DE2033832A1 - Lubrication system for limit slip differentials - Google Patents
Lubrication system for limit slip differentialsInfo
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Description
Eaton YaIe & Towne Inc., 100, Erieview Plaza, Cleveland, Ohio/USAEaton YaIe & Towne Inc., 100, Erieview Plaza, Cleveland, Ohio / USA
"Schmiersystem für Grenz-Schlupf-Differentiale""Lubrication system for limit slip differentials"
Die Erfindung richtet sich auf ein Grenz-Schlupf-Differential, das insbesondere zur Verwendung in einer Fahrzeugachse geeignet ist, um auf jedes der Antriebsräder eines Fahrzeuges, z.B. eines Lastkraftwagens, ein Drehmoment positiv zu übertragen. Näher bezeichnet richtet sich die Erfindung auf ein wahlweise in Eingriff bringbares Grenz-Schlupf-Differential mit einer vorbelasteten Reibscheibenkupplungspackung und einem verbesserten Schmiersystem zur Schmierung der Lager und wichtiger noch, der Küpplungspackung zur Erhöhung der Lebensdauer derselben.The invention is directed to a limit slip differential which is particularly suitable for use in a vehicle axle is to be applied to each of the drive wheels of a vehicle, e.g. Lorry to positively transmit a torque. In more detail, the invention is directed to selectively engaged bringable limit slip differential with a preloaded friction disc clutch pack and an improved Lubrication system for the lubrication of the bearings and more importantly, the coupling packing to increase the service life of the same.
Der Vorteil eines Grenz-Schlupf-Differentials besteht darin, daß durch dessen Verwendung ein verbesserter Fahrzeugantrieb erreicht wird. Wenn ein Rad des Fahrzeuges auf einer schlüpfrigen Oberfläche und das andere auf einer trockenen Oberfläche steht, so schleudert das eine Rad nicht wie bei einem normalen Differential. Stajtt dessen überträgt ein Qrenz-Schlupf-Differential Drehmoment auf das andere Rad und das Fahrzeug ist in der Lage, sich zu bewegen. The advantage of a limit slip differential is that its use provides improved vehicle propulsion. If one wheel of the vehicle is on a slippery surface and the other is on a dry surface, one wheel will not spin like a normal differential. In addition, a differential slip differential transfers torque to the other wheel and the vehicle is able to move.
009886/1988009886/1988
Federbelastete Kupplungspackungen wurden in der Vergangenheit verwendet, um eine Grenz-Schlupfdifferentialwirkung zu erzielen. Die Pederbelastung schafft eine Sicherheit, die die Kupplungspackung durchdrehen läßt und verhindert unzulässige Beanspruchungen der Achswelle. Spring loaded clutch packs have been used in the past to provide a limit slip differential action. The Peder load creates a safety that allows the clutch pack to spin and prevents undue stress on the axle shaft.
In der US-Anmeldung Serial No. 626 216 vom 27.3.1967 ist eine federbelastete Reibungskupplung mit Grenz-Schlupf-Differential ■ beschrieben, die bereits gegenüber dem Stand der Technik Vorteile aufweist insofern, als diese in Eingriff"bringbar ist, sofern dies erforderlich ist. Beim1 Stand der Technik war die Einheit ständig in Eingriff. Dies erzeugte extrem hohen Verschleiß an den Kupplungsscheiben, die wenigstens in einem bestimmten Maß während der ganzen Betriebszeit des Fahrzeuges gegeneinanderrieben. In der vorerwähnten Anmeldung ist ein Schmiersystem beschrieben, welches Schmiermittel sowohl der Kupplungspackung äLs auch den Lagern und den Getrieben des Differentials zuführt. Das Systemprinzip ist hierbei in Fig. 1 der Zeichnung der vorerwähnten Anmeldung insbesondere dargestellt.In US application serial no. 626216 from 27.3.1967 a spring loaded friction clutch with limit slip differential ■ is described already in relation to the prior art has advantages in that it can be brought into engagement ", if necessary. In one prior art was the Unit constantly in engagement. This produced extremely high wear on the clutch disks, which at least to a certain extent rubbed against each other during the entire operating time of the vehicle The system principle is shown in particular in FIG. 1 of the drawing of the aforementioned application.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung des Sehmier systems gemäß der vorerwähnten Anmeldung und schafft vor allem eine positivere Schmierung der Kupplungspackung. The present invention relates to an improvement of the Sehmier system according to the aforementioned application and, above all, creates a more positive lubrication of the clutch pack.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt in Further features and details of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing, for example. This shows in
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: der vorerwähnten USA-Patentanmeldung Serial No. 626 216 ;und in ■: the aforementioned United States patent application Serial No. 626 216 ; and in ■
Fig. 2 einen Pig. I ähnlichen Schnitt durch einen Differentialmechanismus mit einem verbesserten Schmiersystem gemäß der Erfindung.Fig. 2 shows a pig. I similar section through a differential mechanism with an improved lubrication system according to FIG Invention.
Wie Fig. 1 zeigt, ist ein begrenztes Schlupfdifferential 10 in einem Gehäuse 14 angeordnet. Ein Differentialträger 12 ist am Gehäuse 14 .mittels eines Flansches 16 und Bolzen 1-8 befestigt. ™ In dem Differentialträger 12 ist eine öffnung 20 zur Aufnahme einer Lageranordnung 22 vorgesehen, welche aus zwei Rollenlagern 26 besteht, von denen jedes,einen äußeren Lagerkranz 24 und einen inneren Kranz und Rollen 28 aufweist. Die beiden inneren Kränze und Rollen 28 stützen drehbar das Eingangszahnrad 30 ab, das mittels eines Flansches 32 mit einer nichtgezeigten AntriebswelleAs shown in FIG. 1, a limited slip differential 10 is in a housing 14 is arranged. A differential carrier 12 is on Housing 14. Fastened by means of a flange 16 and bolts 1-8. ™ In the differential carrier 12 there is an opening 20 for receiving it a bearing assembly 22 is provided, which consists of two roller bearings 26, each of which, an outer bearing ring 24 and one has inner rim and rollers 28. The two inner wreaths and rollers 28 rotatably support the input gear 30, the by means of a flange 32 with a drive shaft, not shown
verbunden ist. ·connected is. ·
Ein Ringzahnrad 34 kämmt mit dem Eingangszahnrad 30 und ist an M einem topfförraigen Differentialgehäuse 47 mittels Bolzen 38 befestigt und drehbar abgestützt. Die Bolzen 38 halten ebenfalls eine Differentialgehäuseabdeckung 36 an Ort und Stelle. Die Differentialgehäuseabdeckung 36 weist eine sich axial erstrekkende Nabe 40 auf, die drehbar im Differentialträger 12 durch ein Rollenlager 42 abgestützt ist.A ring gear 34 meshes with the input gear 30 and is attached to M a topfförraigen differential housing 47 by bolts 38 and rotatably supported. The bolts 38 also hold a differential case cover 36 in place. The differential case cover 36 has an axially extending hub 40 that is rotatably supported in the differential carrier 12 by a roller bearing 42.
Die rechte Seite des Differentialgehäuses 47 ist in einem Lager 146 abgestützt. Das Differentialgehäuse 47 und das Ringzahnrad 34 bilden zusammen eine Kammer 44, welche einen Differentialmechanis-The right side of the differential case 47 is in a bearing 146 supported. The differential case 47 and the ring gear 34 together form a chamber 44, which has a differential mechanism
i-, 4 V 009886/1986 ·i-, 4 V 009886/1986
mus aufnimmt.mus absorbs.
Das Differentialgehäuse 47 weist zwei Hälften 48 und 50 auf» Die Hälfte 48 schließt einen Plansch 52 ein, mit dem das Ringzahnrad 34 befestigt ist. Die Differentialseitenzahnräder 54 und 56 sind auf Achswellen 58 und 60 verkeilt und kämmen mit Zahnrädern 62. Die Zahnräder 62 sind drehbar auf Differentialzahnräderwellen 64 montiert, deren Enden mit dem Differentialgehäuse 47 zwecks Drehung mit diesem befestigt sind. Die beiden Hälften 48 und 50 des Differentialgehäuses 47 werden durch Bolzen 66 zusammengehalten, die sich durch öffnungen 68 der Hälfte 50 und in Gewindebohrungen in der Hälfte 48 erstrecken.The differential case 47 has two halves 48 and 50 »The Half 48 includes a splash 52 with which the ring gear 34 is attached. The differential side gears 54 and 56 are keyed on axle shafts 58 and 60 and mesh with gears 62. The Gears 62 are rotatably mounted on differential gear shafts 64, the ends of which are attached to the differential case 47 for rotation therewith. The two halves 48 and 50 of the differential housing 47 are held together by bolts 66 which pass through openings 68 in half 50 and in threaded holes in the half 48 extend.
Eine Reibungskupplungspackung 70 ist innerhalb der Kammer 44 angeordnet. Reibscheiben 72 sind am Außenumfang in geeigneter Weise mit der linken Hälfte 48 verbunden. Die Reibscheiben 72 drehen' derart mit dem Ringzahnrad 34. Zwischen alternierende Reibscheiben sind Reibscheiben 74 eingeschoben, die an ihrem Innenumfang mit einem ringförmigen Zwischenzahnrad 88 verkeilt sind. Die Reibscheiben 74 drehen demnach mit dem ringförmigen Zwischenzahnrad 88. Die Scheiben 72 und 74 werden durch Kompressionsfedern 102 gegeneinander gedrückt.A friction clutch pack 70 is disposed within the chamber 44. Friction disks 72 are connected to the left half 48 on the outer circumference in a suitable manner. The friction disks 72 rotate in this way with the ring gear 34. Between alternating friction disks friction disks 74 are inserted, which are wedged on their inner circumference with an annular intermediate gear wheel 88. The friction disks 74 therefore rotate with the ring-shaped intermediate gear 88. The discs 72 and 74 are supported by compression springs 102 pressed against each other.
Eine Nabe 80 des Seitenzahnrades 54 erstreckt sich in die Kammer und weist Zähne 82 auf. Eine selektiv betätigbare Kupplung 85 weist ein ringförmiges Kupplungsgleitglied 86 auf. Zähne 87 an diesem können mit den Zähnen 82 des Seitenzahnrades 54 in Eingriff kommen. Ebeneo weist das ringförmige Zahnrad oder Reibscheibenantriebsglied 88 Zähne 90 auf, die mit Zähnen 89 des Kupplungsgleitgliedes 86 in Eingriff sind. Wenn das Gleitkupplungsglied 86 nach rechts gemäß Fig. 1 bewegt wird, kommen die Zähne 87 und 82 in EingriffA hub 80 of the side gear 54 extends into the chamber and has teeth 82. A selectively operable clutch 85 has an annular clutch slide member 86. Teeth 87 on this one can mesh with the teeth 82 of the side gear 54. Ebeno has the annular gear or friction disk drive member 88 teeth 90 that coincide with teeth 89 of the clutch slide member 86 are engaged. When the sliding coupling member 86 is moved to the right in FIG. 1, the teeth 87 and 82 come into engagement
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miteinander.together.
In der Linksposition (gestrichelt) der Fig. 1 sind die Zähne 87 und 82 außer Eingriffj obschon eine gewisse Überlappung der Zähne 89 und SO gegeben ist, so daß das ringförmige Zahnrad 88 und die Kupplungsmuffe 86 in Eingriff bleiben.The teeth 87 are in the left position (dashed line) in FIG. 1 and 82 disengaged although some overlap of the teeth 89 and SO is given so that the annular gear 88 and the Coupling sleeve 86 remain engaged.
Wenn das Glied 86 nach rechts bewegt wird, findet die folgende Aktion statt:When the link 86 is moved to the right, the following takes place Action instead:
Die Zähne 82 und 87 kommen in Eingriff, um eine positive Kupplung zwischen dem Ringzahnrad j>h und dem Seitenzahnrad 5^ über die Kupplungspackung 70, das Zwischenzahnrad 88 und das Kupplungszahnrad 86 zu bewirken. The teeth 82 and 87 mesh to effect a positive clutch between the ring gear j> h and the side gear 5 ^ via the clutch pack 70, the idler gear 88 and the clutch gear 86.
Derart werden das Ringzahnrad J>k und das Seitenzahnrad 5^ miteinander versperrt bis zu dem Punkt, an dem die Drehmomentbelastung der Achswelle 58 ein Rutschen der Kupplungspackung 70 bewirkt. In this way, the ring gear J> k and the side gear 5 ^ are locked together to the point at which the torque load on the axle shaft 58 causes the clutch pack 70 to slip.
Wenn das Ringzahnrad 3^ und das Seitenzahnrad 5^ miteiaander versperrt sind, können sich die Zahnräder 62 nicht drehen. Daher ist keine Differentialwirkung vorhanden und die Achswellen 58 und 60 drehen mit gleicher Geschwindigkeit.If the ring gear 3 ^ and the side gear 5 ^ are locked together, the gears 62 cannot rotate. Therefore, there is no differential action and the axle shafts 58 and 60 rotate at the same speed.
Das untere !Teil des Achsgehäuses bildet ein Schmiermittelreservoir 120, das 90P außer Stellung wiedergegeben ist. Ein ringförmiges Glied 122» das durch die Bolzen 66 an der Differentialgehäuse- hälft· 50 gehalten ist, bewegt sich durch das Reservoir 120, um Schmiermittel aufzunehmen. Das aufgenommene Schmiermittel auf der- The lower part of the axle housing forms a lubricant reservoir 120 which is shown 90P out of position. An annular member 122 'the hälft by the bolts 66 on the differential case X 50 is held, moving through the reservoir 120, to receive lubricant. The absorbed lubricant on the
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Außenseite des Gliedes 122 wird durch einen nichtschmirgelnden, schmiegsamen Schaber 126 entfernt, der an einer Wandung 128 befestigt ist. Eine Öffnung 130 führt das Schmiermittel von dem Schaber 126 zu einer Fließkammer 132. Eine öffnung 134 führt das Schmiermittel zur Lageranordnung 22, welche das Eingangszahnrad 30 abstützt. Eine öffnung 136 führt zu einem Durchtritt I38 in einer Nabe I1JO der Differentialgehäusehälfte 50. Dies schmiert das Lager 146 und führt Schmiermittel ferner in die Seitenzahn-P räder 54 und 56 und die Zahnräder ß2. Wenn die Zahnräder 54, 56,Outside of member 122 is removed by a non-abrasive, pliable scraper 126 attached to wall 128. An opening 130 guides the lubricant from the scraper 126 to a flow chamber 132. An opening 134 guides the lubricant to the bearing arrangement 22 which supports the input gear 30. An opening 136 leads to a passage I38 in a hub I 1 JO of the differential housing half 50. This lubricates the bearing 146 and also guides lubricant into the side tooth wheels 54 and 56 and the gears β2. When the gears 54, 56,
62 drehen, bewegt sich Schmiermittel durch in eine Kammer 148. Von dieser fließt das Schmiermittel durch Leitungen 15O zur Außenseite der Kupplüngspackung 70. Das Schmiermittel fließt von der Kupplungspackung 70 im wesentlichen längs der Außenseite des Kupplungsgliedes 86 ab, zurück zum Sumpf 120.62, lubricant moves through into a chamber 148. From this, the lubricant flows through lines 150 to the outside of the clutch pack 70. The lubricant flows from the clutch pack 70 essentially along the outside of the coupling member 86, back to the sump 120.
Bei der Konstruktion gemäß Pig. 1 hat es sich nun gezeigt, daß die Zentrifugalkraft das Schmiermittel auf die Außenseite der Kupplungspackung 70 wirft und damit die Innenseite der Kupplungspackung nicht genügend Schmierung erhält. Ausfälle der Kupplungspackungen waren das Ergebnis. In the construction according to Pig. 1 it has now been found that the centrifugal force throws the lubricant onto the outside of the clutch pack 70 and thus the inside of the clutch pack does not receive sufficient lubrication. Failures of the clutch packs were the result.
Gemäß der Erfindung wird nun ein neues Schmiermittelsystem zur Zufuhr von Schmiermittel in die Innenseite der Kupplungspackung, ebenso wie zum Außenkernumfang des Zahnrades 88 vorgesehen und damit eine Verbesserung der Schmierung während aller Arbeitszustände sowie eine neuartige Schmiermittelaufnahme und Schaberanordnung und eine neuartige Schmiermittelabführung. According to the invention, a new lubricant system is now provided for supplying lubricant to the inside of the clutch pack, as well as to the outer core circumference of the gear wheel 88 and thus an improvement in lubrication during all working conditions as well as a new type of lubricant intake and scraper arrangement and a new type of lubricant discharge.
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Wie Fig. 2 zeigt, sind axial-gerichtete öffnungen 152 in der linken Hälfte 48 des Differentialgehäuses 47 ausgebildet. Die öffnungen 152 führen von der Kammer 148 zum Innenumfang der Kupplungspackung 70, ebenso wie zum Außenumfang des Zahnrades 88. Diese Leitungen 152 führen direkt zu dem ringförmigen Zwischenzahnrad 88 und zwischen jede der Reibscheiben 72 und 74. Dies ist durch Erweitern des Spiels zwischen der Innenseite der Scheiben 74 und dem Außenkern- bzw. Wurzeldurchmesser bzw. Umfang des Zahnrades 88 ermöglicht. Wenn die Reibscheiben 72 und 7^ drehen, bewegt deren Zentrifugalkraft das Schmiermittel von der Innenseite ™ nach außen.As FIG. 2 shows, axially directed openings 152 are in the left half 48 of the differential housing 47 is formed. the Openings 152 lead from the chamber 148 to the inner circumference of the clutch pack 70, as well as to the outer circumference of the gear wheel 88. These lines 152 lead directly to the annular idler gear 88 and between each of the friction disks 72 and 74. This is by widening the play between the inside of the discs 74 and the outer core or root diameter or circumference of the gear 88 allows. When the friction disks 72 and 7 ^ rotate, moves whose centrifugal force pulls the lubricant from the inside ™ outward.
Dies bewirkt, daß das Schmiermittel sich radial auswärts längs der aneinanderliegenden Flächen der Reibscheiben nach außen zur Peripherie bewegt. Die Reibscheiben werden derart in Schmiermittel über ihre, gesamten Flächen gebadet.This causes the lubricant to move radially outwardly of the adjacent surfaces of the friction disks moved outwards to the periphery. The friction disks are so in lubricant bathed over their entire surfaces.
Zusätzlich bewegt sich Schmiermittel von den öffnungen 152 längs des Innenumfangs des Zwisehenringzahnrades 88 zur Schmierung der Λ Zähne 90 und ebenso der Zähne 89 des GleitkupplungsgliedesIn addition, lubricant moves from the openings 152 along the inner circumference of the intermediate ring gear 88 to lubricate the Λ teeth 90 and also the teeth 89 of the sliding coupling member
Das Schmiermittel tritt aus der Kammer 44 durch die Radialöffnungen 154 aus, die im Außenumfang des topfförmigen Differentialgehäuses 36 angeordnet sind. Die Größe der öffnungen 154 ist der-, art, daß Schmiermittel durch die öffnungen 152 schneller eintritt, als es durch die öffnungen 154 austritt. Derart wird genügend Schmiermittel ebenfalls dem Lager 42 und dem ringförmigen Kupplüngsglied 86 zugeführt.The lubricant exits the chamber 44 through the radial openings 154, which are arranged in the outer circumference of the cup-shaped differential housing 36. The size of the openings 154 is type of lubricant entering through openings 152 faster, as it exits through openings 154. In this way, sufficient lubricant is also provided to the bearing 42 and the annular coupling member 86 supplied.
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Die Differentialgehäusehälfte 50 ist mit einer zylindrischen Fläche 156 ausgebildet. Ein Schaber 158 aus nichtschmirgelndem, schmiegsamem Material ist an der Wandung 128 befestigt und erstreckt sich ein genügendes Stück auswärts, um mit der zylindrischen Fläche 156 in Kontakt zu stehen. Diese Anordnung schafft einen verbesserten Schmiermittelfluß zur Kammer 132, da der Schaber die Mündung der Auslaßleitung 130 vollständig überspannt. Dies erzeugt .einen Stoß auf das Schmiermittel, wenn sich dieses durch die öffnung 130 in die Kammer 132 bewegt.The differential housing half 50 is cylindrical with a Surface 156 is formed. A scraper 158 made of a non-abrasive, pliable material is attached to the wall 128 and extends outward enough to be in contact with cylindrical surface 156. This arrangement creates improved lubricant flow to chamber 132 as the scraper completely spans the mouth of outlet conduit 130. This creates an impact on the lubricant when it is moved through the opening 130 into the chamber 132.
Aus Vorstehendem ergibt sich, daß mit Vorteil von den Zentrifugalkräften Gebrauch gemacht wird, die in der Kupplungspackung 70 selbst zur Vorsehung ihrer eigenen Schmierung hervorgerufen werden. From the above it follows that the centrifugal forces are advantageous Use is made of those in the clutch pack 70 themselves to provide their own lubrication.
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Claims (1)
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