DE19950171A1 - Druckluftbetätigte Differentialsperre eines Kraftfahrzeuges - Google Patents
Druckluftbetätigte Differentialsperre eines KraftfahrzeugesInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine druckluftbetätigte Differentialsperre eines Kraftfahrzeuges, die innerhalb eines metallenen Hinterachsgetriebegehäuseteils mit einer Ausnehmung angeordnet ist, innerhalb derer ein Kolben bezüglich dessen Längsachse verschieblich und an einer ersten Klauenkupplungshälfte abstützbar angeordnet ist, welche drehfest zu einer Welle und mit einer korrespondierenden zweiten Kupplungshälfte koppelbar angeordnet ist. DOLLAR A Um eine kostengünstige Differentalsperre zu schaffen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in die Ausnehmung eine Kunststofflaufbuchse eingesetzt ist, welche den Kolben entlang besagter Längsachse führend aufnimmt und in welcher ein Elastomerdichtring montagegünstig eingeclipst ist, der gegen den Druckluftinnenraum abdichtet.
Description
Die Erfindung betrifft eine druckluftbetätigte Differential
sperre eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff von Patentan
spruch 1.
Eine solche Differentialsperre ist aus dem schweren Nutzfahr
zeug Mercedes-Benz Actros bekannt. Diese Differentialsperre um
faßt zwei Kupplungshälften, mit welchen in üblicher Weise eine
formschlüssige Verbindung zwischen einer Radantriebshalbwelle
und einem Differentialgehäuse herstellbar ist. Die Differenti
alsperre umfaßt einen unmittelbar längsverschieblich in einer
Gehäusebohrung des Hinterachsgetriebegehäuses aus Metall ange
ordneten Kolben, welcher bei Druckluftbeaufschlagung ein- und
bei Druckluftentlastung infolge einer Federkraft ausrückbar
ist. Dazu ist der Kolben am Umfang gegenüber der Gehäusebohrung
mit einem O-Ring abgedichtet, wobei diese Gehäusebohrung eine
sehr hohe Oberflächenqualität aufweisen muß, um einerseits eine
entsprechende Dichtwirkung zu zeigen und um andererseits den O-
Ring zu schonen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstige Differential
sperre zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst.
Ein Vorteil der Erfindung ist, daß die Anforderungen an die
Oberflächenqualität der Gehäusebohrung sehr gering sind, so daß
eine aufwendige, teure und die Werkzeuge verschleißende Oberflächenbearbeitung
des metallernen Getriebegehäuses entfallen
kann.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist der, daß die Funktions
sicherheit der Differentialsperre auch unter extremen Umweltbe
dingungen mit hoher Luftfeuchtigkeit weitergehend verbessert
wird, da feuchte Druckluft keinen korrosiven und damit reibwer
terhöhenden Einfluß auf die Zylinderlauffläche ausüben kann.
Patentanspruch 4 zeigt eine in vorteilhafter Weise besonders
einfach und sicher zu montierende Ausgestaltung der Erfindung.
Dadurch, daß die Kunststofflaufbuchse und ein Dichtring eine
Montageeinheit bilden, ist in besonders vorteilhafter Weise ein
"Vergessen" des Einbaus des Dichtringes bzw. ein Positionie
rungsfehler unter Produktions- und Werkstattbedingungen sicher
ausgeschlossen.
Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus den übrigen Unteran
sprüchen und der Beschreibung hervor.
Die Erfindung ist nachstehend anhand von einer in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsform näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt ausschnittsweise ein Hinterachsgetriebe 1 eines
Nutzfahrzeuges, das eine Differentialsperre 2 umfaßt. Dieses
Hinterachsgetriebe 1 umfaßt ein Hinterachsgetriebegehäuse 3 in
nerhalb dessen ein nicht näher dargestelltes Antriebsritzel,
ein Differential, zwei Radantriebshalbwellen 6 und ein Stell
glied 8 angeordnet sind.
Die nachfolgenden Richtungsangaben vorne, hinten, links, rechts
beziehen sich auf die Fahrtrichtung.
Das Antriebsritzel ist im Hinterachsgetriebegehäuse 3 drehbar
gelagert. Ein am gehäuseinnenseitigen Ende des Antriebsritzels
angeordnetes Kegelrad weist eine Verzahnung auf, die in eine
Verzahnung 13 eines Tellerrades 14 eingreift.
Dieses Tellerrad 14 ist einteilig mit einem Gehäusedeckel 15
eines Querdifferentialgehäuses des Differentials ausgestaltet
und koaxial zu einer geometrischen Längsachse 17 angeordnet.
Neben diesem Gehäusedeckel 15 umfaßt das Querdifferentialgehäu
se einen nicht näher dargestellten Gehäusetopf, welcher mittels
Schrauben 19 mit dem Gehäusedeckel 15 verschraubt ist. Das
Querdifferentialgehäuse ist drehbar und axial unverschieblich
bezüglich der Längsachse 17 im Hinterachsgetriebegehäuse 3 ge
lagert. Dazu ist sowohl der Gehäusedeckel 15 als auch der Ge
häusetopf jeweils mittels eines von zwei Kegelrollenlagern 20
im Hinterachsgetriebegehäuse 3 gelagert. Im Gehäusetopf sind
zwei miteinander fluchtende Bohrungen angeordnet, in welchen
sich in üblicher Weise ein senkrecht zur Längsachse 17 angeord
neter Differentialbolzen in Umfangsrichtung bezüglich der
Längsachse 17 abstützt. Koaxial zum Differentialbolzen sind
zwei Ausgleichsräder drehbar bezüglich diesem angeordnet. Diese
Ausgleichsräder weisen Verzahnungen auf, die in üblicher Weise
in Verzahnungen von Kegelrädern eingreifen. Diese Kegelräder
sind koaxial zur Längsachse 17 angeordnet und sind mittels Wel
le-Nabe-Verzahnungen jeweils mit einer der beiden Radantriebs
halbwellen 6 drehfest verbunden.
Der Gehäusedeckel 15 weist im Austrittsbereich der linken Rad
antriebshalbwelle 6 Kupplungsklauen 35 auf.
Diese am Gehäusedeckel 15 angeordneten Kupplungsklauen 35 bil
den die erste Kupplungshälfte der Differentialsperre 2.
Ein mittels einer weiteren Welle-Nabe-Verzahnung 33 drehfest,
aber axial verschieblich bezüglich der linken Radantriebshalb
welle 6 angeordnete Schiebemuffe 34 weist weitere Kupplungs
klauen 38 auf, die mit den Kupplungsklauen 35 des Gehäusedec
kels 15 korrespondieren. In der Zeichnung ist dabei die Diffe
rentialsperre 2 im gesperrten Zustand dargestellt. In diesem
gesperrten Zustand sind die dem Gehäusedeckel 15 zugeordneten
Kupplungsklauen 38 im Eingriff mit den der Schiebemuffe 34 zu
geordneten Kupplungsklauen 35.
Die Schiebemuffe 34 weist eine Umfangsnut 36 auf, in die ein
hinteres Ende 37 einer Schaltgabel 39 greift. Diese Schaltgabel
39 weist an deren vorderem Ende 40 eine Bohrung 41 auf, die von
einer Kolbenstange 42 des Stellgliedes 8 durchsetzt ist. Die
Kolbenstange 42 des Stellgliedes 8 ist dabei koaxial zu einer
Stellgliedlängsachse 44 angeordnet, die parallel versetzt zur
Längsachse 17 angeordnet liegt. Die Schaltgabel 39 ist an deren
vorderem Ende 40 axial beiderseits durch senkrecht zur Stell
gliedlängsachse 44 angeordnete ebene Stirnflächen 45, 46 be
grenzt. Die Schaltgabel 39 stützt sich mit der linken Stirnflä
che 45 an einem Absatz 47 der Kolbenstange 42 ab. Mit deren
rechter Stirnfläche 46 stützt sich die Schaltgabel 39 an einer
Schraubendruckfeder 48 ab, welche sich ihrerseits am Hinter
achsgetriebegehäuse 3 abstützt.
Die Kolbenstange 42 ist an einem ersten Ende 59 mit einem Kol
ben 49 verbunden, der in einer Kunststofflaufbuchse 50 ver
schieblich geführt ist. Diese Kunststofflaufbuchse 50 ist in
eine koaxial zum Kolben 49 angeordnete Bohrung 4 des Hinter
achsgetriebegehäuses 3 eingepresst, welche gehäuseinnenseitig
durch den Kolben 49 und gehäuseaußenseitig durch einen mit dem
Hinterachsgetriebegehäuse 3 verschraubten Zylinderdeckel 5 ver
schlossenen ist. Damit ist innerhalb der Kunststofflaufbuchse
50 ein Druckraum 51 eingeschlossen, dessen Abdichtung auf sei
ten des Kolbens 49 mittels eines O-Ringes 7 erfolgt, der in ei
ner umlaufenden Ringnut 10 des Kolbens 49 aufgenommen ist. Auf
seiten des Zylinderdeckels 5 ist der Druckraum 51 mittels eines
Elastomerringes 11 abgedichtet, welcher mittels einer in Fig. 2
näher ersichtlichen Rastverbindung 55 in die Kunststofflauf
buchse 50 eingeclipst ist.
An einem zweiten Ende 60 läuft die Kolbenstange 42 als Axialla
gerzapfen 61 aus, welcher längsverschieblich in einer Lagerboh
rung 62 des Hinterachsgetriebegehäuses 3 angeordnet ist.
Der Druckraum 51 ist mittels einer Zuleitungsbohrung 54, welche
durch den Zylinderdeckel 5 des Hinterachsgetriebegehäuses 3
verläuft, mit einer nicht näher dargestellten Druckluftzulei
tung verbunden. Die Druckluftzuleitung weist ein Magnetventil
auf, mittels welchem der Druckraum 51 mit Druckluft beauf
schlagbar und von dieser entlastbar ist.
In den Druckraum 51 ragt ein axial verschieblicher Schaltknopf
52 eines Rückmeldeschalters 53. Dieser Schaltknopf 52 wird
durch Axialverschiebung des Kolbens 49 betätigt. Am Rückmelde
schalter 53 steht ein Signal "DIFFERNTIALKUPPLUNG EINGERÜCKT"
an, wenn sich die Differentialsperre 2 in der in der Zeichnung
dargestellten eingerückten Position befindet. Wenn sich die
Differentialsperre 2 hingegen in der nicht in der Zeichnung
dargestellten ausgerückten Position befindet, so ist der
Schaltknopf 52 betätigt und am Rückmeldeschalter 53 steht ein
Signal "DIFFERENTIALKUPPLUNG AUSGERÜCKT" an.
Fig. 2 zeigt ausschnittsweise die Kunststofflaufbuchse 50 im
Bereich der Rastverbindung 55 und den Elastomerdichtring 11,
wobei sich die Kunststofflaufbuchse 50 im ausgebauten Zustand
befindet.
Der Elastomerdichtring 11 weist auf dessen linker Seite eine
Dichtlippe 56 auf, welche im eingebauten Zustand der Kunst
stofflaufbuchse 50 dichtend an einer bearbeiteten Fläche des
Zylinderdeckels 5 anliegt, und weist auf dessen rechter Seite
eine ringförmige Wulst 57 auf, die die formschlüssige Rastver
bindung 55 mit einer ringförmigen Ausnehmung 58 der Kunst
stofflaufbuchse 50 bildet.
In einem nicht näher dargestellten Führerhaus des Nutzfahrzeu
ges ist dabei ein Sperrenschalter angeordnet, mit dessen Betä
tigung in die Stellung "EIN" der Fahrzeugführer den Wunsch äu
ßern kann, die Differentialsperre 2 einzurücken, d. h. die bei
den Kupplungsklauen 35, 38 miteinander in Eingriff zu bringen.
Durch manuelle Betätigung in die Stellung "AUS" äußert der
Fahrzeugführer den Wunsch, die Differentialsperre 2 auszurüc
ken.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Zulei
tungsbohrung in einem axialen Bereich des Druckraumes radial
nach außen verlaufend angeordnet, wobei die Kunststofflaufbuch
se in diesem Bereich eine Ausnehmung aufweist.
In weiteren Ausgestaltungsformen kann eine Kunststofflaufbuchse
in eine beliebig ausgeformte, auch unbearbeitete Ausnehmung des
Hinterachsgetriebegehäuses eingesetzt sein.
Claims (4)
1. Druckluftbetätigte Differentialsperre (2) eines Kraftfahrzeu
ges, die innerhalb eines metallernen Hinterachsgetriebegehäuses
(3) mit einer Ausnehmung (Bohrung 4) angeordnet ist, innerhalb
derer ein Kolben (49) bezüglich dessen Längsachse (Stellglied
längsachse 44) verschieblich und an einer ersten Klauenkupp
lungshälfte (Kupplungsklauen 38) abstützbar angeordnet ist,
welche drehfest zu einer Welle (Radantriebshalbwelle 6) und mit
einer korrespondierenden zweiten Kupplungshälfte (Kupplungs
klauen 35) koppelbar angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß in die Ausnehmung (Bohrung 4) eine Kunststofflaufbuchse
(50) eingesetzt ist, welche den Kolben (49) entlang besagter
Längsachse (Stellgliedlängsachse 44) führend aufnimmt.
2. Druckluftbetätigte Differentialsperre eines Kraftfahrzeuges
nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (49) in Richtung der Längsachse (Stellglied
längsachse 44) zumindest mittelbar an einem nachgiebigen
Kraftspeicher (Schraubendruckfeder 48) abstützbar ist.
3. Druckluftbetätigte Differentialsperre eines Kraftfahrzeuges
nach Patentanspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Längsachse (Stellgliedlängsachse 44) des Kolbens (49)
parallel versetzt zu einer Wellenlängsachse (geometrische
Längsachse 17) der Welle (Radantriebshalbwelle 6) angeordnet
ist, wobei der Kolben (49) mittels einer Gabel (Schaltgabel 39)
an der ersten Kupplungshälfte (Kupplungsklauen 38) abstützbar
ist.
4. Druckluftbetätigte Differentialsperre eines Kraftfahrzeuges
nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kunststofflaufbuchse (50) eine ringförmige Ausnehmung
(58) aufweist, in welcher ein Dichtring (Elastomerring 11) ein
gesetzt ist, der an einem lösbaren Bauteil (Zylinderdeckel 5)
des Hinterachsgetriebegehäuses (3) anliegt.
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