DE3345927A1 - Lockable differential gear for vehicles - Google Patents
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Abstract
Description
Sperrbares Ausgleichsgetriebe für FahrzeugeLockable differential gear for vehicles
Die Erfindung bezieht sich auf ein sperrbares Ausgleichsgetriebe für Fahrzeuge, wie es im Oberbegriff des Hauptanspruchs dargestellt ist.The invention relates to a lockable differential gear for Vehicles as shown in the preamble of the main claim.
Ein bekanntes Ausgleichsgetriebe läßt sich aus der DE-OS 32 12 495 entnehmen. Hier ist der Druckkolben als Hydraulikring in einem Deckel des Getriebegehäuses angeordnet.A known differential gear can be found in DE-OS 32 12 495 remove. Here the pressure piston is in the form of a hydraulic ring in a cover of the gearbox housing arranged.
Er drückt über eine Einrückkupplung und daran angebrachten Stiften auf eine Druckplatte, die wiederum das Lamellenpaket beaufschlagt. Das Lamellenpaket selbst stützt sich im-gesperrten Zustand an einem mit dem Ausgleichsgehäuse verschraubten Deckel ab.It pushes through an engagement clutch and pins attached to it on a pressure plate, which in turn acts on the plate pack. The lamella pack itself is supported in the locked state on a screwed to the differential housing Cover off.
Nach der Vorveröffentlichung schließt sich der Kraftfluß innerhalb des Ausgleichsgehäuses. Das gilt jedoch nur dann, wenn der Hydraulikring und das ihn beaufschlagende Drucköl nicht berücksichtigt werden. In diesem Fall, der die tatsächlichen Verhältnisse wiedergibt, verläuft der Kraftfluß über den Hydraulikring und Einrückkupplung zum Lamellenpaket, verpflanzt sich dort in das Ausgleichsgehäuse fort, überquert das Wälzlager, mit dem das Ausgleichsgehäuse im Getriebegehäuse gelagert ist, und kehrt schließlich über das Getriebegehäuse zurüc-k zum Druckraum.After the prior publication, the power flow closes within of the differential housing. However, this only applies if the hydraulic ring and the pressure oil applied to it are not taken into account. In this case, the the reflects actual conditions, the flow of force runs through the hydraulic ring and engagement clutch to the disk pack, transplanted there into the differential housing continues, crosses the rolling bearing that holds the differential housing in the gearbox is stored, and finally returns via the gear housing back to the pressure chamber.
Das genannte Wälzlager unterliegt daher der gesamten Druckbelastllrlg und es rnuß aus diesem Grunde entsprechend groß dirnensioniert werden. In vielen bällen ist aber ein großes Wälzlager an dieser Stelle nicht erwünscht.The rolling bearing mentioned is therefore subject to the entire pressure load and for this reason it must be dimensioned accordingly large. In many balls, however, a large roller bearing is not desirable at this point.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Ausgleichsgetriebe so auszubilden, daß der Krafthluß nicht über das dem Druckkolben abgewandte Wälzlager verläuft, mit dem das Ausgleichsgehäuse im Getriebegehäuse gelagert ist.The object of the invention is to provide a differential gear of the generic type to be trained so that the power flow does not go through the roller bearing facing away from the pressure piston runs with which the differential housing is mounted in the transmission housing.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention, the object is achieved with the features of the main claim solved. Advantageous further developments of the inventive concept emerge from the Subclaims.
Bei dem erfindungsgemäßen Ausgleichsgetriebe verläuft der Kraftschluß vom Druckkolben über die Zwischenglieder zum Lamellenpaket und zur Stützwand des Ausgleichsgehäuses und kehrt von dort über das Ausgleichsgehäuse zurück zu der Schulter, wander sich das Aufnahmeteil des Getriebegehäuses für den Druckkolben abstützt. Das vom Druckkolben abgewandte Wälzlager zwischen Ausgleichsgehäuse und Getriebegehäuse ist damit frei von der Belastung während des Sperrvorganges. Bei der Dimensionierung des Lagers muß daher auch keine Rücksicht auf diese Belastung genommen werden, mit der Folge, daß das Lager insgesamt kleiner dimensioniert werden kann. Damit ergibt sich neben dem Kostenvorteil auch eine kompaktere Bauweise des Ausgleichsgetriebes.In the differential gear according to the invention, the frictional connection takes place from the pressure piston via the intermediate links to the disk pack and to the support wall of the Differential housing and returns from there via the differential housing back to the shoulder, wander the receiving part of the gear housing for the pressure piston is supported. The roller bearing facing away from the pressure piston between the differential housing and the gear housing is thus free from the load during the locking process. When dimensioning of the camp does not have to take this burden into account the consequence that the bearing can be made smaller overall. So that results In addition to the cost advantage, there is also a more compact design of the differential gear.
Die Stützschulter für das Aufnahmeteil läßt sich durch geeignete Ausformung des Ausgleichsgehäuses einstückig mit diesem ausführen. Es kann aber auch vortctilhaft sein, hierfür ein getrenntes Bauteil vorzusehen, das jedoch fest mit dem Ausgleichsgehäuse verbunden ist. Eine solche Ausführung ist beispielsweise dann gegeben, wenn das getrennte Bauteil zu weiteren Funktionen wie Drehzahlmessung oder ähnlichem herangezogen wird.The support shoulder for the receiving part can be formed by suitable shaping of the differential housing in one piece with it. But it can also be advantageous be to provide a separate component for this, but firmly attached to the differential housing connected is. Such a design is given, for example, if the separate component used for other functions such as speed measurement or the like will.
Durch den Umstand, daß der Druckkolben des gattun-gsgemäße Ausgleichsgetriebes außerhalb des Ausgleichsgehäuses angeordnet ist, das Lamellenpaket jedoch innerhalb, ist es aus konstruktiver Sicht und für einen leichteren Zusammenbau des Ausgleichsgetriebes vorteilhaft, die Zwischenglieder zwischen Druckkolben und Lamellenpaket in zwei Bauteile zu unterteilen. Dabei ist das erste Bauteil als überbrückungsring außerhalb des Ausgleichsgehäuses angeordnet. Zur eindeutigen Lagefixierung ist er zweckmäßigerweise auf einer Zylindergleitfläche des Ausgleichsgehäuses geführt. Der überbrückungsring wird vom Druckkolben beaufschlagt. Da er jedoch mit dem Ausgleichsgehäuse umläuft, der Druckkolben dagegen feststeht, müssen.diese Bauteile zwangsläufig gegeneinander verdrehbar sein.I2is wird gemäß einer Ausbildung der Erfindung mit einem Axiallager erreicht, das in der Lage ist, die Druckkräfte sicher aufzunehmen. Das überbrückungsglied weist außerdem am Unfang verteilt mehrere axiale fingerartige Fortsätze auf, die über Durchbrüche in das Innere des Ausgleichsgehäuses greifen. Sie stellen damit die Verbindung zwischen dem Außenbereich und dem Innenbereich her.Due to the fact that the pressure piston of the generic differential gear is arranged outside the differential housing, but the disk pack inside, it is over constructive point of view and for easier assembly of the differential gear advantageous, the intermediate links between the pressure piston and To subdivide the disk pack into two components. The first component is used as a bridging ring arranged outside the differential housing. For a clear fixation of the position he is expediently guided on a cylinder sliding surface of the differential housing. The bridging ring is acted upon by the pressure piston. However, since he is with the differential housing rotates while the pressure piston is stationary, these components must inevitably face one another Be rotatable.I2is is according to one embodiment of the invention with a thrust bearing achieved that is able to safely absorb the pressure forces. The bridging link also has a plurality of axial finger-like projections distributed around the circumference that Reach through openings in the interior of the differential housing. You pose with it the connection between the outside area and the inside area.
Das Gegenstück zu dem überbrückungsring bildet ein das Lamellenpaket beaufschlagender Druckring. Dieser Druckring geht in axiale gabelartige Arme über, die mit ihren freien Enden an den Fortsätzen des Überbrückungsringes anstoßen.The counterpart to the bridging ring is formed by the disk pack acting pressure ring. This pressure ring goes over into axial fork-like arms, which abut with their free ends on the extensions of the bridging ring.
Der Druckring ist über diese Gabelarme im Inneren des Ausgleichsgehäuses geführt. Um sicherzustellen, daß die Arme des Druckringes und die Fortsätze des überbrückungsringes aufeinandertreffen, dürfen sich diese beiden Ringe nicht relativ zum Ausgleichsgehäuse verdrehen. Beim Überbrükkungsring ist der Verdrehschutz durch geeignete Dimensionierung der Durchbrüche und deren Zusammenwirken mit den Fortsätzen gewährleistet. Beim Druckring ist es zweckmäßig, die Gabelarme im Bereich ihrer Führungen der Kontur der inneren, in der Regel teilweise gerundeten Oberfläche des Ausgleichsgehäuses nachzubilden. Dadurch läßt sich der Druckring ebenfalls nicht aus seiner Lage herausdrehen.The pressure ring is inside the differential housing via these fork arms guided. To ensure that the arms of the pressure ring and the extensions of the bridging ring meet, these two rings must not be relative turn towards the differential housing. In the case of the bridging ring, the anti-twist protection is through suitable dimensioning of the openings and their interaction with the extensions guaranteed. In the case of the pressure ring, it is useful to place the fork arms in the area of their Guides the contour of the inner, usually partially rounded surface of the To simulate compensating housing. This also prevents the pressure ring unscrew from its position.
In einer vorteilhaften Ausführung liegt zwischen dem Lamellenpaket und der Stützwand eine Tellerfeder. Die Tellerfeder bewirkt über das Lamellenpaket und den Zwischengliedern eine Rückstellung des Druckkolbens nach Beendigung des Sperrvorganges. Außerdem bringt sie die erforderliche Vorspannkraft für das zwischen dem Überbrückungsring und Druckkolben angeordnete Axiallager auf.In an advantageous embodiment lies between the disk pack and the support wall a disc spring. The disc spring works via the plate pack and the intermediate members a return of the pressure piston after completion of the Locking process. In addition, it brings the necessary preload force for the between the bridging ring and pressure piston arranged on thrust bearings.
Um ein möglichst reibungsfreies Abrollen des Aufnahmeabschnittes des'Getriebegehäuses an der Schulter des Ausgleichsgehäuses zu erhalten, ist es in einer weiteren Ausführung der Erfindung zweckmäßig, zwischen diesen beiden Abschnitten ebenfalls ein Wälzlager vorzusehen.In order to allow the receiving section of the transmission housing to roll with as little friction as possible To get on the shoulder of the differential housing, it is in a further version expedient of the invention, also a roller bearing between these two sections to be provided.
Das erfindungsgemäße Ausgleichsgetriebe eignet sich sowohl für den Antrieb von Radantriebswellen einer einzigen Achse, als auch'im Zusammenbau mit einem erteilergetriebe, das bei einem Vierradantrieb die Antriebskräfte auf die vorderen und hinteren Fahrzeugräder verteilt. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß das Ausgleichsgetriebe, soweit es nicht die erfindung beinhaltet, in allen herkömmlichen Bauarten ausgelegt sein kann, so beispielsweise in einer Kegelrad-, Stirnrad- oder auch in einer Planetenradausführung.The differential gear according to the invention is suitable for both Drive of wheel drive shafts on a single axle, as well as in assembly with a transfer case which, in a four-wheel drive, transfers the driving forces to the front and rear vehicle wheels distributed. For the sake of completeness, mentioned that the differential gear, as far as it does not include the invention, in all conventional designs can be designed, for example in a bevel gear, Spur gear or a planetary gear version.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert und in der dazugehörigen Zeichnur.g näher dargestellt.The following is a preferred embodiment of the invention explained and shown in more detail in the associated drawing.
Die Zeichnu-ng zeigt in der einzigen Figur ein sperrbares Ausgleichsgetriebe nach der Erfindung für den Achsantrieb eines Kraftfahrzeuges. Es ist ein feststehendes Getri.ebegehäuse erkennbar, das aus mehreren Abschnitten besteht, nämlich aus dem Grundgehäuse 1, zwei seitlich angescKlraubten Deckeln ib und ic sowie einem Aufnahmeabschnitt id.The drawing shows a lockable differential gear in the single figure according to the invention for the final drive of a motor vehicle. It's a fixed one Getri.ebegehäuse recognizable, which consists of several sections, namely from the Basic housing 1, two laterally screwed-on covers ib and ic and a receiving section id.
Ein Ausgleichsgehäuse 2 ist über Wälzlager 3a, 3b drehbar in den Gehäusedeckeln 1 b, c des Getriebegehäu.ies ge- lagert. Das Ausgleichsgehäuse 2 weist ein Antriebszahnrad 4 auf, das mit einem Antriebsritzel 5 kämmt. Im Innern des Ausgleichsgehäuses sind Ausgleichskegelräder 6 angeordnet, von denen der Einfachheit halber nur eines dargestellt ist. Die Ausgleichskegelräder kämmen mit Abtriebszahnräder 7a, b, die wiederum als Kegelräder ausgelegt sind. Mit den Abtriebszahnrädern 7a, b sind über eine Keilverzahnung unverdrehbar Achswellen 8a, b verbunden.A differential housing 2 can be rotated in the housing covers via roller bearings 3a, 3b 1 b, c of the gearbox housing stores. The differential housing 2 has a drive gear 4 which meshes with a drive pinion 5. At the inside of the differential housing are arranged differential bevel gears 6, of which the simplicity for the sake of only one is shown. The differential bevel gears mesh with output gears 7a, b, which in turn are designed as bevel gears. With the output gears 7a, b are non-rotatable axle shafts 8a, b connected via a spline.
Soweit entspricht das dargestellte Ausgleichsgetriebe den gebräuchlichen Ausführungen. Auf eine weitere detaillierte Beschreibung der Teile, die nicht unmittelbar mit der Erfindung zusammenhängen, wird daher verzichtet.As far as the differential gear shown corresponds to the common ones Executions. On a more detailed description of the parts that are not immediately related to the invention is therefore dispensed with.
Ein Kupplungslamellenpaket, insgesamt mit 9 bezeichnet, ist zwischen dem Abtriebszahnrad 7a und dem Ausgleichsgehäuse 2 angeordnet. Dabei sind die Kupplungslamellen 9a über eine Keilverzahnung auf dem Schaftrücken des Abtriebszahnrads 7a unverdrehbar auf diesem gehalten, während die Kupplungslamellen 9b über eine ähnliche Verzahnung unverdrehbar im Ausgleichsgehäuse gehalten sind. Die Kupplungslamellen 9a, b wechseln sich in ihrer Reihenfolge ab, so daß zwischen zwei Kupplungslamellen der einen Art sich eine Kupplungslamelle der anderen Art befindet. Insgesamt sind die Kupplungslamellen 7a, b axial verschiebbar in Richtung einer Stützwand 2a, die senkrecht zu einer Achse 10 steht und einen Teil des Ausgleichsgehäuses 2 bildet.A clutch plate pack, designated as a whole by 9, is between the output gear 7a and the differential housing 2 are arranged. Here are the clutch plates 9a non-rotatable via a spline on the shaft back of the output gear 7a held on this, while the clutch plates 9b have a similar toothing are held in the differential housing so that they cannot rotate. Change the clutch plates 9a, b in their order, so that between two clutch plates of the one type there is a clutch plate of the other type. Overall are the clutch plates 7a, b axially displaceable in the direction of a support wall 2a which is perpendicular to a Axis 10 is and forms part of the differential housing 2.
Die Achse 10 definiert für die vorliegende Erfindung die angesprochene axiale Richtung. Zwischen dem Lamellenpaket 9 und der Stützwand 2a ist eine Tellerfeder 11 eingelegt.The axis 10 defines the addressed for the present invention axial direction. A disk spring is located between the disk pack 9 and the support wall 2a 11 inserted.
Der Stützwand 2a gegenüberliegend- befindet sich außerhalb des Ausgleichsgehäuses 2 ein Druckkolben 12, der wiederum in dem Aufnahmeabschnitt 1d des Getriebegehäuses 1 axial verschiebbar geführt ist. Der Druckkolben 12 weist die Forrn eine Ringkolbens auf und wirkt über einen überbrükkungsring 13 auf einen Druckring 14. Ein Axiallager 15 zwischen dem Druckkolben 12 und dem überbrückungsring 13 ermöglicht eine- relative Verdrehbarkeit dieser beiden Teile.The support wall 2a opposite is located outside the equalizing housing 2, a pressure piston 12, which in turn is in the receiving section 1d of the transmission housing 1 axial is slidably guided. The pressure piston 12 has the form an annular piston and acts via a bridging ring 13 on a pressure ring 14. An axial bearing 15 between the pressure piston 12 and the bridging ring 13 allows a relative rotatability of these two parts.
Auf einer äußeren zylindrischen Lauffläche 2b des Ausgleichsgehäus-es 2 läßt sich der überbrückungsring 13 axial verschieben. Außerdem weist der überbrückungsring 13 am Umfang verteilt axiale Fortsätze 13a auf, die über Durchbrüche 2c des Ausgleichsgehäuses 2 in dessen Innere greifen. Die Anzahl der Fortsätze 13a auf dem Uberbrückungsring 13 richtet sich nach den jeweils konstruktiven Erfordernissen. Um ein Verkanten des überbrückungsringes 13 zu vermeiden, sind mindestens zwei sich gegenüberliegende Fortsätze 13a notwendig. Die Durchbrüche 2c in dem Ausgleichsgehäuse 2 sind auf die Anzahl und die sich in Umfangsrichtung erstreckende Breite der Fortsätze abgestimmt. Dabei ist die Größe des jeweiligen Durchbruches 2c so gewählt, daß einerseits der Fortsatz 13a mit wenig Spiel hindurchgeschoben werden kann.On an outer cylindrical running surface 2b of the differential housing-es 2, the bridging ring 13 can be moved axially. In addition, the bridging ring 13 on the circumference distributed axial extensions 13a, which over openings 2c of the differential housing 2 grip inside. The number of extensions 13a on the bridging ring 13 depends on the respective design requirements. To tilt to avoid the bridging ring 13, at least two are opposite Extensions 13a necessary. The openings 2c in the differential housing 2 are open the number and the circumferential width of the extensions matched. The size of the respective opening 2c is chosen so that on the one hand the Extension 13a can be pushed through with little play.
Im Innern de-s -Ausgleichsgehäuses 2 stoßen die Fortsätze 13a auf axiale gabelartige Arme 14a des Druckringes 14.In the interior of the equalizing housing 2, the extensions 13a come up axial fork-like arms 14a of the pressure ring 14.
Der Druckring 14 selbst liegt am Lamellenpaket 9 an. Die Arme 14a liegen an der Innenwand des Ausgleichsgehäuses 2 an und bilden mit dieser zusammen eine axiale Führung. Zugleich sind die Arme 14a so der gekrümmten Kontur - in Umfangsrichtung gesehen - dieser Innenwand nachgebildet, daß ein Verdrehen zwischen dem Druckring 14 und dem Ausgleichsgehäuse 2 nicht stattfinden kann. Die Breite der Arme 14a kann in UmSangsrichtung so gewählt werden, daß auf sie ei oder mehrere Fortsätze 13a des Überbrückungsring.es 13 wirken können. Hiernach richtet sich auch die Anzahl der Arme 14a, im einfachsten Fall sind hier ebenfalls zwei, in Umfangsrichtung sich gegenüberliegende Arme 14a vorgesehen.The pressure ring 14 itself rests on the disk pack 9. The arms 14a lie on the inner wall of the differential housing 2 and form together with it an axial guide. At the same time, the arms 14a are of the curved contour - in the circumferential direction seen - this inner wall simulated that twisting between the pressure ring 14 and the differential housing 2 can not take place. The width of the arms 14a can are chosen in the circumferential direction so that one or more extensions 13a of the bridging ring.es 13 can act. The number is also based on this the Arms 14a, in the simplest case there are also two, in Circumferentially opposing arms 14a are provided.
Der Aufnahmeabschnitt 1d des Getriebegehäuses 1 sitzt verdrehbar auf einem fest mit dem Ausgleichsgehäuse 2 verbundenen Bauteil 16. Das Bauteil 16 bildet in Radlalrichtung eine Schulter 16a aus, die der Stützwand 2a des Ausgleichsgehäuses 2 gegenüberliegt und an die sich der Aufnahmeabschnitt 1d über ein Lager 17 anlegt. Das Lager 17, das in der Zeichnung symbolisch angedeutet ist, soll als axiales Wälzlager ausgeführt sein. Der Aufnahmeabschnitt 1d weist einen Stutzen 18 auf für den Anschluß einer nicht gezeichhepten hydraulischen Druckleitung. Die Bohrung des Anschlußstutzens 18 ist über einen Kanal 18a mit dem Druckraum 19 verbunden. Der Druckraum 19 wird-gebildet von der inneren Wandfläche des Aufnahmeabschnitts 1d einerseits und der inneren Stirnfläche des Druckkolbens 12 andererseits.The receiving section 1d of the gear housing 1 is seated in a rotatable manner a component 16 firmly connected to the differential housing 2. The component 16 forms in the radial direction a shoulder 16a, that of the support wall 2a of the differential housing 2 and against which the receiving section 1d rests via a bearing 17. The bearing 17, which is indicated symbolically in the drawing, is intended as an axial roller bearing be executed. The receiving section 1d has a connecting piece 18 for the connection a hydraulic pressure line, not shown. The bore of the connecting piece 18 is connected to the pressure chamber 19 via a channel 18a. The pressure space 19 is-formed from the inner wall surface of the receiving portion 1d on the one hand and the inner End face of the pressure piston 12 on the other hand.
Soll das Ausgleichsgetriebe gesperrt werden, d.h. die Ausgleichsfunktion des Getriebes unterbunden werden, fließt Drucköl über den Stutzen 18 in den Druckraum 19. Der sich aufbauende Druck schiebt den Kolben 12 axial in Richtung des Lamell.enpakets 9. über den überbrückungsring 13 und den Druckring 14 preßt er dieses zusammen. Das Lamellenpaket 9 selbst stützt sich über die Teller feder 11 an der Stützwand 2a ab. Andererseits stützt sich der -Aufnahmeabschnitt 1d an der Schulter 16a des fest mit dem Ausgleichsgehäuse 2 verbundenen Bauteils 16 ab, so daß der Kraftfluß insgesamt über das Ausgleichsgehäuse 2 geschlossen wird.Should the differential be locked, i.e. the compensation function of the transmission are prevented, pressurized oil flows through the nozzle 18 into the pressure chamber 19. The pressure that builds up pushes the piston 12 axially in the direction of the lamellar assembly 9. He presses this together via the bridging ring 13 and the pressure ring 14. The disk pack 9 itself is based on the plate spring 11 on the support wall 2a from. On the other hand, the receiving portion 1d is supported on the shoulder 16a of the firmly connected to the differential housing 2 component 16, so that the power flow is closed overall via the differential housing 2.
Das Lager 3a zwischen dem Ausgleichsgehäuse 2 und dem Getriebegehäuse 1 bleibt während des Sperrvorganges belastungs frei.The bearing 3a between the differential housing 2 and the gear housing 1 remains unencumbered during the locking process.
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