthalten sind, von denen einer in Gestalt einer Kugelrastkupplung ausgebildet ist, während der andere eine Reibungskupplung mit kegelförmigen zusammenwirkenden Umfangsflächen ist. Diese Drehmomentbegrenzungseinrichtung ist aber so speziell auf die Gegebenheiten eines Riementriebes und einer Riemenscheibe zugeschnitten, daß eine andere Einsatzmöglichkeit ausscheidet.
Ausgehend von diesen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verteilergetriebe für Kraftfahrzeuge mit Allradantrieb zu schaffen.
b5 das nicht nur auch in extremen Beiriebs- und l'uhrsituationen Schaden an den angetriebenen Achsen und deren Antriebselementen wirksam verhindert, sondern sich insbesondere bei hoher Betriebssicherheit
durch eine einfache und wirtschaftliche Konstruktion auszeichnet
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs genannte Verteilergetriebe erfindungsgemäß durch die Kombination der folgenden Merkmale gekennzeichnet:
Daß die Drehmomentbegrenzungseinrichtung innerhalb des Gehäuses der Verteilergetriebestufe liegend zwischen der zugeordneten Ausgangswelle und einem diese antreibenden und zu dieser koaxialen, angetriebenen Ausgangszahnrad angeordnet ist das als Zahnring ausgebildet ist, der zwei innenliegende, nach außen zu divergierende kegelstumpfförmige Ringflächen trägt, daß die Drehmomentbegrenzungseinrichtung in an sich bekannter Weise zwei auf der zweiten Ausgangswelle angeordnete und mit dieser umlaufende Ringglieder aufweist, die beide jeweils eine mit einer der beiden Kegelstumpfflächen des Zahnringes zusammenwirkende kegelstumpfförmige Umfangsfläche tragen und von denen eines mit einer die einander jeweils zugeordneten Kegelstumpfflächen paarweise reibschlüssig miteinander in Eingriff haltenden elastischen Vorspannung axial beaufschlagt ist und daß die beiden Ringglieaer axial vcrschieblich auf der Ausgangswelle gelagert sind und einem von ihnen ein seine Axialbewegung begrenzender Anschlag zugeordnet ist.
Die Drehmomentbegrenzungseinrichtung verhütet eine unzulässige Belastung der zugeordneten Ausgangswelle und der von dieser angetriebenen Radachse. Sie ist aber gleichzeitig allseitig geschützt in dem normalen Verteilergetriebegehäuse untergebracht, so daß sie keinen äußeren Einflüssen ausgesetzt ist oder aber konstruktive Änderungen auf dem Kraftübertragungsweg zwischen der Verteilergetriebeausgangswelle und der jeweils zugeordneten angetriebenen Radachse erforderlich machen würde. Darüber hinaus weist die Drehmomentbegrenzungseinrichtung einen sehr einfachen Aufbau mit einfach herzustellenden Teilen auf, der eine lange Lebensdauer auch bei hoher Beanspruchung gewährleistet
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verteilergetriebcs ist Gegenstand eines Unteranspruchs.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 ein Kraftfahrzeug mit DrehTiomentverteilergetriebe,
F i g. 2 einen Querschnitt durch das Getriebe entsprechend der Linie 2-2 in F i g. 1,
F i g. 3, einen Querschnitt entsprechend der Linie 3-3 in F i g. 2,
F i g. 4 eine vereinfachte Darstellung der Ansicht entsprechend Pfeil 4 in F i g. 1 und
F i g. 5 eine vergrößerte Teilansicht der in dem Verteilergetriebe eingesetzten Freilaufkupplung.
Das in F i g. 1 dargestellte Kraftfahrzeug ist ein Sat· telschlepper, der im wesentlichen folgende Elemente aufweist: Einen Motor 10, ein Frontlenker-Fahrerhaus 12, eine Kupplung 13, ein Wechselgetriebe 14, eine Hinterachseinheit 16, die mit dem Getriebe 14 über eine Haup'.antriebswelle 18 verbunden ist sowie eine vorderc Lenk- und Antriebsachse 20, die mit der Hinterachscinheit 16 über eine Vorderantriebswelle 22 verbunden ist.
Die verschiedenen Bestandteile der Hinterachseneinheit 16 sind in einem iiarren Hinterachs-Gesamtgehäu- 6i se 24 untergebracht. Dieses Gesamtgehäuse 24 besteht, wie am deutlichsten aus Fig.3 und Fig.4 entnommen werden kann, aus einem starren Hinterachsgehäuse 26 mit Differentialgehäuse 28 und Hinterachstrichtern 30 und 32. Ferner weist es ein mit dem Differentialgehäuse 28 mittels einer Anzahl von Schrauben 36 (vgl. F i g. 3) verbundenes Differentialträgergehäuse 34 auf sowie ein Verteilergetriebegehäuse 34 mit vorderem Gehäuseteil 40 und hinterem Gehäuseteil 4Z die miteinander durch Schrauben 44 verbunden sind. Das Gehäuseteil 42 ist mittels Schrauben 35 an das Dif/erentialträgergehäuse 34 angeschraubt In den Hinterachstrichtern 30 und 32 sind zwei Hinterradantriebswellen 33 gelagert.
Die vordere Antriebsachse ist in F i g. 1 zu erkennen, sie ist aber deutlicher in F i g. 4 dargestellt. Sie weist ein starres Gesamt-Vorderachsgehäuse 45 auf mit einem tiefliegenden Mittelgehäuseteil 46, zwei Endgehäuseteilen 48 und zwei Untersetzungsgetriebegehäusen 50. Zwei Laufräder 52 sind außen an den Endgehäuseteilen 48 drehbar gelagert Das Mittelgehäuseteil 46 weist ein Differentialgehäuse 54 mit niedrigen Querschnitt auf, das ein hier nicht dargestelltes und mit der Vorderantriebswelle 22 verbundenes Differenti-vgetriebe enthält. Zwei Federpakete 56 sind am Mittelgehäuseteil 46 befestigt und nehmen das Fahrerhaus 12 auf. Weitere Einzelheiten der vorderen Lenk- und Antriebsachse 20, einschließlich der Ausführung des Gehäuses und der verschiedenen in dem Gehäuse enthaltenen Übertragungselemente, sind für den Anmeldungsgegenstand nicht wesentlich und werden deshalb hier nicht näher beschrieben.
F i g. 2 und F i g. 3 zeigen ein in einem Verteilergetriebegehäuse 38 enthaltenes Verteilergetriebe und ein in dem Differentialgehäuse 28 enthaltenes Hinterachsdifferentialgetriebe. Das Verteilergetriebe besteht aus einem konzentrisch um eine Antriebswelle 60 angeordnetem Planetengetriebe 58, aus einer zur Antriebswelle 60 ebenfalls konzentrischen Doppelkupplung 62, aus einem Zwischenzahnrad 63. das in ein Antriebsrad 84 des Pianetengetriebes eingreift und auf einer Leerlaufwelle 65 befestigt ist sowie aus einer mit einer Drehmomei;*begrenzungskupplung 67 versehenen Abtriebswelle 66 zum Vorderradantrieb. Ein zur Drehmomentbegrenzungskupplung gehörendes Zahnrad 68 ist in Eingriff mit dem Zwischenzahnrad 63 und wird von diesem angetrieben. Die Antriebswelle 60. die mit der Hauptantriebswelle 18 über ein Kardangelenk 29 verbunden ist. dreht sich — von hinten gesehen — im Gegenuhrzeigersinn, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt.
Das Planetengetriebe58(F i g. 3) setzt sich zusammen aus einer Planetengruppe 70, einem Außenrad 72 und einem Sonnenrad 74. Die Planetengruppe 70 weist einen Planetensteg 76 mit einer Nabe 78, die mit der Antriebswelle 60 keilverzahnt ist, einen Speichenstern 80, dre> Lagerzapfen 81 sowie drei auf den Lagerzapfen 81 gelagerten jn-d in Eingriff mit dem Außenrad und dem Sonnenrad stehende Planetenräder 82 auf. Das Außenrad 72 ist mit der Abtriebswelle 82a für den Hinterradantrieb über einen Speichenstern 86 verbunden, der am Außenrad mit einer Keilverzahnung 88 und an der Abtriebswelle 82a mit einer JCeilverzahnung 90 befestigt ist. Die Abtriebswelle 82a ist in ihrem vorderen Teil in zwei Kegelrollenlagern 92 und 94 gelagert, die im Gehäuseteil 42 aufgenommen sind, und an ihrem hinteren Ende in einem im Differentialträgergehäuse 34 sitzenden Rollenlager 95 gelagert. Die Abtriebswelle 82a ist koaxial zur Antriebswelle 60 angeordnet. Die Welle 60 ist an ihrem vorderen Ende in einem Kugellager 96 und an ihrem hinteren Ende in einem Gleitlager 98 gelagert. Das Gleitlager 98 sitzt in einer axialen Bohrung 100 im vorderen Ende der Abtriebswelle 82a und nimmt ihrer-
seits das abgesetzte Wellenende 102 der Antriebswelle 60 auf. Das Sonnenrad 74 ist auf der Nabe 78 des Planetensteges 76 gelagert und in Axialrichtung gegenüber der Nabe 78 und der Antriebswelle 60 durch Ringe 75 und 77 gesichert. Das Antriebsrad 64 ist mit dem Sonnenrad 74 keilverzahnt.
Das Planetengetriebe 58 ist so ausgelegt, daß es das Drehmoment zwischen der Vorder- und der Hinterachse proportional zu einem vorgegebenen Belastungsverhältnis der beiden Antriebsachsen aufteilt. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Belastung der Hinterachse doppelt so hoch gewählt wie die Belastung der Vorderachse. Das Planetengetriebe ist infolgedessen so ausgelegt, daß es etwa 64% des gelieferten Drehmoments auf die Abtriebswelle 82a für den Hinterradantrieb und etwa 36% auf die Abtriebswelle 86 für den Vorderradantrieb abgibt.
Die Doppelkupplung 62 weist (Fig.3) eine Schrägzahnkupplung 104 und eine Geradzahnkupplung 106 auf. Die Schrägzahnkupplung 104 enthält ein Ringteil 108, das mit gleitender Keilverzahnung auf der Antriebswelle 60 befestigt ist und einen schrägverzahnten Stirnradkranz aufweist, einen Federhaltering 112, eine Schraubenfeder 114 sowie einen damit zusammenwirkenden Stirnradkranz 116, der auf der anliegenden ringförmigen Stirnfläche des Sonnenrads 74 gebildet ist. Die besondere Form der Stirnradkränze 110 und 116 ist in Fig.5 im einzelnen dargestellt. Jeder Zahn des Stirnradkranzes 110 weist eine schräge Flanke UOa, eine Stirnflanke HOfc sowie eine Mitnehmerflanke HOc, die in bezug auf die Drehachse des Ringteils 108 etwas hinterschnitten ist, auf. Jeder Zahn des Stirnkranzes 116 weist eine schräge Flanke 116a,eine Stirnflanke 116b sowie eine Mitnehmerflanke 116c, die gegenüber der Drehachse des Ringteils 108 ebenfalls etwas hinterschnitten ist, auf. Die Geradzahnkuppiung IGS enthalt ein Ringteil 118, das durch eine Keilverzahnung gleitend mit dem Außenumfang des Ringteils 108 verbunden ist und einen Geradzahnkranz 120 aufweist; ferner einen hiermit zusammenwirkenden Geradzahnkranz 122 auf der anliegenden Stirnfläche des Antriebsrades 64 und eine lose in eine Ringnut 126 des Ringteils 118 eingreifende Schaltgabel 124. Die Schaltgabel 124 weist eine Schubstange 128 (Fig. 2) auf. mit der das Ringteil 118 axial verschoben wird. Die Steuerung der Schubstange erfolgt durch den Fahrzeuglenker mittels einem der bekannten Steuerungssysteme, beispielsweise mit einem am Verteilergetriebegehäuse angebrachten ferngesteuerten Druckluftantrieb oder Elektromagnet oder aber über ein Gestänge.
Die Drehmomentbegrenzungskupplung 67 ist als Doppelkegelkupplung ausgebildet Sie weist (Fig.3) zwei mit der Abtriebswelle 66 gleitend keilverzahnte und mit kegelstumpfförmigen Umfangsflächen 134 und 136 versehene Ringglieder 130 und 132 auf, die mit den inneren Kegelstumpfflächen 138 und 140 des Zahnrads 68 zusammenwirken. Ein Sprengring 142 verhindert, daß sich das Ringglied 130 auf der Welle 66 vorwärtsbewegt. Die Kegelflächen 134 und 136 sind mit einem entsprechenden Schichtbelag 144 ausgekleidet, der nach seinen Reibungs-, Verschleiß- und Notlaufeigenschaften ausgewählt ist Als Beispiel sei das Beiagmateria! Nr. X-16987 der Firma Raybestons-Manhatten genannt Der Schichtbeiag 144 wird durch eine Tellerfeder 146 in Reibschluß mit den Kegelflächen 138 und 140 gebracht Die Tellerfeder 146 liegt mit ihrer Hinterseite auf einer Distanzscheibe 148 und mit ihrer Vorderseite auf einer eehärteten Druckscheibe 150 auf. Die Distanzscheibe 148 wird gegen Axialverschiebung auf der Welle 66 durch einen Sprengring 152 gesichert.
An ihrem hinteren Ende ist die Abtriebswelle 82;/ mit einem Kegelritzel 154 versehen. Die Achse des Kegelritzeis 154, die in einer Linie mit den Achsen der Antriebswelle 60 und der Abtriebswelle 82a liegt, schneidet die Drehachse des Differentialgetriebes 39. Das Differentialgetriebe 39 ist in dem Differentialgehäuse 28 mittels des Differentialträgergehäuses 34 gelagert. Diese Lagerung ist bekannt und wird hier nicht dargestellt. Das Differentialgetriebe 39 enthält einen Differentiallagerkasten 158, in dem der Ausgleichsrädersatz 160 gehalten wird. Der Differentiallagerkasten 158 weist einen Radialflansch 161 auf, an dem ein Kegelradkranz 162 mittels Schrauben 164 befestigt ist. Der Kegelradkran/. 162 greift in das Kegelritzel 154 ein. Der Ausgleichsrädersatz 160 enthält auch einen Speichenstern 166 mit vier sich radial erstreckenden Speichen iö8. die ati ihren äußeren Enden in vier Bohrungen 170 des Differcntiallagerkastens 158 aufgenommen sind, ferner zwei Nebenkegelkränze 172 (von denen einer in Fig.3 dargestellt ist), vier auf den Speichen 168 gelagerte Nebcnkegelritzel 174 und vier zwischen diesen Kegelritzcln und dem Differentiallagerkasten angeordnete Scheiben 176.
Die Nebenkegelkränze 172 sind in bekannter Weise über eine Keilnutverbindung 178 mit den Hintcrraduntriebswellen 33 verbunden.
Wie aus F i g. 3 ersichtlich, ist das Verteilergetriebe direkt vor dem Hinterachsdifferentialgetriebe 39 angeordnet, wobei das Planetengetriebe 58 konzentrisch zu den Antriebs- und Abtriebswellen 60 und 82a liegt. Diese Anordnung des Verteilergetriebes erleichtert die direkte Ankupplung der Abtriebswelle 82a an das Hinterachsdifferential 39. Dadurch wird die Anzahl der Übertragungsglieder, die notwendig sind, um den Zahnkranz des Plsrictcngctriebes mi', dem Hirüerachsdiffercrüia!- getriebe zu verbinden, auf ein Minimum reduziert und gleichzeitig ein verhältnismäßig niedriger Schwerpunkt für die Hinterachseinheit 24 erreicht. Ferner wird eine ziemlich tiefe Anordnung der Abtriebswelle 66 ermöglicht, was wiederum das Einhalten des zwischen der Vorderantriebswelle 22 und den verschiedenen Antriebselementen für das Fahrzeug erforderliche freie Spiel erleichtert. Dieses freie Spiel zwischen der Vorderantriebswelle und den verschiedenen Fahrzcug-Antriebselementen wird außerdem durch die tiefe Anordnung des Krafteingangs am Vorderachsdifferential im Bereich des tiefliegenden Mittelteils der Vorderachseinheit vergrößert. Wie in F i g. 4 deutlich zu erkennen ist.
so hält die Vorderantriebswelle 22 den erforderlichen Abstand vom Motor 10, der Kupplung 13 und dem Wechselgetriebe 14 ein. Dieser freie Abstand ist der verhältnismäßig tiefen Lage des Kraftausgangs am Verteilergetriebe und des Eingangs am Vorderachsdifferentialgetriebe und ferner der etwa gleich großen Versetzung dieses Ausgangs und Eingangs zur rechten Seite hin (in der Ansicht nach F i g. 4), von der Längsachse des Fahrzeugs weg, zuzuschreiben. Die hier beschriebene Anordnung ermöglicht es, das für die Vorderantriebswelle erforderliche freie Spiel einzuhalten.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat das Antriebsrad 64 einunddreißig Zähne, das Zwischenzahnrad 63 dreißig Zähne und das Zahnrad 68 dreißig Zähne. Diese Zahnräder liefern ein Verhältnis zwischen dem Sonnenrad und der Abtriebswelle zum Vorderradantrieb, das dazu führt, daß die auf das Planetenrad 82 wirkenden Kräfte aus dem Gleichgewicht zu geraten drohen. Dieses Ungleichgewicht führt dazu, daß die Pia-
netenräder gegenüber dem Außenrad und dem Sonnenrad kriechen und damit das Sonnenrad etwa 3% langsamer als das Außenrad und 1,5% langsamer als die Antriebswelle 60 antreiben. Damit kommen die schrägen Flanken 110» und 116a der Stirnzahnkränze zur Wirkung und ermöglichen einen Schlupf zwischen den Zahn)>-3nzen.
Während der schnellen Vorwärtsbeschleunigung des Fahrzeuges oder wenn die Vorderräder in Vorwärtsfahrt über einen Boden mit geringem Reiftungskoeffizicnt fahren, kann es vorkommen, daß das Rutschmoment an den Vorderrädern geringer wird, als das an dem Sonnenrad 74 abzugebende Drehmoment. Dies bringt die Vorderräder zum Durchdrehen und das Sonnenrad 74 dazu, schneller zu drehen als die Antriebswelle 60. is Damit gelangen dann die hinterschliffenen Mitnehmerflanken 110c und 116c der Stirnradzahnkränze in Eingriff tinH cnprrpn Hat PlanptpnoptripHp σρσρη pinp wpi-
lere Differentialdrehung. Die beschriebene Zahnklaucnanordnung liefert eine kompakte, billige und schnell 2u ansprechende Freilaufkupplung, die sich als zuverlässig und ausgesprochen langlebig in allen bisherigen Einsätzen erwiesen hat.
Wenn während der Vorwärtsfahr des Fahrzeugs die Hinierachsräder auf einen rutschigen Untergrund geraten oder wenn sie wenig belastet sind, kann es dazu kommen, daß das Rutschmoment an den Hinterrädern geringer wird als das am Außenrad 72 abgegebene Drehmoment. In dieser Situation drehen dann die Hinterrä !er durch und die Antriebswelle 60 dreht schneller als das Sonnenrad 74. Dieses unerwünschte Durchdrehen kann von der Schrägzahnkupplung 104 nicht verhindert werden, da die schrägen Flanken UOa und 116a aneinander vorbei gleiten. Die vom Fahrzeuglenker steuerbare Geradzahnkupplung 106 ist hier dazu ausersehen, das Durchdrehen der Hinterräder zu verhindern. Dazu wird das Ringteil 118 mit dem Zahnkranz 122 in Eingriff gebracht und so die Differentialwirkung des Planetengetriebes blockiert. Die offenbarte Geradzahnkupplung 106, die mit dem Außenumfang der Schrägzahnkupplung 104 durch eine Keilverzahnung verbunden ist. ergibt eine zuverlässige und billige Kupplung, die auf ihre Drehachse bezogen außerordentlich kompakt ist.
Während der Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges kehrt sich die Blockierwirkung um. d. h. die Schrägzahnkupplung 104 bewirkt automatisch das Blockieren des Planetengetriebes, wenn die Hinterräder durchdrehen, aber sie verhindert nicht das Durchdrehen der Vorderräder. In dieser Lage kann die Geradzahnkupplung 106 in Eingriff gebracht werden, um ein Druchdrehen der Vorderräder zu verhindern oder um ihm vorzubeugen.
Die Drehmomentbegrenzungskupplung 67 ist dazu vorgesehen, die Vorderachsantriebselemente in bestimmten Situationen vor Schaden zu schützen. Eine dieser Situationen kann sich ergeben, wenn der Motor auf eine hohe Drehzahl beschleunigt wird und dann plötzlich über die Fahrzeughauptkupplung mit dem Verteilergetriebe verbunden wird. Dabei kann der Motor Impulskräfte liefern, die, falls sie auf die Vorderachselemente einwirken würden, diese schädigen könnten. Eine andere und häufiger vorkommende Lage ist die, daß das Fahrzeug gebremst wird, während es mit einer geringeren Hinterachslast als die Nennachslast fährt, z. B. einem Betrieb des Sattelschleppers ohne Anhänger. In so einem Augenblick können die Hinterradbremsen blockieren und damit das Planetengetriebe über die automatische Sperrwirkung der Schrägzahnkupplung blockieren. In diesem Fall würde das volle Bremsdrehmoment der Hinterräder, das erheblich höher als das Motordrehmoment sein kann, auf die Antriebselemente der Vorderachse wirken.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verteilergetriebe für allradgetriebene Kraftfahrzeuge mit einer Verteilergetriebestufe, die eine Eingangswelle und zwei getrennt angetriebene Ausgangswellen aufweist, von denen eine Ober eine das maximal übertragbare Drehmoment begrenzende Drehmomentbegrenzungseinrichtung mit der Vorderradachse und die andere unmittelbar über Getriebeelemente mit der Hinterradachse gekuppelt ist gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß die Drehmomentbegrenzungseinrichtung (6) innerhalb des Gehäuses (40) der Verteilergetriebestufe liegend zwischen der zugeordneten Ausgangswelle (66) und einem diese antreibenden und zu dieser koaxialen, angetriebenen Ausgangszahnrad (68) angeordnet ist, das als Zaknring ausgebil<j£'. ist, der zwei innenliegende, nach außen zu divergierende kegelstumpfförmige Ringflächen (138, 140) trägt, daß die Drehmomentbegrenzungseinrichtung in an sich bekannter Weise zwei auf der zweiten Ausgangswelle (66) angeordnete und mit dieser umlaufende Ringglieder (130, 132) aufweist, die beide jeweils eine mit einer der beiden Kegelstumpfflächen (138,140) des Zahnringes (69) zusammenwirkende kegelstumpfförmige Umfangsfläche (i24,136) tragen und von denen eines mit einer die einander jeweils zugeordneten Kegelstumpfflächen (134, 138; /36, 140) paarweise reibschlüssig miteinander in Eingriff haltenden elastischen Vorspannung axial beaufschlagt ist. und d'uii die beiden Ringglieder (130,132) axial ver»chieblich auf der Ausgangswelle (66) gelagert sind und »mem von ihnen ein seine Axialbewegung begrenzender Anschlag (142) zugeordnet ist.
2. Verteilergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich eine in einer Drehrichtung eine Relativdrehbewegung zwischen den beiden Ausgangswellen (66, 82a) sperrende Überholkuppiung (104) enthält, die zwei zusammenwirkende, Schrägverzahnungen tragende Kupplungselemente (108, 74) aufweist, welche unter Federvorspannung in gegenseitigem Eingriff gehalten sind und daß bei eingelegter Überholkupplung (104) das auf die zugeordnete Ausgangswelle (66) maximal übertragbare Drehmoment durch die Drehmomentbegrenzungseinrichtung (67) begrenzt ist.
DE2350172A 1972-10-05 1973-10-05 Verteilergetriebe für allradgetriebene Kraftfahrzeuge Expired DE2350172C2 (de)

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