DE3609293A1 - Self-locking differential, in particular for motor vehicles - Google Patents

Self-locking differential, in particular for motor vehicles

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Abstract

In order to provide a self-locking differential in which the spreading forces brought about by the tooth engagements between the differential bevel gears and the axle shaft bevel gears are converted into a considerably larger locking effect than is possible with present-day embodiments, a new and hitherto unknown involvement of the differential bevel gears in the generation of the locking effect is proposed, this involvement being such that the locking effect rises both with the increase of the torque and of the travelling speed, this being the ideal. Differentials according to the invention thus automatically contribute to directional stability, improving the straight-line stability of motor vehicles with increasing speed and reducing sensitivity to side winds.

Description

Selbstsperrendes Ausgleichsgetriebe, Self-locking differential gear,

insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein selbstsperrendes Ausgleichsgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. especially for motor vehicles The invention relates to a self-locking Differential gear, in particular for motor vehicles, according to the preamble of the main claim.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, selbstsperrende Ausgleichsgetriebe der vorgenannten Art durch eine neue und bis jetzt nicht bekannte Einbeziehung der Ausgleichskegelräder in das Zustandekommen der Sperrwirkung so weiterzuentwickeln, daß wesentlich höhere Sperrwerte bei einer wesentlich günstigeren Wirkungsweise erreicht werden.The invention is based on the object of self-locking differential gears of the aforementioned type through a new and hitherto unknown inclusion of the To further develop differential bevel gears in order to achieve the locking effect, that much higher blocking values with a much more favorable mode of operation can be achieved.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen der Patentansprüche gelöst. In der Zeichnung ist eine mögliche Ausführungsform dargestellt, die im folgenden zusammen mit ihren Vorteilen beschrieben wird. Es zeigen Fig.l einen Längsschnitt durch ein. selbstsperrendes Ausgleichsgetriebe gemäß der Erfindung, Fig.2 eine Teil- Draufsicht auf die Bremsvorrichtung, mit der der Außendurchmesser der Ausgleichskegelräder abgebremst wird, und Fig.3 eine Draufsicht auf eines der Zwischenglieder, welche die Achswellenkegelräder beaufschlagen und dabei den zylindrischen Hals der Ausgleichskegelräder über Schrägflächen abbremsen.This object is according to the invention with the characterizing features of the claims solved. The drawing shows a possible embodiment, which is described below together with its advantages. It shows Fig.l a longitudinal section through a. self-locking differential gear according to the invention, 2 shows a partial plan view of the braking device, with which the outer diameter the differential bevel gears is braked, and FIG. 3 is a plan view of one of the Intermediate members that act on the side bevel gears and thereby the cylindrical Brake the neck of the differential bevel gears over inclined surfaces.

Das selbstsperrende Ausgleichsgetriebe ist im Achsgetriebegehäuse 2 drehbar gelagert und wird über das Tellerrad 3 vom Motor des Kraftfahrzeuges angetrieben. Es besteht aus dem Ausgleichsgetriebegehäuse 1, den beiden Ausgleichskegelrädern rädern 4, die im Eingriff stehen mit den beiden Achswellenkegelrädern 12, welche die Achswellen 26 antreiben, wobei die von den Verzahnungen 5, 14 bewirkten Spreizkräfte 28, 29 entstehen, die zur Beaufschlagung von Reibmitteln für die Sperrvorrichtung benutzt werden.The self-locking differential gear is in the axle gear housing 2 rotatably mounted and is driven by the motor vehicle engine via the ring gear 3. It consists of the differential gear housing 1, the two differential bevel gears wheels 4, which are in mesh with the two side bevel gears 12, which are the axle shafts 26, the expansion forces 28, 29 arise that used to apply friction means for the locking device will.

Die zwei gegenüberliegend angeordneten Ausgleichskegelräder 4 sind mittels eines Zugankers 9 zu einer zugfesten aber in sich verdrehbaren Einheit verbunden, die im Ausgleichsgetriebegehäuse 1 axial verschiebbar gelagert ist. Die zugfeste aber in sich verdrehbare Verbindung des Zugankers mit den Ausgleichskegelrädern erfolgt mit Hilfe von axial beaufschlagten Reibungsbremsen, die Konusbremsen sind, welche von kegelförmigen Köpfen 10, 22 des Zugankers 9 gebildet werden, gegen die kegelförmige Bohrungen 11 der Ausgleichskegelräder von einer zentral angeordneten Feder 19 gedrückt werden. Hierbei wird der Druck der Feder 19 mit Hilfe von Zwischengliedern 17, die mit Schrägflächen 27 versehen sind, verstärkt auf die Ausgleichskegelräder 4 mittels einer Konusbremse 7 übertragen.The two oppositely arranged differential bevel gears 4 are connected by means of a tie rod 9 to form a tensile but rotatable unit, which is mounted in the differential gear housing 1 so as to be axially displaceable. The tensile one but twistable connection of the tie rod with the differential bevel gears takes place with the help of axially applied friction brakes, which are cone brakes, which are formed by conical heads 10, 22 of the tie rod 9, against the conical bores 11 of the differential bevel gears from a centrally arranged Spring 19 are pressed. Here, the pressure of the spring 19 with the help of intermediate links 17, which are provided with inclined surfaces 27, reinforced on the differential bevel gears 4 transferred by means of a cone brake 7.

Die Ausgleichskegelräder weisen anschliessend an die Konusbremse 7 einen zylindrischen Hals 6 auf, der von den Schrägflächen 21 von anderen Zwischengliedern 16 abgebremst wird, welche die Achswellenkegelräder 12 beaufschlagen.The differential bevel gears then face the cone brake 7 a cylindrical neck 6 supported by the inclined surfaces 21 of other intermediate members 16 is braked, which act on the side bevel gears 12.

Der Außendurchmesser 8 der Ausgleichskegelräder ist Teil einer zylindrischen Reibungsbremse, die von einem im Ausgleichsgetriebegehäuse verankerten Bremsschuh 23 radial beaufschlagt wird, wobei die Beaufschlagung P mit Hilfe einer Schrägfläche 24 und einer Feder 25 zustandekommt. Der Bremsschuh 23 ist als Fliehgewicht ausgebildet, sodaß über die Schrägfläche 24 und die bei Rotation entstehende Zentrifugalkraft eine Verstärkung der Anpresskraft P zustandekommt.The outer diameter 8 of the differential bevel gears is part of a cylindrical one Friction brake operated by a brake shoe anchored in the differential housing 23 is applied radially, the application P with the aid of an inclined surface 24 and a spring 25 comes about. The brake shoe 23 is designed as a flyweight, so that via the inclined surface 24 and the centrifugal force generated during rotation an increase in the pressing force P comes about.

Die schon erwähnten Zwischenglieder 16, welche die Achswellenkegelräder beaufschlagen, werden mittels der Tellerfeder 18 mit ihren Bremskegeln 15 in kegelförmige Bohrungen der Achs Achswellenkegelräder 12 gedrückt und mit diesem Druck werden die kegelförmigen Außendurchmesser 13 der Achswellenkegelräder in kegelförmige Bohrungen des Ausgleichsgetriebegehäuses gedrückt, sodaß vier weitere Konusbremsen für die Sperrvorrichtung in an sich bekannter Weise gebildet werden. Die Tellerfedern 18 stützen sich über Scheiben 20 an den Zwischengliedern 17 unter Bildung einer leichten Bremswirkung ab.The already mentioned intermediate members 16, which the side shaft bevel gears act on, are by means of the plate spring 18 with their brake cones 15 in conical Holes in the axle Axle bevel gears 12 pressed and with this Pressure are the conical outer diameter 13 of the side bevel gears in conical Bores of the differential housing pressed, so that four more cone brakes be formed for the locking device in a known manner. The disc springs 18 are based on discs 20 on the intermediate members 17 to form a slight braking effect.

Die neue und bis jetzt nicht bekannte Einbeziehung der Ausgleichskegelräder 4 in das Zustandekommen der Sperrwirkung hat nicht nur den Vorteil, daß die von den Zahneingriffen 5, 14 bewirkten Spreizkräfte in eine wesentlich größere Sperrwirkung umgewandelt werden als es die bis jetzt bekannten Ausführungsformen vermögen, sondern auch noch den weiteren Vorteil einer günstigeren Wirkungsweise. Diese bis jetzt nicht bekannte Wirkungsweise kommt durch die Ausnützung der auf die Ausgleichskegelräder 4 und die Bremsschuhe 23 einwirkenden Zentrifugalkraft zustande, welche die Sperrwirkung mit dem Quadrat der Drehzahl ansteigen läßt, mit der das Ausgleichsgetriebegehäuse im Achsgehäuse rotiert. Selbstsperrende Ausgleichsgetriebe gemäß der Erfindung werden hierdurch automatisch zu Fahrstabilisatoren, die den Geradeauslauf von Kraftfahrzeugen mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit verbessern und die Seitenwindempfindlichkeit verringern.The new and previously unknown inclusion of the differential bevel gears 4 in the creation of the locking effect not only has the advantage that the from the tooth engagements 5, 14 caused expanding forces in a much greater locking effect are converted than the previously known embodiments, but also the further advantage of a more favorable mode of action. This until now unknown mode of action comes from the utilization of the differential bevel gears 4 and the brake shoes 23 acting centrifugal force, which creates the locking effect can increase with the square of the speed with which the differential gear housing rotates in the axle housing. Self-locking differential gear according to the invention will be as a result, automatically to driving stabilizers that the directional stability of motor vehicles improve with increasing driving speed and the sensitivity to crosswinds to decrease.

Ihre Sperrwirkung steigt in idealer Weise sowohl mit der Zunahme des Drehmomentes als auch der Fahrgeschwindigkeit an.Their blocking effect ideally increases with the increase in the Torque as well as the driving speed.

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Claims (9)

Selbstsperrendes Ausgleichsgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Patentansprüche: 1. Selbstsperrendes Ausgleichsgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem angetriebenen und im Achsgetriebegehäuse drehbar gelagerten Ausgleichsgetriebegehäuse, innerhalb dessen sich die Ausgleichskegelräder befinden, die mit den beiden Achswellenkegelrädern im Eingriff stehen, wobei die von diesen Zahneingriffen bewirkten Spreizkräfte zur Beaufschlagung von Reibmitteln für die Sperrvorrichtung benutzt werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwei gegenüberliegende Ausgleichskegelräder (4) mittels eines Zugankers (9) zu einer zugfesten aber in sich verdrehbaren Einheit verbunden sind, die im Ausgleichsgetriebegehäuse (1) axial verschiebbar gelagert ist. Self-locking differential gear, in particular for motor vehicles Claims: 1. Self-locking differential gear, especially for motor vehicles, with a driven differential gear housing rotatably mounted in the axle gear housing, within which the differential bevel gears are located, those with the two side shaft bevel gears are in engagement, the expansion forces caused by these tooth engagements for Application of friction means are used for the locking device, d a d u r c h g e k e n n n n z e i c h n e t that two opposing differential bevel gears (4) by means of a tie rod (9) to a tensile strength but rotatable unit are connected, which are mounted axially displaceably in the differential gear housing (1) is. 2. Selbstsperrendes Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die zugfeste aber in sich verdrehbare Verbindung des Zugankers mit den Ausgleichskegelrädern mit Hilfe von axial beaufschlagten Reibungsbremsen erfolgt.2. Self-locking differential gear according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the tensile strength but twistable connection of the tie rod with the differential bevel gears with the help of axially applied friction brakes he follows. 3. Selbstsperrendes Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die axial beaufschlagten Reibungsbremsen Konusbremsen sind, die von kegelförmigen Köpfen (10, 22) des Zugankers (9) gebildet werden, gegen die kegelförmige Bohrungen (11) der Ausgleichskegelräder von einer zentral angeordneten Feder (19) gedrückt werden.3. Self-locking differential gear according to claim 2, d a d u r c h e k e k e n n n e i c h n e t that the axially applied friction brakes are cone brakes are formed by conical heads (10, 22) of the tie rod (9), against the conical bores (11) of the differential bevel gears from a centrally located one The spring (19). 4. Selbst 4. Selbstsperrendes Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Druck der Feder (19) mit Hilfe von Zwischengliedern (17), die mit Schrägflächen (27) versehen sind, verstärkt auf die Ausgleichskegelräder (4) übertragen wird. 4. Self 4. Self-locking differential gear according to claim 3, that the pressure of the spring (19) with the help of intermediate links (17) which are provided with inclined surfaces (27), is increasingly transmitted to the differential bevel gears (4). 5. Selbstsperrendes Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Übertragung des verstärkten Federdruckes auf die Ausgleichskegelräder mittels einer Konusbremse (7) erfolgt.5. Self-locking differential gear according to claim 4, d a d u r c h e k e n n n n z e i c h n e t that the transmission of the increased spring pressure on the differential bevel gears by means of a cone brake (7). 6. Selbstsperrendes Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Ausgleichskegelräder (4) anschließend an die Konusbremse (7) einen zylindrischen Hals (6) aufweisen, der von den Schrägflächen (21) von anderen Zwischengliedern (16) abgebremst wird, welche die Achswellenkegelräder (12) beaufschlagen.6. Self-locking differential gear according to claim 5, d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the differential bevel gears (4) are then connected to the cone brake (7) have a cylindrical neck (6) which is supported by the inclined surfaces (21) is braked by other intermediate links (16), which are the axle bevel gears (12) pressurize. 7. Selbstsperrendes Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Außendurchmesser (8) der Ausgleichskegelräder Teil einer zylindrischen Reibungsbremse ist, die von einem im Ausgleichsgetriebegehäuse verankerten Bremsschuh (23) radial beaufschlagt wird.7. Self-locking differential gear according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n n n e i c h n e t that the outer diameter (8) of the differential bevel gears Part of a cylindrical friction brake is provided by a differential gear case anchored brake shoe (23) is acted upon radially. 8. Selbstsperrendes Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die radiale Beaufschlagung (P) mit Hilfe einer Schrägfläche (24) und einer Feder (25) zustandekommt.8. Self-locking differential gear according to claim 7, d a d u r c h e k e k e n n n e i c h n e t that the radial loading (P) with the help of a Inclined surface (24) and a spring (25) comes about. 9. Selbstsperrendes Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Bremsschuh (23) als Fliehgewicht ausgebildet ist, sodaß über die Schrägfläche (24) und die bei Rotation entstehende Zentrifugalkraft eine Verstärkung der Anpresskraft (P) zustandekommt.9. Self-locking differential gear according to claim 8, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the brake shoe (23) is designed as a flyweight is, so that over the inclined surface (24) and the centrifugal force generated during rotation an increase in the contact pressure (P) comes about.
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