CS259874B2

CS259874B2 - Diferential gear especially for driving axles of vehicles

Info

Publication number: CS259874B2
Application number: CS85261A
Authority: CS
Inventors: Jan Dzida; Kazimierz Romaniszyn
Original assignee: Politechnika Lodzka; Samochodow Rolniczych Polmo
Priority date: 1985-01-14
Filing date: 1985-01-14
Publication date: 1988-11-15
Also published as: CS26185A2

Abstract

Diferenciál, zvláště pro hnací nápravy vozidel s měnivým momentem vnitřního tření v poměru k otáčkám hnaných náprav sestává z vícekotoučové třecí spojky, jejíž vnější hlava je spojena se skříní diferenciálu a vnitřní hlava je uložena ve skříni diferenciálu. Na hnané nápravě je uloženo polygonální pouzdro a mezi jeho stěnami a vnitřní hlavou třecí spojky jsou umístěny hřídele přidržované klecí, jejíž třecí příruba je přitlačována alespoň jednou kotoučovou pružinou a přítlačnou deskou k vnější hlavě třecí spojky. Kluzně uložená zdvihátka dosedají jedním svým koncem na čelní vačku, která je vzhledem k hnací nápravě pevná, a na opačném konci jsou v záběru s přítlačnou deskou. Středicí jednotka obsahuje pružiny a kuličky, uložené v děrách polygonálního pouzdra, přičemž kuličky dosedají na sbíhavé stěny vybrání, provedeného v kleci.Differential, especially for vehicle drive axles with a frictional moment of internal friction in relation to the speed of the driven axles consists from a multi-disc friction clutch the outer head is connected to the differential housing and the inner head is housed in the housing differential. It is stored on the driven axle polygonal case and between its walls and the inner hub of the friction clutch are located the shaft held by the cage, whose friction flange it is pressed by at least one disc spring and pressure plate to the outer clutch head. Slide-mounted tappets one end to end a cam that is relative to the driving axle fixed, and at the other end are in engagement with pressure plate. The centering unit contains springs and balls stored in holes the polygonal housing, with the balls abutting on the converging walls of the recess made in a cage.

Description

Vynález se týká diferenciálu, zvláště pro hnací nápravy vozidel s měnivým momentem vnitřního tření v poměru k otáčkám hnaných náprav.The invention relates to a differential, in particular for driving axles of vehicles with varying internal friction torque relative to the speed of the driven axles.

Je znám diferenciál s měnivým momentem vnitřního tření závislým na poměru otáček hnaných náprav vozidla, sestávající z vícekotoučové spojky, jejíž vnější hlava je částí skříně diferenciálu a je spojena s vnitřní hlavou třecími kotouči stlačovanými pružinami působícími v axiálním směru. Uprostřed vnitřní hlavy je na hnané nápravě otočně uloženo polygonální pozdro. Mezi stěnami pouzdra a vnitřním válcovým povrchem vnitřní hlavy jsou umístěny s radiální vůlí válečky udržované v symetrické poloze vzhledem ke stěnám polygonálního pouzdra klecí opatřenou středícím pružinovým ústrojím. Část klece je třecí, zpravidla kuželovitá, vtlačená do díry ve skříni diferenciálu, odpovídající tvarově třecí části dosedající přes tlačný kotouč na přírubu klece. Unášené části jsou spojeny s tlačným kotoučem a s přídavným kotoučem spojeným s unášenými částmi umístěnými vně diferenciálu. Mezi tlačným kotoučem a skříní diferenciálu jsou umístěny tažné pružiny. Konce unášených částí vně skříně diferenciálu jsou v dotyku s čelní vačkou opatřenou vybráními, jejichž počet je stejný jako počet unášených částí. Čelní vačka je uložena vůči skříni diferenciálu otočně a neotočně vůči skříni hnací nápravy.A differential is known with a variation of the internal friction torque dependent on the speed ratio of the driven axles of the vehicle, consisting of a multi-disc clutch whose outer head is part of the differential housing and connected to the inner head by friction disks compressed by springs acting in the axial direction. In the middle of the inner head, a polygonal bore is rotatably mounted on the driven axle. Between the housing walls and the inner cylindrical surface of the inner head, rollers are maintained with radial clearance maintained in a symmetrical position relative to the walls of the polygonal housing of the cages provided with a centering spring device. A portion of the cage is frictional, generally conical, pressed into a hole in the differential housing, corresponding to the frictional shape of the cage engaging the cage flange over the pressure plate. The entrained parts are connected to a thrust plate and an additional disc coupled to the entrained parts located outside the differential. There are tension springs between the thrust plate and the differential housing. The ends of the entrained parts outside the differential housing are in contact with the front cam provided with recesses equal to the number of entrained parts. The front cam is rotatably and non-rotatably mounted relative to the differential housing to the drive axle housing.

Úkolem vynálezu je zjednodušit konstrukci diferenciálu s měnivým momentem vnitřního tření a zkonstruovat středící ústrojí.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the invention to simplify the construction of a differential friction torque differential and to design a centering device.

Diferenciál podle vynálezu sestává z vícekotoučové třecí spojky obsahující vnější hlavu spojenou se skříní diferenciálu, v níž jsou uloženy vnější třecí kotouče a vnitřní hlavu uloženou otočně ve skříni diferenciálu, v níž jsou uloženy vnitřní třecí kotouče. Na jedné straně vnitřních a vnějších třecích kotoučů jsou umístěny tlačné pružiny působící v axiálním směru. Uprostřed vnitřní hlavy je na hnané nápravě připevněno neotočně polygonální pouzdro. Mezi stěnami polygonálního pouzdra a vnitřním válcovým povrchem vnitřní hlavy jsou umístěny s radiální vůlí válečky udržované klecí opatřenou středícím ústrojím v symetrické poloze vůči stěnám polygonálního pouzdra. Klec je opatřena plochou třecí přírubou umístěnou mezi vnější hlavou třecí spojky spojené se skříní diferenciálu a s tlačným kotoučem. Mezi tlačným kotoučem a vnitřní hlavou třecí spojky je umístěna s předpětím jedna nebo více kotoučových pružin. Tyto pružiny přitlačují třecí přírubu klece k vnější hlavě spojené se skříní diferenciálu. Použití kotoučových pružin umožňuje zjednodušit konstrukci, jelikož není třeba používat přídavného kotouče, jímž by se přenášel tlak tažných pružin na tlačný kotouč.The differential according to the invention consists of a multi-disc friction clutch comprising an outer head connected to the differential housing in which the outer friction discs are housed and an inner head rotatably mounted in the differential housing in which the inner friction discs are housed. Compression springs acting in the axial direction are located on one side of the inner and outer friction discs. In the middle of the inner head, a non-rotatable polygonal bush is mounted on the driven axle. Between the walls of the polygonal housing and the inner cylindrical surface of the inner head, rollers are maintained with radial clearance maintained by the cage provided with the centering device in a symmetrical position relative to the walls of the polygonal housing. The cage is provided with a flat friction flange located between the outer friction clutch head connected to the differential housing and the thrust plate. One or more disc springs are biased between the thrust plate and the friction clutch inner head. These springs press the cage friction flange against the outer head connected to the differential housing. The use of disc springs makes it possible to simplify the design, as there is no need to use an additional disc to transfer the tension of the tension springs to the pressure disc.

Jedna strana polygonálního pouzdra je válcová a je na ni otočně uložena klec s válečky.One side of the polygonal housing is cylindrical and is rotatably mounted on a roll cage.

Středící ústrojí v diferenciálu podle vynálezu sestává z pružin umístěných s předpětím v radiálních slepých děrách provedených ve válcové části polygonálního pouzdra a z kuliček vedených ve těchto děrách a uložených ve vybráních se sbíhavými stěnami vytvořených ve vnitřním válcovém povrchu klece. Vybrání se sbíhavými stěnami a díry v polygonálním pouzdru jsou umístěny vzájemně tak, že ve stěnách polygonálního pouzdra, když kuličky maximálně vyčnívají, jsou válečky ve střední poloze.The differential centering device of the invention consists of biasing springs located in radial blind holes provided in the cylindrical portion of the polygonal housing and of balls guided in these holes and housed in converging wall recesses formed in the inner cylindrical surface of the cage. The recesses with converging walls and the holes in the polygonal housing are positioned relative to each other such that the rollers are in the central position in the walls of the polygonal housing when the balls protrude as far as possible.

Polygonální pouzdro je opatřeno na jedné straně ozubením odpovídajícím ozubení kola diferenciálu a je v záběru s planetovým soukolím. Tím se umožňuje dosažení maximální rozteče ložisek skříně diferenciálu.The polygonal bushing has a toothing corresponding to the toothing of the differential wheel on one side and is engaged with the planetary gear. This allows the maximum bearing spacing of the differential housing to be achieved.

Unášené části spolupracující s čelní vačkou mají tvar válečků uložených‘kluzně a otočně v děrách vnější hlavy vícekotoučové kluzné spojky spojené se skříní diferenciálu. Konce unášených částí dosedají na činný povrch čelní vačky uložené otočně vůči skříni diferenciálu a neotočně vůči skříni hnací nápravy. Ze strany spolupracující s čelní vačkou jsou unášené části opatřeny ve střední části zploštěním a obloukovým přechodem sahajícím až k vnějšímu průměru, kdežto průměr protilehlých konců unášených částí je osazen a unášené části jsou zapuštěny do děr vytvořených v tlačném kotouči. V důsledku tvaru unášených částí a použití kotoučových pružin s nelineární charakteristikou se dosahuje velmi dlouhé životnosti unášených částí a vačky, jelikož ploché části unášených částí spolupracují s čelní vačkou, u níž převážná část činného povrchu je plochá a tlačné síly unášených částí jsou vzhledem k vačce relativně malé.The entrained parts cooperating with the front cam have the shape of rollers mounted slidingly and rotatably in the holes of the outer head of the multi-disc slide coupling connected to the differential housing. The ends of the entrained parts abut on the active surface of the front cam mounted rotatably with respect to the differential housing and non-rotatably with respect to the drive axle housing. On the side cooperating with the front cam, the entrained parts are provided with a flattening and arcuate transition extending up to the outer diameter in the central part, while the diameter of the opposite ends of the entrained parts is mounted and the entrained parts are embedded in the holes formed in the pressure plate. Due to the shape of the entrained parts and the use of disc springs with a non-linear characteristic, a very long service life of the entrained parts and the cam is achieved, since the flat parts of the entrained parts cooperate with the front cam where most of the active surface is flat and the pushing forces of the entrained parts are relatively relative to the cam small.

Když vozidlo jede přímo, skříň diferenciálu, hnací náprava, polygonální pouzdro, válečky, klec a tlačný kotouč se otáčejí stejnou rychlostí. Toutéž rychlostí se též otáčí vnější hlava třecí spojky, v níž jsou umístěny unášené části, kdežto čelní vačka, která je vůči skříni hnací nápravy pevná, zůstává v klidu. Unášené části spolu s tlačným kotoučem se pohybují v axiálním směru, což má za následek spojení klece s vnější hlavou třecí spojky.When the vehicle is driven straight, the differential housing, drive axle, polygonal bushing, rollers, cage and thrust disk rotate at the same speed. The outer head of the friction clutch in which the entrained parts are located also rotates at the same speed, while the front cam, which is fixed relative to the drive axle housing, remains stationary. The entrained parts together with the thrust plate move in the axial direction, resulting in the coupling of the cage to the outer head of the friction clutch.

Když se vozidlo pohybuje po křivce, liší se otáčky vnější hlavy třecí spojky spojené se skříní diferenciálu od otáček hnací nápravy, na níž je uloženo polygonální pouzdro. V době, kdy je mezi klecí a vnější hlavou třecí styk, klec spolu s válečky se vůči polygonálnímu pouzdru otáčí, avšak geometrické vlastnosti vačky a radiální vůle válečků se volí tak, že i když vozidlo projíždí nejprudší zatáčkou, je úhel vzájemného otáčení klece a polygonálního pouzdra příliš malý, než aby se válečky mohly zaklesnout. Naproti tomu, není-li mezi klecí a vnější hlavou třecí styk, zaujímá v dů259874 sledku sil působících pružinami středícího ústrojí na kuličky spolupracující s vybráními se sbíhavými stěnami klece polohu, v níž jsou válečky uprostřed stěn polygonálního pouzdra.When the vehicle moves along a curve, the speed of the outer friction clutch head associated with the differential housing differs from that of the drive axle on which the polygonal bushing is mounted. While there is frictional contact between the cage and the outer head, the cage and the rollers rotate relative to the polygonal bushing, but the cam and the radial clearance of the rollers are selected such that even when the vehicle travels the steepest corner bushings too small to lock the rollers. On the other hand, if there is no frictional contact between the cage and the outer head, due to the forces exerted by the springs of the centering device on the balls cooperating with the recesses with the converging walls of the cage, it assumes a position in which the rollers are in the middle of the walls of the polygonal housing.

V případě, že mezní hodnota poměru rotačních rychlostí hnaných náprav překročila stanovenou mez, k čemuž může dojít jen při prudké zatáčce jednoho kola, klec spolu s válečky se otáčí v úhlu, při němž se válečky zaklesnou a náprava se spojí přes vícekotoučovou spojku se skříní diferenciálu, čímž se vnitřní tření zvýší. Vícekotoučová třecí spojka se v důsledku změny směru přenosu kroutícího momentu vyřazuje z činnosti, což má za následek, že se válečky ze sevřené polohy uvolní a zaujmou na stěnách polygonálního pouzdra středovou polohu, určenou středícím ústrojím.If the limit of the rotational speed ratio of the driven axles exceeds a specified limit, which can only occur with a sharp corner of one wheel, the cage and the rollers rotate at an angle at which the rollers engage and the axle is connected to the differential housing via , thereby increasing the internal friction. The multi-disc friction clutch disengages due to a change in the direction of torque transmission, which results in the rollers disengaging from the clamped position and assuming a central position on the walls of the polygonal housing as determined by the centering device.

Diferenciál podle vynálezu je kompaktní konstrukce a středicí ústrojí je jednoduché a spolehlivé.The differential according to the invention is of compact construction and the centering device is simple and reliable.

Vynález je znázorněn na jednom příkladném provedení na výkresu, kde značí obr.The invention is illustrated in one exemplary embodiment in the drawing where FIG.

axiální řez diferenciálem a obr. 2 příčný řez detailem středícího ústrojí diferenciálu.Fig. 2 is a cross-sectional view of a detail of the centering device of the differential.

Diferenciál sestává z třecí spojky obsahující vnější hlavu 1 připevněnou ke skříni diferenciálu, vnitřní hlavu 3 uloženou otočně ve skříni 2 diferenciálu a vnitřní třecí kotouče 4 stlačené šroubovými pružinami 6. Na hnané nápravě 7 je uloženo na perech polygonální pouzdro 8 a mezi stěnami polygonálního pouzdra 8 a vnitřním válcovým povrchem vnitřní hlavy 3 jsou umístěny válečky 9 s radiální vůlí, přidržované ve středové poloze na stěnách polygonálního pouzdra 8 klecí 10 opatřenou středícím ústrojím. Klec 10 je otočně uložena ve válcové části polygonálního pouzdra 8. Středicí ústrojí obsahuje pružiny 11, vložené s předpětím v radiálních slepých děrách provedených ve válcové části polygonálního pouzdra 8, a kuličky 12 vedené v těchto radiálních děrách a dosedající do vybrání se sbíhavými stěnami vytvořeného ve vnitřním válcovém povrchu klece 10. Uvedená vybrání se sbíhavými stěnami jsou umístěna vůči děrám v polygonálním pouzdru 8 tak, že střední poloha válečků 9 na stěnách polygonálního pouzdra 8 odpovídá maximálnímu vyčnívání kuliček 12.The differential consists of a friction clutch comprising an outer head 1 attached to the differential housing, an inner head 3 mounted rotatably in the differential housing 2, and an inner friction disc 4 compressed by helical springs 6. On the driven axle 7 a polygonal bush 8 is supported on the springs. and with the inner cylindrical surface of the inner head 3 are rollers 9 with radial clearance, held in a central position on the walls of the polygonal housing 8 of the cages 10 provided with a centering device. The cage 10 is rotatably mounted in the cylindrical portion of the polygonal housing 8. The centering device comprises springs 11 inserted with bias in radial blind holes provided in the cylindrical portion of the polygonal housing 8 and balls 12 guided in these radial holes and abutting a recess with converging walls formed in said converging wall recesses are positioned relative to the holes in the polygonal housing 8 such that the central position of the rollers 9 on the walls of the polygonal housing 8 corresponds to the maximum projecting of the balls 12.

Klec 10 je opatřena též zploštělou třecí přírubou přitlačovanou k vnější hlavě spojené se skříní 2 diferenciálu přes tlačný kotouč 13 dvěma katoučovýml pružinami 14.The cage 10 is also provided with a flattened friction flange pressed against the outer head connected to the differential housing 2 via the thrust plate 13 by two disc springs 14.

V děrách vytvořených ve vnější hlavě 1 jsou kluzně a otočně uloženy unášené části 15. Ze strany tlačného kotouče 13 jsou unášené části 15 osazeny a jsou uloženy v děrách, vytvořených v tlačném kotouči 13. Protilehlé konce unášených částí 15 dosedají na činný povrch čelní vačky 13 a jsou opatřeny ve své střední části zploštěním a obloukovým přechodem zasahujícím až k vnějšímu průměru.In the holes formed in the outer head 1, the entrained parts 15 are slidably and rotatably mounted. On the side of the push plate 13, the entrained parts 15 are mounted and embedded in holes formed in the press disc 13. The opposite ends of the entrained parts 15 abut the active surface of the front cam 13 and are provided in their central part with a flattening and arcuate transition extending to the outer diameter.

Čelní vačka 16 je připevněna otočně k vnější hlavě 1 třecí spojky a je opatřena výstupkem pro její znehybnění vůči skříni hnací nápravy.The front cam 16 is rotatably mounted to the outer friction clutch head 1 and is provided with a projection for immobilizing it to the drive axle housing.

Polygonální pouzdro 8 je opatřeno ozubením kola, které je v záběru s planetovým soukolím 17 diferenciálu.The polygonal bushing 8 is provided with a toothing of the wheel which engages the differential gear planetary gear 17.

Claims

Differential, in particular for driving axles of vehicles, with a variable internal friction torque relative to the speed of the driven axles, consisting of a multi-disc friction clutch, the outer head of which is connected to the differential housing and the inner head mounted rotatably in the differential housing of compression springs in the axial direction, located on one side of the inner and outer friction clutch disks, of a polygonal bush mounted on the driven axle non-rotatably in the middle of the inner friction clutch head and of additional shafts supported with clearance between the polygonal bushing walls and the inner surface of the friction clutch a symmetrical position with respect to the walls of the polygonal cage housing, provided with a spring centering unit and comprising a friction portion with a flange, pressed by a pressure plate with springs to the outer head of the friction clutch, the pressure plate being connected to tappets, the ends of which rest on the active surface of the front cam, mounted rotatably with respect to the differential housing and non-rotatably with respect to the drive axle housing, characterized in that:

BACKGROUND OF THE INVENTION The polygonal bushing (8) is provided on one side with a cylindrical portion on which the cage (10) is rotatably mounted, with a friction flange pressed against the outer head (11) by at least one disc spring (14) resting on one side on the inner head (3) friction couplings, on the other side of the thrust plate (13), in the cylindrical part of the polygonal bushing (8) are blind holes in which the preloaded springs (11) and balls (12) of the spring centering unit are inserted; engaging the convergent walls of the recesses formed in the cage (10) and positioned relative to the spring holes (11) and the balls (12) are in the polygonal housing (8), the shaft (9) occupying a central position on the walls of the polygonal housing (8) for maximum ejection of the balls (12), the polygonal sleeve (8) having teeth corresponding to the teeth of the ring wheel on one side and engaging In the differential-satellite gears (17) and the roller-like followers (15), they are mounted slidingly and rotatably in the holes of the outer head (1) of the friction clutch.

Differential according to claim 1, characterized in that the friction flange of the cage (10) for holding the shafts (9) is flat.

3. Differential according to claim 1, characterized in that the roller followers (15) are flat in the middle of the engagement surface of the cam (16), the remaining part reaching to the periphery, while the opposite ends of the followers (15) are offset. and are housed in holes formed in the pressure plate (13).