DE3632770A1 - Differential for vehicles with engageable all-wheel drive - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Ausgleichgetriebe für Fahrzeuge mit zuschaltbarem Allradantrieb mit den Merkmalen des Ober begriffs des Patentanspruches 1.The invention relates to a differential gear for vehicles with selectable all-wheel drive with the features of the upper Concept of claim 1.
Ausgleichgetriebe der beschriebenen Gattung sind unter dem Markennamen "No-SPIN" bekannt (Prospekt "No-SPIN Traktions differential" der Firma Dyneer Tractech, Inc.) und für Ar beitsfahrzeuge der Bau-, Forst- und Landwirtschaft entwickelt worden, wo sie in gelenkte Räder tragenden Achsen eingebaut sind. Von herkömmlichen Ausgleichgetrieben mit den vornherein gegebenem Drehausgleich der Abtriebswellen, welche bei Bedarf teilweise oder vollständig gesperrt werden können, unterschei den sie sich dadurch, daß ihre normalerweise gesperrte Aus gleichswirkung erst beim Durchfahren einer Kurve durch Unter brechen des Kraftflusses zum beschleunigten, kurvenäußeren Rad automatisch hergestellt wird. Der Kraftfluß zum kurven inneren Rad bleibt dabei aufrechterhalten.Differential gears of the type described are under the Brand name "No-SPIN" known (brochure "No-SPIN traction differential "from Dyneer Tractech, Inc.) and for Ar developed for construction, forestry and agriculture where they are built into steered axles are. From conventional differential gears from the outset given rotational compensation of the output shafts, which if necessary can be partially or completely blocked, different which they have in that their normally blocked off effect only when driving through a curve through Unter break the flow of power to the accelerated, outside of the curve Wheel is produced automatically. The power flow to curve the inner wheel is maintained.
Obwohl für Arbeitsfahrzeuge der Bau-, Forst- und Landwirt schaft propagiert, zeigt sich doch, daß das Leistungspoten tial von Ausgleichgetrieben der beschriebenen Art lediglich für einen befriedigenden Betrieb von Fahrzeugen ausreicht, bei denen der Ausfall der Zugkraft der aus dem Kraftfluß ge nommenen Rades während des Radeinschlages nicht von Bedeutung ist, sei es, weil die volle Zugkraft des Fahrzeuges nicht oder nur kurzzeitig benötigt wird. Dies trifft in der Regel auf in der Forst- und Bauwirtschaft eingesetzte Fahrzeuge zu.Although for construction vehicles the construction, forestry and farmer propagates, it turns out that the achievement potential tial of differential gears of the type described only sufficient for the satisfactory operation of vehicles, in which the loss of traction from the power flow ge taken wheel not relevant during the turning of the wheel is, be it because the full traction of the vehicle is not or is only needed for a short time. This usually applies on vehicles used in the forestry and construction industries to.
Landwirtschaftliche Schlepper dagegen werden zum einen re gelmäßig über längere Zeiträume zu Arbeiten herangezogen, bei denen einerseits die volle Zugkraft des Fahrzeuges zur Verfügung stehen muß, andererseits jedoch zur Kurshaltung ein gewisser Einschlag der gelenkten Räder erforderlich ist. Dies ist vor allem beim Pflügen am Hang der Fall, wo zum Aus gleich der Hangabtriebskraft des Pfluges entsprechend gegen gelenkt werden muß. Dabei kommt es zu unterschiedlichen Dreh zahlen der gelenkten Räder des Fahrzeuges und somit zu einem Unterbrechen des Kraftflusses des hangseitigen gelenkten Ra des, was sich in einer deutlichen Reduzierung der Antriebs leistung des Fahrzeuges und damit in einer verminderten Flä chenleistung zeigt.Agricultural tractors, on the other hand, become right regularly used for longer periods of time, where on the one hand the full traction of the vehicle Must be available, but on the other hand for course keeping a certain turning of the steered wheels is required. This is especially the case when plowing on a slope, where to go equal to the slope downforce of the plow must be directed. There is different rotation pay the steered wheels of the vehicle and thus one Interruption of the flow of force of the slope-guided Ra of what translates into a significant reduction in drive performance of the vehicle and thus in a reduced area performance shows.
Zum anderen müssen landwirtschaftliche Schlepper beim Pflügen
am Feldende auf engstem Raum gewendet werden können. Der zur
Verfügung stehende Raum ist oftmals so beengt, daß selbst bei
vollem Einschlag der gelenkten Räder der Wendekreis noch zu
groß ist, weshalb dieser Vorgang in der Regel durch Einsatz
der Lenkbremse unterstützt wird. Der Erfolg dieser Maßnahme
wird aber durch das bekannte Differentialgetriebe stark ein
geschränkt. Während bei dem vorerwähnten Einsatzfall die Über
tragung eines Drehmoments an dem bergseitigen Rad der zuge
schalteten Allradachse noch höchst erwünscht war, nimmt nun
mehr der Wendekreis des Fahrzeuges unter dem Einfluß des trei
benden Rades wieder zu.
On the other hand, it must be possible to turn agricultural tractors in a confined space when plowing at the end of the field. The space available is often so cramped that the turning circle is still too large, even when the steered wheels are turned fully, which is why this process is usually supported by the use of the steering brake. The success of this measure is severely limited by the known differential gear. While in the aforementioned case, the transmission of a torque on the mountain-side wheel of the connected all-wheel axle was still highly desirable, the turning circle of the vehicle is now increasing again under the influence of the floating wheel.
Hiervon ausgehend besteht die Aufgabe der vorliegenden Er findung darin, ein Ausgleichgetriebe der eingangs beschrie benen Art für Fahrzeuge mit zuschaltbarem Allradantrieb der art abzuwandeln, daß es wahlweise den Kraftfluß zu beiden Rädern ständig unterbricht, ständig aufrechterhält oder den Kraftfluß bei eingeschlagenen Rädern nur zu einem Rad unter bricht.Based on this, the task of the present Er exists in finding a differential gear described above benen type for vehicles with selectable all-wheel drive art to modify that it alternatively the power flow to both Wheels constantly interrupts, constantly maintains or the Power flow with the wheels turned only to one wheel below breaks.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß jede An triebsscheibe in axialer Richtung von einer gewollt zuschalt baren Hilfskraft beaufschlagbar ist.To solve this problem it is proposed that each An drive pulley in the axial direction by a deliberate engagement cash assistant is acted upon.
Die durch die Erfindung erzielte Vermehrung der Funktionen des Ausgleichgetriebes ermöglicht es, den Antrieb des Fahr zeuges besser als bisher den gegebenen Einsatzbedingungen und -anforderungen anzupassen. Während Straßenfahrten be steht die Möglichkeit, den zur zuschaltbaren Achse führen den Antriebsstrang vollständig stillzusetzen. Dieser bisher auf die hohen biegekritischen Beanspruchungen bei größter Fahrgeschwindigkeit ausgelegte Antriebsstrang kann nummehr wesentlich leichter ausgeführt werden.The increase in functions achieved by the invention of the differential gear makes it possible to drive the drive stuff better than before the given operating conditions and requirements. During road trips there is the possibility of leading to the switchable axis completely shut down the drive train. So far this one to the high bending-critical loads with the greatest Driving speed designed drive train can nummore be carried out much easier.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Merkmale der Erfindung gehen aus den übrigen Ansprüchen hervor.Further advantageous details and features of the invention emerge from the remaining claims.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Schnittansicht eines Ausgleichgetriebes näher erläutert. The invention is based on the sectional view of a differential gear explained in more detail.
Das Ausgleichgetriebe ist im Achsgehäuse 1 der die ge lenkten Räder tragenden Vorderachse eines Fahrzeuges un tergebracht und weist eine in Fahrzeuglängsrichtung lie gende Eingangswelle 2 auf, die in nicht gezeigter Weise über eine Gelenkwelle mit dem Getriebe des Fahrzeuges in Verbindung steht.The differential is accommodated in the axle housing 1 of the front axle of a vehicle carrying the steered wheels and has an input shaft 2 lying in the longitudinal direction of the vehicle, which is connected in a manner not shown via a propeller shaft to the transmission of the vehicle.
Im Inneren des Achsgehäuses 1 trägt die Eingangswelle 2 ein Antriebszahnrad 3, das mit dem Tellerrad 4 des Ausgleichge triebes 5 kämmt. Über Schrauben 6 drehfest mit dem Teller rad 4 verbunden ist ein Gehäuse 7, das mit dem Tellerrad 4 um eine quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Achse drehbar ist. Im Inneren des Gehäuses 7 ist mit zum Gehäuse 7 koaxialer Achse ein Ring 8 untergebracht, der über vier gleichmäßig über den Umfang verteilte, radial nach außen ab stehende Zapfen 8 a drehfest mit dem Gehäuse 7 verbunden ist. An beiden Stirnflächen weist der Ring 8 eine Vielzahl gleich mäßig verteilter radial verlaufender Mitnahmeelemente 8 b auf, die einen zahnförmigen Querschnitt aufweisen. Entsprechend geformte Mitnahmeelemente 9 a befinden sich an der dem Ring 8 zugewandten Stirnseite zweier Antriebsscheiben 9, die je weils drehfest aber axial verschiebbar mit einer der beiden Ausgangswellen 10 des Ausgleichgetriebes 5 verbunden sind. Zwischen jeder Antriebsscheibe 9 und einer Stirnfläche des Gehäuses 7 stützt sich eine vorgespannte Druckfeder 11 ab, die bei gleicher Drehzahl der Ausgangswellen 10 die zugeord nete Antriebsscheibe 9 gegen den Ring 8 schiebt und so einen formschlüssigen Kraftschluß zwischen den beteiligten Bauteilen herstellt und aufrechterhält. Eine weitere Einrichtung, die die Antriebsscheibe 9 einer über ein eingeschlagenes kurven äußeres Rad vom Boden beschleunigten Ausgangswelle von dem Ring 8 löst, ist der Einfachheit halber nicht gezeigt.Inside the axle housing 1 , the input shaft 2 carries a drive gear 3 which meshes with the ring gear 4 of the gearbox 5 . Via screws 6 rotatably connected to the plate wheel 4 , a housing 7 is rotatable with the ring gear 4 about an axis extending transversely to the longitudinal direction of the vehicle. In the interior of the housing 7 , a ring 8 is accommodated with the housing 7, which is coaxial with the housing, and which is connected to the housing 7 in a rotationally fixed manner via four pins 8 a which are distributed evenly over the circumference and radially outwards. On both end faces, the ring 8 has a multiplicity of uniformly distributed, radially extending driving elements 8 b , which have a tooth-shaped cross section. Correspondingly shaped drive elements 9a are located at the ring 8 facing end side of two drive pulleys 9, which are each weils rotationally fixed but axially displaceable with one of the two output shafts 10 of the differential gear 5, respectively. Between each drive pulley 9 and an end face of the housing 7 , a prestressed compression spring 11 is supported, which pushes the assigned drive pulley 9 against the ring 8 at the same speed of the output shafts 10 and thus produces and maintains a positive connection between the components involved. Another means of an accelerated 9 is a proposed curve outer wheel from the ground output shaft of the ring 8 solves the drive pulley, for simplicity, not shown.
Mit dem bisher beschriebenen Aufbau entspricht das Ausgleich getriebe der oben angegebenen Gattung. Zur verbesserten An passung der Arbeitsweise eines solchen Ausgleichgetriebes ist nach der Erfindung jede Antriebsscheibe 9 von einer Muffe 12 getragen, die ihrerseits auf die Ausgangswelle 10 aufgescho ben und über eine Keilverzahnung mit dieser drehfest aber axi al verschiebbar verbunden ist. Die Antriebsscheibe 9 ist auf der Muffe längsverschiebbar und wird in Richtung zum Ring 8 durch einen Sicherungsring 13 und entgegengesetzt dazu durch eine am Gehäuse 7 anliegende Scheibe 14 begrenzt, an der von der einen Seite die vorgespannte Druckfeder 11 und von der anderen Seite eine Druckfeder 15 anliegt, die sich anderenends an einem mit der Muffe 12 verschiebbaren Ring 16 abstützt. Die letzterwähnte Druckfeder 15 dient der axialen Zentrierung der Muffe 12 in der Stellung, in der das Ausgleichgetriebe 5 lediglich über die Funktion des bekannten Ausgleichgetriebes verfügt.With the structure described so far, the differential gear corresponds to the type specified above. For improved adaptation to the operation of such a differential gear, each drive pulley 9 is supported by a sleeve 12 , which in turn is pushed onto the output shaft 10 and is connected in a rotationally fixed but axially displaceable manner via a spline. The drive disk 9 is longitudinally displaceable on the sleeve and is limited in the direction of the ring 8 by a retaining ring 13 and, in opposition thereto, by a disk 14 abutting the housing 7 , on which the prestressed compression spring 11 is on one side and a compression spring 15 on the other side abuts, which is supported at the other end on a displaceable with the sleeve 12 ring 16 . The last-mentioned compression spring 15 is used for the axial centering of the sleeve 12 in the position in which the differential gear 5 only has the function of the known differential gear.
Außerhalb des Gehäuses 7 des Ausgleichgetriebes 5 ist auf der Muffe 12 ein Anker 17 aus ferromagnetischem Material axial un verschiebbar aufgesetzt. Der Anker 17 befindet sich dabei zwischen zwei mit axialem Abstand voneinander gleichachsig zur Ausgangswelle 10 angeordneten ringförmigen Magnetspulen 18, 19. Outside the housing 7 of the differential 5 , an armature 17 made of ferromagnetic material is axially displaceably placed on the sleeve 12 . The armature 17 is located between two ring-shaped magnetic coils 18, 19 which are axially spaced from one another and coaxial with the output shaft 10 .
Innerhalb des Bereiches zwischen den Magnetspulen 18, 19 kann der Anker 17 und damit die Muffe 12 je nach Ansteue rung der Magnetspulen 18, 19 drei wirksame Stellungen ein nehmen, in denen das Ausgleichgetriebe 5 verschiedene Funk tionen erfüllt. In der mittleren, in der Zeichnung oberhalb der Ausgangswellen 10 gezeigten Normalstellung, in welcher beide Magnetspulen 18, 19 stromlos sind, arbeitet das Aus gleichgetriebe 5 in herkömmlicher Weise, d. h. bei Fahrten mit nicht eingeschlagenen Rädern ist der Ring 8 mit den An triebsscheiben 9 formschlüssig verbunden und die beiden Aus gangswellen 10 bilden einen starren Abtrieb. Bei eingeschla genen Rädern löst sich die Antriebsscheibe 9 der vom Boden schneller angetriebenen Ausgangswelle 10 aufgrund der Ar beitsweise der hierfür vorgesehenen, jedoch nicht gezeigten Einrichtung vom Ring 8, so daß die Funktion eines Ausgleich getriebes gegeben ist.Within the area between the solenoid coils 18, 19 , the armature 17 and thus the sleeve 12, depending on the control of the solenoid coils 18, 19, can take three effective positions in which the differential 5 fulfills different functions. In the middle, shown in the drawing above the output shafts 10 normal position, in which both solenoids 18, 19 are de-energized, works from the same gear 5 in a conventional manner, ie when driving with wheels not turned, the ring 8 with the drive disks 9 is positive connected and the two output shafts 10 form a rigid output. When the wheels are turned in, the drive pulley 9 of the output shaft 10, which is driven faster from the ground, is released due to the operation of the device provided for this purpose, but not shown, from the ring 8 , so that the function of a differential gear is given.
Wird nach entsprechender Ansteuerung der Anker 17 zur äuße ren Magnetspule 18 gezogen, wie dies im linken Bereich der Zeichnung unterhalb der Ausgangswellen 10 dargestellt ist, so bewegt sich die Muffe 12 vom Ring 8 weg. Dabei gelangt die Antriebsscheibe 9 über den Sicherungsring 13 bleibend außer Eingriff mit dem Ring 8 und der Kraftfluß zu den von den Ausgangswellen 10 angetriebenen Rädern des Fahrzeuges ist vollständig und auf Dauer unterbrochen. Die Hilfskraft, die dafür von der Magnetspule 18 zu erzeugen ist, muß dabei die Kraft der auf Block gedrückten Feder 11 zumindest geringfügig übersteigen.If, after appropriate actuation of the armature 17 to the outer magnet coil 18 , as shown in the left area of the drawing below the output shafts 10 , the sleeve 12 moves away from the ring 8 . In this case, the drive pulley 9 remains permanently out of engagement with the ring 8 via the locking ring 13 and the power flow to the wheels of the vehicle driven by the output shafts 10 is completely and permanently interrupted. The auxiliary force which is to be generated by the solenoid 18 for this purpose must at least slightly exceed the force of the spring 11 pressed onto the block.
Gelangt dagegen der Anker 17 nach der Ansteuerung der inneren Magnetspule 19 in deren unmittelbare Nähe, wie dies unter halb der Ausgangswelle 10 im rechten Teil der Zeichnung dar gestellt ist, so drückt der mit der Muffe 12 vorrückende Ring 16 die Druckfeder 15 auf Block. Diese wiederum drückt über die Scheibe 14 die Feder 11 zusammen, bis schließlich die Antriebsscheibe 9 bleibend formschlüssig mit dem Ring 8 verbunden ist. Dabei ist der Kraftfluß bei eingeschlagenen Rädern zu keinem der Räder unterbrochen. Hierzu hat die Mag netspule 19 eine Hilfskraft zu erzeugen, die ausreichend groß ist, die Kraft der obenerwähnten Einrichtung, die z. B. bei Kurvenfahrten bestrebt ist, die Antriebsscheibe 9 vom Ring 8 wegzudrücken, zu überwinden.On the other hand, the armature 17 reaches after driving the inner solenoid 19 in its immediate vicinity, as is shown below half of the output shaft 10 in the right part of the drawing, the ring 16 advancing with the sleeve 12 presses the compression spring 15 onto the block. This in turn presses the spring 11 together via the disk 14 until finally the drive disk 9 is permanently connected to the ring 8 in a form-fitting manner. The flow of power to none of the wheels is interrupted when the wheels are turned. For this purpose, the magnetic net coil 19 has to generate an auxiliary force that is sufficiently large, the force of the above-mentioned device, which, for. B. endeavors when cornering to push the drive pulley 9 away from the ring 8 to overcome.
Die Ansteuerung der Magnetspulen 18, 19 kann manuell durch Betätigung entsprechender Schalter oder dgl. oder automa tisch erfolgen. Hier bietet sich insbesondere eine vom Ein schlagwinkel der gelenkten Räder abhängige Steuerung an, die den Fahrer des Fahrzeuges wesentlich entlastet und jeweils zum richtigen Zeitpunkt die Arbeitsweise des Ausgleichgetrie bes 5 an die augenblicklichen Erfordernisse anpaßt. So könnte eine Ansteuerung der Magnetspule 19 erfolgen, wenn der Lenk winkel beispielsweise 15 Grad nicht überschreitet. Ist der Lenkwinkel größer als 15 Grad aber kleiner als z. B. 40 Grad, so wird keine der Magnetspulen 18, 19 und überschreitet der Lenkwinkel 40 Grad, so wird die Magnetspule 18 angesteuert.The solenoids 18, 19 can be controlled manually by actuating corresponding switches or the like, or automatically. Here is particularly a depending on a steering angle of the steered wheels to control, which significantly relieves the driver of the vehicle and adapts at the right time the operation of the differential 5 bes to the current requirements. For example, the solenoid 19 could be actuated if the steering angle does not exceed 15 degrees, for example. Is the steering angle greater than 15 degrees but less than z. B. 40 degrees, then none of the solenoids 18, 19 and exceeds the steering angle 40 degrees, the solenoid 18 is driven.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863632770 DE3632770A1 (en) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | Differential for vehicles with engageable all-wheel drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863632770 DE3632770A1 (en) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | Differential for vehicles with engageable all-wheel drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3632770A1 true DE3632770A1 (en) | 1988-03-31 |
Family
ID=6310437
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863632770 Withdrawn DE3632770A1 (en) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | Differential for vehicles with engageable all-wheel drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3632770A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004108461A1 (en) * | 2003-06-04 | 2004-12-16 | Zf Friedrichshafen Ag | Axle of a vehicle, especially of a utility vehicle |
-
1986
- 1986-09-26 DE DE19863632770 patent/DE3632770A1/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7445068B2 (en) | 2003-06-04 | 2008-11-04 | Zf Friedrichshafen Ag | Axle of a vehicle, especially of a utility vehicle |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: XAVER FENDT GMBH & CO, 87616 MARKTOBERDORF, DE |