Gesperre für Differentiale von Kraftfahrzeugachsen. Wenn ein Rad einer über ein Differen tial angetriebenen Achse eines Kraftfahrzeu ges auf eine schlüpfrige Stelle der Fahrbahn gelangt, während das andere Rad an der Fahrbahn angreift, so läuft bekanntlich .das eine Rad an Ort und Stelle leer, während das andere Rad stehen bleibt, und die Fortbewe gung des Fahrzeuges wird unterbrochen.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vor richtung, durch welche dieser Nachteil besei tigt werden kann, insofern als eine Sperrung des Differentials in der Weise vorgenom men werden kann, dass beide Halbachsen kraftschlüssig miteinander verbunden wer den.
Erfindungsgemäss wird die Sperrung .des Differentials durch einen Kranz von Kugeln erreicht, die willkürlich derart zwischen einem mit den Planetenrädern des Differen- tials verbundenen Käfig und einem der Sonnenräder gebracht werden können, .dass die beiden letztgenannten Teile miteinander auf Drehung gekuppelt werden.
Zur konstruktiven Verkörperung dieses Erfindungsgedankens ist eine Bauweise nach folgenden Grundsätzen zweckmässig: Der Käfig wird von einer Trommel ge bildet, deren im Bereiche der Kugeln lie gender Mantelteil dünner ist als der Durch messer der Sperrkugeln beträgt. Auf der Trommel sitzt längsverschiebbar eine innen mit einer dachförmigen Ringnut versehene Hülse; innerhalb der Trommel, der Kugel reihe gegenüber, liegt ein Flansch des einen Sonnenrades, der für jede Sperrkugel mit einer Vertiefung mit konkavem Boden ver sehen ist.
Je nach der Stellung der Hülse legen sich die Kugeln entweder in die Ring nut ein; oder sie werden infolge Verschie bung der Hülse in den Vertiefungen des Flansches gehalten.
In dieser Vorrichtung verteilt sich die Beanspruchung bei Sperrung des Differen tials auf den ganzen Umfang des einen Sonnenrades gleichmässig, so dass die Bean spruchungen der einzelnen .Sperrkugeln rela- tiv gering sind, was eine einwandfreie Wir kungsweise und lange Lebensdauer der Vor richtung gewährleistet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematiseh dargestellt. Fig. 1 ist ein Längsschnitt .durch Diffe- reutial und Gesperre samt Steuerungsvor- richtung für das letztere; Fig. 2 ist ein Querschnitt durch das Ku- gelgesperre.
Das Differential umfasst die beiden. Son nenräder 1 und 2, die auf den Enden der beiden Halbachsen 11 und 12 aufgekeilt sind, sowie die Planetenräder '3, welche vom Kranz 4 getragen werden, mit dem auch das Kegelrad 5 verbunden ist, welches vom Mo tor aus angetrieben wird. Das Differential ist in üblicher Weise in ein Gehäuse einge schlossen.
Der die Planetenräder tragende Kranz 4 ist auf der dem Kegelrad 5 abgewandten Seite mit der Trommel 4a verbunden, in welcher der Manseh la des Sonnenrades 1 umläuft. Der Mantel der Trommel 4a ist von Bohrungen 4' .durchsetzt, in denen die Ku geln 6 liegen, die durch Fliehkraft nach aussen gedrückt, aber von der Hülse 7 auf gehalten -,verden, die längsverschiebbar auf der Trommel 4a sitzt und eine innere Nut 7' kegeligen Querschnittes aufweist. In diese Nut legen sich normaler Weise die Kugeln 6 unter Wirkung der Fliehkraft ein. Diese Stellung ist in der Zeichnung dargestellt.
Jeder Bohrung 4' ist am Flansch la eine Vertiefung l' angeordnet. Der Durchmesser der Kugeln 6, die Tiefe der Nut 7' und die jenige der Vertiefungen 1' sind derart be messen, dass, wenn die Hülse 7 auf der Trom mel 4a aus der .dargestellten Lage nach recht oder links verschoben wird, die Kugeln ein wärts gedrückt werden und so in Eingriff mit den Vertiefungen 1' kommen.
Dadurch bilden sie ein Gesperre zwischen der Trom mel 4a bezw. dem die Planetenräder tragen den Kranz 4 und dem Flansch ja bezw. -dem Sonnenrad 1. Das Differential wird somit gesperrt und die beiden Halbachsen 11 und 12 verhalten sich, wie wenn sie eine starre Achse bilden, auf welcher das Kegelrad 5 aufgekeilt ist. Infolge der Neigung der Wände der Nut 7' kann die Verschiebung der Hülse 7 trotz der in der Normallage auf die Kugeln ausgeübten Kräfte stets ausgeführt werden, wenn es notwendig ist.
Der Boden der Vertiefungen 1' ist kon kav. Daher werden die Kugeln bei Verschie- bung der Hülse 7 in Freigabestellung infolge des Bestrebens des Flansches ja, sich gegen den Käfig 4a zudrehen, mit Sicherheit nach aussen gedrückt, und ein unerwünschtes Festklemmen des Gesperres ist ausgeschlos sen.
Die Verschiebung der Hülse kann mecha- niech, .elektrisch oder durch gasförmiges oder flüssiges Druckmittel gesteuert werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt zum Beispiel die Steuerung durch Druck luft. An der Hülse 7 greift die Gabel $ an, welche an einer Soha-ltstange 9 sitzt, die mit dem Doppelkolben 10 verbunden ist, .der in einem Zylinder 13 spielt.
In diesen Zylinder kann vor die eine oder andere Kolbenstirn seite Druckluft eingelassen werden, welche ein Verschieben des Kolbens in :dem einen oder andern Sinne bewirkt, wodurch sich auch die Hülse 7 entsprechend verschiebt, Falls mehrere Differentiale an einem Fahrzeug vorgesehen wind, so können diese getrennt oder durch eine gemeinsame Steuer bewegung gesperrt bezw. freigegeben werden.
Lock for differentials of motor vehicle axles. If one wheel of a differential driven axle of a motor vehicle comes into a slippery place on the road surface while the other wheel engages the road surface, it is well known that one wheel runs idle in place while the other wheel stops, and the movement of the vehicle is interrupted.
The invention relates to a device by which this disadvantage can be taken away, insofar as a locking of the differential can be made in such a way that both semi-axles are positively connected to each other.
According to the invention, the locking of the differential is achieved by a ring of balls which can be arbitrarily brought between a cage connected to the planetary gears of the differential and one of the sun gears in such a way that the last two parts mentioned are coupled to one another in rotation.
To constructively embody this concept of the invention, a design based on the following principles is appropriate: The cage is formed by a drum ge, whose shell part lying in the area of the balls is thinner than the diameter of the locking balls. A sleeve provided with a roof-shaped annular groove on the inside is seated on the drum in a longitudinally displaceable manner; within the drum, the ball series opposite, is a flange of a sun gear, which is seen ver for each locking ball with a recess with a concave bottom.
Depending on the position of the sleeve, the balls either insert themselves into the ring groove; or they are held in the recesses of the flange due to displacement of the sleeve environment.
In this device, when the differential is locked, the stress is evenly distributed over the entire circumference of one sun gear, so that the stresses on the individual locking balls are relatively low, which ensures that the device works properly and has a long service life.
An embodiment of the invention is shown schematically in the drawing. 1 is a longitudinal section through the differential and locking mechanism together with the control device for the latter; Fig. 2 is a cross section through the ball lock.
The differential encompasses the two. Son nenräder 1 and 2, which are keyed on the ends of the two semi-axes 11 and 12, and the planetary gears' 3, which are carried by the ring 4, with which the bevel gear 5 is connected, which is driven by the Mo tor. The differential is enclosed in a housing in the usual way.
The ring 4 carrying the planetary gears is connected on the side facing away from the bevel gear 5 to the drum 4a in which the Manseh la of the sun gear 1 rotates. The shell of the drum 4a is penetrated by bores 4 ', in which the balls 6 lie, which are pushed outward by centrifugal force, but held on by the sleeve 7 -, verden, which sits longitudinally on the drum 4a and has an inner groove 7 'having a conical cross-section. The balls 6 normally insert themselves into this groove under the effect of centrifugal force. This position is shown in the drawing.
Each bore 4 'has a recess 1' on the flange la. The diameter of the balls 6, the depth of the groove 7 'and those of the depressions 1' are to be measured in such a way that when the sleeve 7 is moved to the right or left on the drum 4a from the position shown, the balls enter are pressed downwards and so come into engagement with the recesses 1 '.
As a result, they form a lock between the drum 4a BEZW. which the planet gears wear the ring 4 and the flange yes respectively. -the sun gear 1. The differential is thus locked and the two semi-axles 11 and 12 behave as if they form a rigid axle on which the bevel gear 5 is keyed. As a result of the inclination of the walls of the groove 7 ', the displacement of the sleeve 7 can always be carried out when necessary, despite the forces exerted on the balls in the normal position.
The bottom of the wells 1 'is concave. Therefore, when the sleeve 7 is displaced into the release position, as a result of the efforts of the flange to rotate towards the cage 4a, the balls are definitely pressed outwards, and undesired jamming of the locking mechanism is excluded.
The displacement of the sleeve can be controlled mechanically, electrically or by gaseous or liquid pressure medium. In the illustrated embodiment, for example, the control is carried out by compressed air. The fork $, which sits on a support rod 9, which is connected to the double piston 10, which plays in a cylinder 13, engages the sleeve 7.
In this cylinder compressed air can be admitted in front of one or the other piston face, which causes a displacement of the piston in one sense or the other, whereby the sleeve 7 also moves accordingly. If several differentials are provided on a vehicle, these can separately or blocked by a common control movement respectively. be released.