DE3617074C2 - - Google Patents

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DE3617074C2
DE3617074C2 DE19863617074 DE3617074A DE3617074C2 DE 3617074 C2 DE3617074 C2 DE 3617074C2 DE 19863617074 DE19863617074 DE 19863617074 DE 3617074 A DE3617074 A DE 3617074A DE 3617074 C2 DE3617074 C2 DE 3617074C2
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Klaus 5450 Neuwied De Hillen
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HILLEN, KLAUS, 5450 NEUWIED, DE
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Description

Die Erfindung betrifft eine Achsbaugruppe nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.The invention relates to an axle assembly according to the upper Concept of claim 1.

Bei einer aus der US-PS 29 62 916 bekannten Achsbaugruppe dieser Gattung ist die Bremse eine Kegelbremse mit einer konischen äußeren Trommel, die im Gehäuse drehfest, jedoch axial verschiebbar angeordnet ist, und mit einer konischen mittleren Trommel, die mit einer Halbwelle des Differen­ tialgetriebes zu gemeinsamer Drehung, jedoch axial ver­ schiebbar, verbunden ist. Diese mittlere Trommel ist zu­ gleich Bestandteil der Differentialsperre und wirkt mit einer entsprechend konischen inneren Trommel zusammen, die am Planetenradträger des Differentialgetriebes befestigt ist. Die Betätigungsvorrichtung ist axial außerhalb der äußeren Trommel angeordnet und übt bei Betätigung eine axiale Kraft aus, welche die äußere Trommel zur mittleren Trommel hin verschiebt und diese dann gegen die innere Trommel drückt. Diese axiale Betätigungskraft belastet den Planetenradträger und muß deshalb über dessen Lager auf das Gehäuse übertragen werden. Das Verhältnis zwischen den von der Bremse einerseits und der Differentialsperre andererseits übertragbaren Drehmomenten ist durch die Gestaltung der Trommeln im wesentlichen festgelegt und allenfalls noch durch Verwendung unterschiedlicher Reib­ beläge in engen Grenzen beeinflußbar. Es erscheint konstruktiv so gut wie unmöglich, eine oder mehrere der Trommeln mehr­ fach vorzusehen; schon der konstruktive Aufwand für je eine dieser Trommeln ist wegen deren unterschiedlicher Gestaltung und Anordnung erheblich.In one known from the US-PS 29 62 916 axle assembly In this genus the brake is a cone brake with a conical outer drum that rotates in the housing, however is arranged axially displaceable, and with a conical middle drum with a half wave of the differen tial gearbox for common rotation, but axially ver slidable, connected. This middle drum is closed is part of the differential lock and is involved a correspondingly conical inner drum, which attached to the planet carrier of the differential gear is. The actuator is axially outside of the arranged outer drum and exercises a when actuated axial force that the outer drum to the middle Moves the drum and then against the inner one Drum presses. This axial actuating force loads the Planetary gear carrier and must therefore on its bearings the housing will be transferred. The relationship between the from the brake on the one hand and the differential lock on the other hand, transmissible torques is due to the Design of the drums essentially fixed and at most, by using different types of friction can be influenced within narrow limits. It appears constructive  next to impossible one or more of the drums subject to provision; the design effort for each one of these drums is different because of them Design and arrangement considerably.

Gemäß der DE-OS 20 16 710 sind zwei verschiedene Betäti­ gungsvorrichtungen für eine Bremse einerseits und eine Differentialsperre andererseits vorgesehen. Zur Bremse gehört eine am Planetenradträger des Differentialgetriebes befestigte Bremsscheibe, der eine Bremszange zugeordnet ist; die Differentialsperre ist hingegen als Lamellenkupp­ lung ausgebildet, die mit dem Planetenradträger des Dif­ ferentialgetriebes umlaufende Lamellen sowie mit einer Halbwelle umlaufende Lamellen aufweist. Die Einhaltung eines bestimmten Verhältnisses der von der Bremse einer­ seits und der Differentialsperre andererseits übertrag­ baren Momente läßt sich nur bedingt gewährleisten; ebenso läßt sich die Entstehung eines resultierenden Axialschubes, der die Lager des Planetenradträgers belastet, nicht aus­ schließen. Herstellungskosten und Platzbedarf auch dieser bekannten Anordnung sind erheblich.According to DE-OS 20 16 710 are two different actuators devices for a brake on the one hand and a Differential lock provided on the other hand. For the brake belongs to one on the planet carrier of the differential gear attached brake disc associated with a brake caliper is; the differential lock, however, is a multi-plate clutch lung trained with the planet carrier of Dif ferential gear revolving fins and with a Half-wave revolving slats. Compliance a certain ratio that of the brake one transmission and on the other hand the differential lock real moments can only be guaranteed to a limited extent; leaves as well the emergence of a resulting axial thrust, the the bearings of the planet carrier are not loaded shut down. Manufacturing costs and space requirements of this too known arrangement are significant.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine weniger aufwendige Achsbaugruppe für Kraftfahrzeuge zu schaffen, deren Differentialgetriebe für beide Halbwellen einen Sperrgrad relativ zueinander und eine Bremswirkung ermöglicht.The invention is therefore based on the object less complex axle assembly for motor vehicles create their differential gear for both half shafts a degree of locking relative to each other and a braking effect enables.

Die Aufgabe ist bei einer Achsbaugruppe der eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The task is the beginning of an axis assembly described genus according to the invention with the features of claim 1 solved.

Erfindungsgemäße Achsbaugruppen eignen sich vor allem für Fahrzeuge, beispielsweise Radlader, die im Gelände häufig Kurven zu fahren haben und deshalb nicht mit ständig ein­ geschalteter Differentialsperre gefahren werden können und bei denen andererseits eine besonders leistungsfähige, gegen Verschmutzung gekapselte und im Ölbad laufende zen­ trale Bremse für beide abzubremsenden Halbwellen billiger und leichter unterzubringen ist als entsprechend gekapsel­ te Radbremsen. Gegenüber dem Aufwand für zwei Radbremsen sind Kosten und Platzbedarf einer erfindungsgemäßen Dif­ ferentialsperre schon deshalb verhältnismäßig gering, weil sie nicht mit einer eigenen Betätigungsvorrichtung ausge­ stattet ist, sondern von der für die zentrale Bremse ohne­ hin erforderlichen Betätigungsvorrichtung mitbetätigt wird. Gegenüber der bekannten gattungsgemäßen Anordnung nach der US-PS 29 62 916 hat die Erfindung zusätzlich den Vorteil, daß beliebig viele Brems- und Kupplungslamellen in einem beliebigen Zahlenverhältnis zueinander vorgesehen sein können, und daß all diese Lamellen, unabhängig davon, ob sie Brems- oder Kupplungslamellen sind, völlig gleich gestaltet sein können. Dadurch wird die Wirtschaftlichkeit der Herstellung und Wartung erhöht.Axle assemblies according to the invention are particularly suitable for Vehicles, such as wheel loaders, are common in the field Have to take corners and therefore not always on  switched differential lock can be driven and where, on the other hand, a particularly powerful, encapsulated against pollution and running in an oil bath central brake for both half-waves to be braked cheaper and is easier to accommodate than a corresponding capsule te wheel brakes. Compared to the effort for two wheel brakes are costs and space requirements of a Dif ferential lock relatively small because they did not work out with their own actuation device is equipped, but from that for the central brake without co-actuated necessary operating device becomes. Compared to the known generic arrangement according to US-PS 29 62 916, the invention also has the Advantage that any number of brake and clutch plates provided in any number ratio to each other can be, and that all of these slats, regardless of no matter whether they are brake or clutch plates can be designed. This will make economy manufacturing and maintenance increased.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are the subject of subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigt:An embodiment of the invention is as follows based on schematic drawings with further details explained. It shows:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Achsbaugruppe im Schnitt I-I in Fig. 2 und Fig. 1 shows an axle assembly according to the invention in section II in Fig. 2 and

Fig. 2 eine teilweise als Schnitt II-II in Fig. 1 gezeichnete Stirnansicht der Achsbaugruppe. Fig. 2 is a partially drawn as section II-II in Fig. 1 front view of the axle assembly.

Die dargestellte Achsbaugruppe hat ein mehrteiliges Gehäu­ se 10, das im wesentlichen aus einem zentralen Gehäuseteil 12, einer Zwischenwand 14, einem äußeren Gehäuseteil 16 und einem Gehäuseflansch 18 zusammengesetzt ist. The axle assembly shown has a multi-part housing 10 , which is composed essentially of a central housing part 12 , an intermediate wall 14 , an outer housing part 16 and a housing flange 18 .

Das zentrale Gehäuseteil 12 umschließt ein Differential­ getriebe 20 mit einem tellerförmigen Außenrad 22, das in der Zwischenwand 14 gelagert und mit einem im zentralen Gehäuse 12 gelagerten Planetenradträger 24 fest verbunden ist. Das Außenrad 22 kämmt mit einem Kegelritzel 26, das an einer Antriebswelle 28 befestigt ist. Am Planetenrad­ träger 24 sind kegelförmige Planetenräder 30 gelagert, die mit zwei ebenfalls kegelförmigen Innenrädern 32 und 34 kämmen. Die Innenräder 32 und 34 sind mit je einer im rechten Winkel zur Antriebswelle 28 angeordneten Halbwelle 36 bzw. 38 drehfest.The central housing part 12 encloses a differential gear 20 with a plate-shaped outer wheel 22 which is mounted in the intermediate wall 14 and is fixedly connected to a planet gear carrier 24 mounted in the central housing 12 . The outer wheel 22 meshes with a bevel pinion 26 which is fastened to a drive shaft 28 . On the planet carrier 24 conical planet gears 30 are mounted, which mesh with two likewise conical inner wheels 32 and 34 . The inner wheels 32 and 34 are rotatably fixed, each with a half shaft 36 and 38 arranged at right angles to the drive shaft 28 .

Die in Fig. 1 linke Halbwelle 36 erstreckt sich durch eine Hohlwelle 40 hindurch, die mit dem Außenrad 22 fest ver­ bunden oder einstückig ausgebildet ist. Mit der Hohlwelle 40 sind vier Bremslamellen 42 sowie drei Kupplungslamellen 44 axial verschiebbar, jedoch drehfest verbunden. Zwischen je zwei Bremslamellen 42 ist eine Bremsscheibe 46 angeord­ net, die im äußeren Gehäuseteil 16 axial verschiebbar, jedoch drehfest geführt ist. Zwischen je zwei Kupplungs­ lamellen 44 ist eine Kupplungsscheibe 48 angeordnet, die axial verschiebbar und drehfest mit einer Endplatte 50 verbunden sind. Die Endplatte 50 ist auf der in Fig. 1 linken Halbwelle 36 drehfest angeordnet.The left half shaft 36 in FIG. 1 extends through a hollow shaft 40 which is connected to the outer wheel 22 or connected in one piece. With the hollow shaft 40 four brake plates 42 and three clutch plates 44 are axially displaceable, but non-rotatably connected. Between each two brake plates 42 , a brake disc 46 is net angeord, which is axially displaceable in the outer housing part 16 , but is rotatably guided. Between each clutch plate 44 , a clutch plate 48 is arranged, which are axially displaceable and non-rotatably connected to an end plate 50 . The end plate 50 is non-rotatably arranged on the left half shaft 36 in FIG. 1.

Die Bremslamellen 42 bilden zusammen mit den Bremsscheiben 46 eine Bremse 52, mit der sich über die Hohlwelle 40 und das Differentialgetriebe 20 ein Bremsmoment auf beide Halbwellen 36 und 38 übertragen läßt. Die Kupplungslamel­ len 44 und Kupplungsscheiben 48 bilden eine Differential­ sperre 54, mit der sich eine Relativdrehung zwischen der Hohlwelle 40 und der von ihr umschlossenen Halbwelle 36 abbremsen oder ganz verhindern läßt, wodurch über das Differentialgetriebe 20 auch eine Relativdrehung der bei­ den Halbwellen 36 und 38 in bezug zueinander abgebremst oder ganz verhindert wird. The brake plates 42 together with the brake disks 46 form a brake 52 with which a braking torque can be transmitted to both half shafts 36 and 38 via the hollow shaft 40 and the differential gear 20 . The clutch plate 44 and clutch disks 48 form a differential lock 54 , with which a relative rotation between the hollow shaft 40 and the half-shaft 36 enclosed by it can be braked or prevented entirely, so that via the differential gear 20 also a relative rotation of the half-shafts 36 and 38 is slowed down or completely prevented in relation to each other.

Der Bremse 52 und der Differentialsperre 54 ist eine ge­ meinsame Betätigungsvorrichtung 56 zugeordnet, die zwi­ schen dem Paket Bremslamellen 42 und dem Paket Kupplungs­ lamellen 44 innerhalb des Gehäuses 10 angeordnet ist. Zur Betätigungsvorrichtung 56 gehören zwei Druckplatten 58 und 60, die im äußeren Gehäuseteil 16 axial verschiebbar und begrenzt gegeneinander verdrehbar geführt sind und einan­ der paarweise zugewandte, rampenartige Ausnehmungen 62 aufweisen. In jedem Paar Ausneh­ mungen 62 ist ein kugelförmiger Spreizkörper 64 gelagert, der die beiden Druckplatten 58 und 60 axial, also längs der Halb­ welle 36, auseinander spreizt, wenn die beiden Druckplatten gegeneinander verdreht werden.The brake 52 and the differential lock 54 is associated with a common actuating device 56 which is arranged between the brake plates 42 and the clutch clutch pack 44 within the housing 10 . The actuating device 56 includes two pressure plates 58 and 60 , which are axially displaceable in the outer housing part 16 and can be rotated to a limited extent relative to one another and have ramp-like recesses 62 facing one another in pairs. In each pair of recesses 62 , a spherical expansion body 64 is mounted, the two pressure plates 58 and 60 axially, ie along the half-shaft 36 , spread apart when the two pressure plates are rotated against each other.

Die Druckplatten 58 und 60 haben ein Paar einander gegenüber­ liegende Randaussparungen 66 und 68, die einen kugelförmigen Kopf 70 einer Zugstange 72 aufnehmen. Die Zugstange 72 ist an einem Kolben 74 befestigt, der in einem hydraulischen Zylinder 76 arbeitet. Bei drucklosem Zylinder 76 sind die Druckplatten 58 und 60 durch Rückstellfedern 78 in einer Ruhestellung ge­ halten, in der sie weder die Bremslamellen 42 noch die Kupp­ lungslamellen 44 belasten, sodaß die Hohlwelle 40 sowie die Halbwellen 36 und 38 unbehindert und unabhängig voneinander drehbar sind.The pressure plates 58 and 60 have a pair of opposed edge recesses 66 and 68 which receive a spherical head 70 of a tie rod 72 . The pull rod 72 is attached to a piston 74 which operates in a hydraulic cylinder 76 . When the cylinder 76 is depressurized, the pressure plates 58 and 60 are held by return springs 78 in a rest position in which they neither load the brake plates 42 nor the clutch plates 44 so that the hollow shaft 40 and the half shafts 36 and 38 can be rotated freely and independently of one another.

Der Raum innerhalb des äußeren Gehäuseteils 16 ist teilweise mit Öl gefüllt, das durch eine Zahnradpumpe 80 in Umlauf ge­ halten wird.The space inside the outer housing part 16 is partially filled with oil, which is kept in circulation by a gear pump 80 .

Die Betätigungsvorrichtung 46 wird dadurch wirksam gemacht, daß der Zylinder 76 unter Druck gesetzt wird, wodurch der Kol­ ben 74 in Richtung vom Gehäuse 10 weg, in Fig. 2 nach unten, bewegt wird und über die Zugstange 72 eine der beiden Druck­ platten 58 und 60 gegenüber der anderen verdreht wird. Dadurch werden die Druckplatten 58 und 60 auseinandergespreizt, sodaß sie einerseits die Bremslamellen 42 und Bremsscheiben 46 sowie andererseits die Kupplungslamellen 44 und Kupplungsscheiben 48 zusammenpressen. Folglich wird die Hohlwelle 40 abgebremst und gleichzeitig mit der in Fig. 1 linken Halbwelle 36 gekuppelt.The actuator 46 is made effective in that the cylinder 76 is pressurized, whereby the Kol ben 74 in the direction away from the housing 10 , in Fig. 2 down, is moved and via the tie rod 72 one of the two pressure plates 58 and 60 is rotated relative to the other. As a result, the pressure plates 58 and 60 are spread apart, so that on the one hand they press the brake disks 42 and brake disks 46 and on the other hand the clutch disks 44 and clutch disks 48 together. As a result, the hollow shaft 40 is braked and simultaneously coupled with the left half shaft 36 in FIG. 1.

Das von den drei Kupplungslamellen 44 auf die linke Halbwelle 36 übertragene Kupplungsmoment ist im Verhältnis 3:4 kleiner als das von den vier Bremslamellen 42 auf die Hohlwelle 40 übertragene Bremsmoment. Das Kupplungsmoment - oder mit an­ deren Worten die Sperrwirkung der Differentialsperre 54 - reicht also auf jeden Fall, um die Bodenhaftung desjenigen Rades voll auszunutzen, das von den beiden mit je einer der Halbwellen 36 und 38 verbundenen Rädern die bessere Bodenhaf­ tung hat. Diesen Zweck erfüllt die Differentialsperre 54 grundsätzlich, wenn das von ihr übertragene Moment mindestens halbsogroß ist wie das von der Bremse 52 erzeugte Bremsmoment. Bei der im Ausführungsbeispiel gewählten Anzahl von vier Bremslamellen 42 würden also schon zwei Kupplungslamellen 44 genügen.The clutch torque transmitted from the three clutch plates 44 to the left half-shaft 36 is 3: 4 smaller than the brake torque transmitted from the four brake plates 42 to the hollow shaft 40 . The clutch torque - or in other words, the locking effect of the differential lock 54 - is in any case sufficient to fully utilize the traction of the wheel that has the better traction from the two wheels, each connected to one of the half-shafts 36 and 38 . The differential lock 54 basically fulfills this purpose if the torque transmitted by it is at least half as large as the braking torque generated by the brake 52 . With the number of four brake disks 42 selected in the exemplary embodiment, two clutch disks 44 would already suffice.

Claims (5)

1. Achsbaugruppe für Kraftfahrzeuge, mit
  • - einem Differentialgetriebe (20), das eine Antriebswelle (28) mit zwei Halbwellen (36, 38), die je ein Rad antrei­ ben, verbindet,
  • - einer Bremse (52), die über das Differentialgetriebe (20) auf beide Halbwellen wirkt,
  • - einer Differentialsperre (54) und
  • - einer gemeinsamen Betätigungsvorrichtung (56) für Bremse (52) und Differentialsperre (54), bei deren Betätigung das von der Differentialsperre (54) übertragbare Moment je­ weils dem Bremsmoment der Bremse (52) proportional ist, wobei
  • - Bremse (52), Differentialsperre (54) und Betätigungsvor­ richtung (56) in einem gemeinsamen Gehäuse (10) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Bremse (52) und die Differentialsperre (54) Lamellen besitzen, von denen mindestens eine Bremslamelle (42) der Bremse (52) und mindestens eine Kupplungslamelle (44) der Differentialsperre (54) drehfest, jedoch axial verschieb­ bar mit einem Planetenradträger (24) des Differentialge­ triebes (20) verbunden sind, und
  • - die gemeinsame Betätigungsvorrichtung (56) an einer Druckplatte (58) für die Differentialsperre (54) und an einer Druckplatte (60) für die Bremse (52) wirkt, und
  • - die Druckplatte (60) für die Bremse (52) auf die Brems­ lamellen (42) und die Druckplatte (58) für die Differen­ tialsperre (54) auf die Kupplungslamellen (44) drückt.
1. Axle assembly for motor vehicles, with
  • - A differential gear ( 20 ) which connects a drive shaft ( 28 ) with two half shafts ( 36 , 38 ), each driving a wheel ben,
  • - a brake ( 52 ), which acts on both half shafts via the differential gear ( 20 ),
  • - A differential lock ( 54 ) and
  • - a common actuating device (56), upon the actuation of the transferable from the differential lock (54) moment per weils the braking torque of the brake (52) is proportional to the brake (52) and differential lock (54),
  • - Brake ( 52 ), differential lock ( 54 ) and actuating device ( 56 ) are arranged in a common housing ( 10 ), characterized in that
  • - The brake ( 52 ) and the differential lock ( 54 ) have plates, of which at least one brake plate ( 42 ) of the brake ( 52 ) and at least one clutch plate ( 44 ) of the differential lock ( 54 ) rotatably, but axially displaceable bar with a planet carrier ( 24 ) of the differential gear ( 20 ) are connected, and
  • - The common actuating device ( 56 ) on a pressure plate ( 58 ) for the differential lock ( 54 ) and on a pressure plate ( 60 ) for the brake ( 52 ) acts, and
  • - The pressure plate ( 60 ) for the brake ( 52 ) on the brake plates ( 42 ) and the pressure plate ( 58 ) for the differential lock ( 54 ) on the clutch plates ( 44 ) presses.
2. Achsbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Brems- und Kupplungslamellen (42, 44) drehfest auf einer Hohlwelle (40) angeordnet sind, die mit dem Plane­ tenradträger (24) fest verbunden ist und eine der beiden Halbwellen (36) umschließt,
  • - jeder auf der Hohlwelle (40) drehfesten Bremslamelle (42) eine am Gehäuse (10) drehfest angeordnete Brems­ scheibe (46) zugeordnet ist, und
  • - jeder auf der Hohlwelle (40) drehfesten Kupplungslamelle (44) eine mit einer Halbwelle (36) drehfest verbundene Kupplungsscheibe (48) zugeordnet ist.
2. Axle assembly according to claim 1, characterized in that
  • - The brake and clutch plates ( 42 , 44 ) are arranged in a rotationally fixed manner on a hollow shaft ( 40 ) which is firmly connected to the tarpaulin carrier ( 24 ) and encloses one of the two half shafts ( 36 ),
  • - Each on the hollow shaft ( 40 ) rotationally fixed brake plate ( 42 ) on the housing ( 10 ) rotatably arranged brake disc ( 46 ) is assigned, and
  • - Each on the hollow shaft ( 40 ) rotationally fixed clutch plate ( 44 ) with a half shaft ( 36 ) rotatably connected clutch disc ( 48 ) is assigned.
3. Achsbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Brems- und Kupplungslamellen (42, 44) gleiche Durchmesser haben und die Anzahl der Bremslamellen (42) größer als die Anzahl der Kupplungslamellen (44) ist.3. Axle assembly according to claim 2, characterized in that the brake and clutch plates ( 42 , 44 ) have the same diameter and the number of brake plates ( 42 ) is greater than the number of clutch plates ( 44 ). 4. Achsbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Bremslamellen (42) im Verhältnis 4:2 bis 4:3 größer als die Anzahl der Kupplungslamellen (44) ist.4. Axle assembly according to claim 3, characterized in that the number of brake plates ( 42 ) in a ratio of 4: 2 to 4: 3 is greater than the number of clutch plates ( 44 ). 5. Achsbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Druckplatten (58, 60) im Gehäuse (10) begrenzt gegenein­ ander verdrehbar und aneinander durch Spreizkörper (64) abgestützt sind, welche die Druckplatten (58, 60) axial auseinanderspreizen, wenn diese gegeneinander verdreht werden.5. Axle assembly according to one of claims 1 to 4, characterized in that the two pressure plates ( 58 , 60 ) in the housing ( 10 ) are limited against each other rotatable and supported against each other by expansion bodies ( 64 ) which the pressure plates ( 58 , 60 ) spread axially apart when they are rotated against each other.
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