DE2043195C3

DE2043195C3 - Lockable bevel gears for vehicles, in particular for agricultural utility vehicles

Info

Publication number: DE2043195C3
Application number: DE19702043195
Authority: DE
Inventors: Hermann 7990 Friedrichshafen Stahl
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Filing date: 1970-09-01
Publication date: 1976-11-04

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein sperrbares Kegelräderausgleichgetriebe nach dem Oberbegriff des Palentanspruches 1.The invention relates to a lockable bevel gear differential according to the generic term of the Palent claim 1.

Zum Ausgleich verschiedener Radgeschwindigkeiten in einer Kurve werden in Kraftfahrzeugen sehr oft Ausgleichgetriebe in die Triebachse eingebaut; dabei Werden die Antriebskräfte gleichmäßig auf die beiden Kader einer Achse verteilt, so daß der Antrieb des Fahrzeuges stark abhängig ist von dem Reibungskoeffizienten zwischen Rad und Boden und ein Anfahren bei «inseitig schlechten Bodenverhältnissen somit erichwert wird. Um dies zu vermeiden, wurden Ausgleichgetriebesperren geschaffen, die selbsttätig oder &> durch Betätigen eines Schaltgliedes wahlweise eingerückt werden können.To compensate for different wheel speeds In a curve, differential gears are very often built into the drive axle in motor vehicles; included If the driving forces are evenly distributed between the two cadres of an axis, so that the drive of the The vehicle is heavily dependent on the coefficient of friction between the wheel and the ground and a start-up at «In this way, poor soil conditions are achieved. To avoid this, differential locks were used created that automatically or &> by actuating a switching element is optionally engaged can be.

Mit der DT-PS 10 68 567 ist ein Ausgleichgetriebe bekanntgeworden, bei dem das Ausgleichgetriebegehäuse ebenfalls durch eine zentrale Ausgleichgetriebe- ⁶S welle dargestellt wird, auf der die Achswellenkegelräder drehbar gelagert sind und mit der die im Antriebsteil gelagerten, die Ausgleichkegelräder tragenden Bol Das DT-Gbm 19 43 747 beschreibt ein Ausgleichgetriebe in geschlossener Bauweise, das mit einer unabhängig schaltbaren, als Ausgleichgetriebesperre wirkenden Vorrichtung zum Kuppeln der beiden anzutreibenden Hauptachsen versehen ist. Diese Vorrichtung ist hierbei als kraftschlüssig wirkende Kupplung ausgebildet, mittels der eines der Achswellenkegelräder mit dem Gehäuse des Ausgleichgetriebes kuppelbar ist. Dazu dient ein kegeliger, auf einen der Achswellenkegelräder relativ begrenzt drehbarer und axial verschiebbarer Reibring, an dessen Stirnseite in Hauptachsrichtung geneigte Keil- oder Schrägflächen angebracht sind, die mit entsprechend zugeordneten Gegenflächen des Ausgleichgetriebegehäuses zusammenwirken. With the DT-PS 10 68 567 a differential gear has become known in which the differential ^{gear housing is also represented by a central differential gear 6} S shaft on which the axle shaft bevel gears are rotatably mounted and with which the Bol Das DT, which is mounted in the drive part and carries the differential bevel gears -Gbm 19 43 747 describes a differential gear in a closed design, which is provided with an independently switchable, acting as a differential lock device for coupling the two main axles to be driven. This device is designed as a force-fit coupling, by means of which one of the axle shaft bevel gears can be coupled to the housing of the differential. A conical, axially displaceable friction ring, rotatable to a relatively limited extent on one of the side shaft bevel gears, is used for this purpose.

Diese Ausführung einer Ausgleichgetriebesperre hat sich ebenfalls gut bewährt, jedoch sind der technische Aufwand und damit die Herstellungskosten relativThis version of a differential lock has also proven itself, but the technical Effort and thus the manufacturing costs relative

Die Aufgabe der Erfindung ist es, unter Beibehaltung der aus dem DT-Gbm 19 43 747 bekannten Kraftübertragung ein lastschaltbares Ausgleichgetriebe zu schaffen, das bei gleichzeitiger Inanspruchnahme der offenen Bauweise mit zentraler Ausgleichgetriebewelle einen geringstmöglichen Bauaufwand erfordert.The object of the invention is to maintain the power transmission known from DT-Gbm 19 43 747 To create a power shift differential gear that, while using the open Construction with a central differential shaft requires the least possible construction effort.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the features specified in the characterizing part of patent claim 1.

Bei Verwendung eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Ausgleichgetriebes in einem Kraftfahrzeug ist es nunmehr möglich, die Ausgleichgetriebesperre einzurücken und somit das Ausgleichgetriebe zu sperren, ohne daß dazu das Fahrzeug stillgesetzt werden muß. Durch Betätigen eines Pedals oder eines Hebels von Hand oder durch eine Fußbewegung kann nämlich der Reibring auf das diesem zugeordneten Achswellenkegelrad gepreßt werden, so daß die mit diesem gekuppelte Welle mit dem Ausgleichgetriebegehäuse fest verbunden und das Ausgleichgetriebe blockiert ist. Der Antrieb des Fahrzeuges ist somit weitgehend unabhängig von unterschiedlichen Reibungskoeffizienten zwischen den Antriebsrädern und der Fahrbahn. Bei landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugen ist dies von besonderem Vorteil, da beispielsweise beim Pflügen die Bodenverhältnisse auf beiden Seiten der Antriebsräder sehr unterschiedlich sein können.When using a differential gear designed according to the invention in a motor vehicle it is now possible to engage the differential lock and thus lock the differential, without the vehicle having to be shut down. By pressing a pedal or a lever from By hand or by moving the foot, the friction ring can move onto the side gear bevel assigned to it be pressed so that the shaft coupled with this is fixed to the differential gear housing connected and the differential is blocked. The drive of the vehicle is thus largely independent of different coefficients of friction between the drive wheels and the roadway. At agricultural This is of particular advantage for commercial vehicles, for example because of the soil conditions when plowing can be very different on both sides of the drive wheels.

In den Zeichnungen ist ein in der Beschreibung näher erläutertes Ausführungsbeispiel eines sperrbaren Ausgleichgetriebes nach der Erfindung dargestellt. Hierbei zeigtIn the drawings one in the description is closer illustrated embodiment of a lockable differential gear according to the invention. Here indicates

F i g. 1 ein mit einer Sperrkupplung versehenes Ausgleichgetriebe im Axialschnitt undF i g. 1 a differential gear provided with a locking clutch in axial section and

F i g. 2 eine Teilabwicklung der die Anpreßkräfte erzeugenden Keilflächen des Ausgleichgetriebegehäuses und des Reibringes.F i g. 2 shows a partial development of the wedge surfaces of the differential gear housing that generate the contact pressure and the friction ring.

Ein in F i g. 1 dargestelltes und mit 1 bezeichnetes sperrbares Ausgleichgetriebe, das mit einer unter Last einschaltbaren Sperrkupplung 21 versehen und innerhalb eines Achsgetriebegehäuses 2 eingesetzt ist, be-One shown in FIG. 1 shown and designated 1 lockable differential gear provided with a lock-up clutch 21 that can be engaged under load and within an axle drive housing 2 is used, loading

steht aus einem Antriebszahnrad 3, zwei mittels Wälzlager 10 bzw. 11 auf einer Ausgleichgetriebewelle 12 drehbar gelagerter Achswellenkegelräder 4 und 5 sowie mit diesen kämmenden Ausgleichkegelrädern 6. Die Ausgleichkegelräder 6 sind hierbei auf Bolzen 7 in Ausnehmungen 8 des Antriebszahnradfs 3 drehbar gelagert, das Ober eine Keilverzahnung 9 drehfest auf der Ausgleichgetriebewelle 12 angeordnet istconsists of a drive gear 3, two by means of roller bearings 10 and 11 on a differential gear shaft 12 rotatably mounted axle shaft bevel gears 4 and 5 as well as differential bevel gears 6 meshing with them. The differential bevel gears 6 are rotatably mounted on bolts 7 in recesses 8 of the drive gear 3, the top of a spline 9 is rotatably arranged on the differential gear shaft 12

Die Sperrkupplung 21 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem Reibring 22 gebildet, der mit seiner kegeligen Reibfläche 23 mit einer an dem Achswellenkegelrad 4 angebrachten Gegenreibfläche 24 zusammenwirkt Zur Betätigung der Sperrkupplung 21 dient eine nicht dargestellte Schaltgabel, die in eine Schaltnut 25 des Reibringes 22 eingreift und mittels der dieser, entgegen der Kraft einer in einer Ausnehmung 30 des Reibringes 22 eingesetzten Zugfeder 31, in F i g. 1 nach links schiebbar ist. Mit dem Reibring 22 wirkt außerdem eine über Keilverzahnungen 32 und 33 drehfest mit der Ausgleichgetriebewelle 12 verbundene Stützscheibe 26 zusammen, die, wie insbesondere der F i g. 2 entnommen werden kann, mit in Umfangsrichtung geneigten Schrägflächen 27 ausgestattet ist. Der Reibring 22 weist zu diesem Zweck ebenfalls Schrägflächen 29 auf, die an axialen Vorsprüngen 28 angebrachtThe locking clutch 21 is formed in the embodiment shown from a friction ring 22, which with its conical friction surface 23 cooperates with a counter friction surface 24 attached to the side gear 4 To actuate the locking clutch 21 is a shift fork, not shown, which is in a Switching groove 25 of the friction ring 22 engages and by means of this, against the force of one in a recess 30 of the friction ring 22 used tension spring 31, in F i g. 1 can be pushed to the left. With the friction ring 22 In addition, a non-rotatably connected to the differential gear shaft 12 via splines 32 and 33 acts Support disk 26 together which, as shown in particular in FIG. 2 can be seen with in the circumferential direction inclined inclined surfaces 27 is equipped. The friction ring 22 also has inclined surfaces for this purpose 29 attached to axial projections 28

Um die Ausgleichwirkung des Ausgleichgetriebes 1 aufzuheben und zum die Sperrkupplung 21 einzurükken, ist lediglich der Reibring 22 in F i g. 1 nach links zu schieben. Dadurch wird dessen Reibfläche 23 auf die Gegenreibfläche 24 des Achswellenkegelrades 4 gepreßt und mitgenommen, wodurch bei einer Relativdrehung des Achswellenkegelrades 4 gegenüber dem Antriebszahnrad 3 die Schrägflächen 27 an den entsprechenden Schrägflächen 29 der mit dem Antriebszahnrad 3 über die Ausgleichgetriebewelle 12 drehfest verbundenen Stützscheibe 26 auflaufen. Dadurch wird die Anpreßkraft selbsttätig verstärkt und das Achswellenkegelrad 4 wird mit der Ausgleichgetriebe welle 12 kraftschlüssig verbunden, so daß das Ausgleichgetriebe 1 blockiert ist und beide Achswellenkegelräder jeweils mit gleicher Abtriebsdrehzahl umlaufen.In order to cancel the compensating effect of the differential 1 and to engage the locking clutch 21, is only the friction ring 22 in F i g. 1 to the left. As a result, its friction surface 23 is on the Opposite friction surface 24 of the side bevel gear 4 is pressed and entrained, as a result of which in a relative rotation of the Achswellenkegelrades 4 opposite the drive gear 3, the inclined surfaces 27 on the corresponding Inclined surfaces 29 with the drive gear 3 on the differential gear shaft 12 in a rotationally fixed connected support disc 26 run up. This automatically increases the contact pressure and the side gear 4 is positively connected to the differential shaft 12, so that the differential 1 is blocked and both side shaft bevel gears rotate at the same output speed.

Die durch die Schrägflächen 27 und 29 hervorgerufene Axialkraft ist wirksam, solange eine Drehmomentdifferenz zwischen der linken und der rechten Abtriebsseite besteht. Bei Drehmomentgleichheit dagegen wird durch die Zugfeder 31 der Reibring 22 in F i g. 1 nach rechts in die Ausgangslage zurückgezogen, so daß die Sperrkupplung 21 selbstätig gelöst ist.The axial force caused by the inclined surfaces 27 and 29 is effective as long as there is a torque difference exists between the left and the right output side. On the other hand, if the torque is the same is by the tension spring 31 of the friction ring 22 in F i g. 1 withdrawn to the right in the starting position, so that the locking clutch 21 is automatically released.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Lockable bevel gears for vehicles, especially for agricultural vehicles Commercial vehicles, with a drive part representing the differential gear housing, in which on bolts arranged bevel gears are rotatably mounted, each with a bevel gear on both sides are engaged and with a lock-up clutch that can be switched under load, which one arbitrarily axially ver ^ hfebbareit- and limited drejibarej J *? **? ".-, ring autelst «ler ^ pit ^ emeritteibfläghe RiH« Äer. - ' Counter friction surface can be brought into engagement on an axle shaft bevel gear, with the friction surface «5 before and the mating friction surface can be conical and on the friction and one on the drive part fastened component in the direction of the axis of the differential gear: inclined inclined surfaces provided are, whereby at relative speed between see the drive part and the side gear of the friction ring in the direction of engagement of the lock-up clutch is additionally charged, characterized in that in a known manner a central differential gear shaft · (12) provided * 5 hen is on which the side shaft bevel gears (4 and 5) are rotatably mounted and with which the differential bevel gears mounted in the drive part (drive gear 3) (6) bearing bolts (7) are firmly connected that the to the axis of the differential inclined inclined surfaces (29) supporting component (support disk 26) with the differential gear shaft (12) is firmly connected and that the friction ring (22) in the engagement position of its friction surface (23) with the Counter friction surface (24) on the side gear (4) axially against the force of a spring (tension spring 31) is slidable.

2. Differential gear according to claim 1, characterized in that the one acting on the friction ring (22) Spring designed as a tension spring (31), inserted into a recess (30) of the friction ring (22) and is attached to this and the support side (26).

zen are firmly connected. The blocking takes place within of the differential gear by engaging a stud bolt in the flange of a side gear and the drive wheel. The transfer of the locking effect to the drive wheels then takes place second Step by engaging a claw clutch for each of the right and left drive wheel shafts. The order has the disadvantage that both the inner and the outer lock are only switched when the vehicle is at a standstill