DE69315959T2

DE69315959T2 - Sperrmechanismus für Antriebsachsen-Differential

Info

Publication number: DE69315959T2
Application number: DE69315959T
Authority: DE
Inventors: Bruce Andrew Battle Creek Michigan 49017 Muselin; Steven Gerard Kalamazoo Michigan 49009 Slesinski
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Dana Inc
Priority date: 1992-11-16
Filing date: 1993-10-20
Publication date: 1998-08-27
Anticipated expiration: 2013-10-21
Also published as: JPH06280947A; KR940011242A; TR28145A; CN1093446A; KR100229163B1; CA2109058A1; AR247936A1; AU4919193A; US5342255A; EP0598234B1; DE69315959D1; CN1054193C; BR9304526A; CA2109058C; AU662699B2; ES2111692T3; ZA938437B; EP0598234A1

Description

Hintergrund der Erfindung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Antriebs- Differentialeinrichtungen, die in Antriebsachsen von Kraftfahrzeugen verwendet werden, und insbesondere Schwerlastfahrzeugantriebsachsen der in der Tandemanordnung benutzten Bauart. Bei der Bereitstellung von Antriebsachsen für Schwerlastkraftwagen und Geländefahrzeuge ist es zu wünschen, in der Antriebsachse ein Verriegelungsmittel für die Differentialeinrichtung vorzusehen, um in solchen Situationen eine zusätzliche Traktion zu schaffen, in denen das primäre Anliegen in einer maximalen Traktion und nicht in einer Raddifferentialausgleichsbewegung zur Anpassung an Kurven liegt.
Die DE 4038731 Al offenbart einen justierbaren Verriegelungsmechanismus für ein Antriebsachsdifferential. Das Antriebsachsdifferential weist einen Achsträger mit einem Antriebsritzel, das an diesem drehbar gelagert ist, sowie mit einem Differentialkorb auf, der durch das Ritzel angetrieben wird, wobei in dem Differentialkorb entgegengesetzt ausgerichtete Achswellen drehbar gelagert sind. Jede Welle ist mit einem Seitenritzel drehfest verbunden und steht mit einem Paar Planetenrädem zur Leistungsaufteilung in Eingriff. Die Planetenräder sind außerdem an dem Differentialkorb drehbar gelagert. Der Differentialkorb trägt stirnverzahnte Kupplungsf lächen an einer Endfläche, wobei die Kupplungsflächen dazu vorgesehen sind, mit einem ringförmigen Kupplungselement in Eingriff zu kommen, das an jeweils einem Ende der Achswellen antreibend angeordnet ist. Das ringförmige Kupplungselement ist zwischen einer mit den Kupplungsflächen des Differential korbs gekuppelten Position und einer Trennposition axial hin und hergehend bewegbar. Ein Aktuatorelement, das in Bezug auf den Differentialkorb beweglich angeordnet ist, bewegt das ringförmige Kupplungselement zwischen beiden Positionen. Die Bewegung des Aktuatorelements wird durch einen Kolben bzw. eine gegenwirkende Feder bewirkt. Schließlich ist zwischen dem Aktuatorelement und dem Kolben eine Einstellschraube angeordnet&sub1; um die Relativposition des Kolbens in Bezug auf das Betätigungselement einstellen zu können. Jedoch ist es erforderlich, den Kolben zu entfernen, wenn Zugriff zu der Einstellschraube erforderlich ist.
Somit wird es gewünscht einen Weg oder Mittel zu finden, um eine bequeme Einstellung des druckluftbetätigten Schaltmittels für das Sperren und Freigeben der Differentialwirkung in Antriebsachsen der Bauart zu schaffen, die bei Schwerlastanwendungen und insbesondere bei Antriebsachsen verwendet werden, die die bei der Tandemanordnung verwendete Bauart aufweisen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Querschnitt einer typischen Antriebsachse eines Schwerlastfahrzeugs und veranschaulicht die Techniken nach dem Stand der Technik zum Sperren des Differentialmechanismus,
Fig. 2 ist eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts aus Figur 1, mit Veranschaulichung der erfindenschen Technik zum Einstellen eines Differentialsperrmechanismus.

Detaillierte Beschreibung

Es wird auf Figur 1 verwiesen, in der eine Antriebs achsanordnung im Ganzen mit 10 bezeichnet ist ein Gehäuse oder Träger 12 mit einem Eingangsritzel 14 aufweist, das mit einer typischerweise einstückig daran befestigte Ritzelwelle 16 versehen und in einer im Ganzen mit 18 bezeichneten Lageranordnung drehbar gelagert ist. Das Ritzel 14 ist an seiner der Welle 16 gegenüberliegenden Seite mit einem Wellenstummel 20 versehen, und der Wellenstummel ist in einer Lageranordnung gelagert, die an dem Gehäuse 12 montiert und im Ganzen mit 22 bezeichnet ist. Das Antriebsritzel 14 steht mit einem Tellerrad 24 in Eingriff, das mittels Bolzen 26 an einem Differentialkorb 28 befestigt ist, der an einander gegenüberliegenden Seiten durch ein paar Lager drehbar gelagert ist, von denen eins in Figur 1 veranschaulicht und im Ganzen mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnet ist. Der Lagerkorb 28 weist ein paar einander gegenüberliegend angeordneter Zapfen 32, 34 auf, die in ihrem im Wesentlichen in rechten Winkeln zu der Drehrichtung des Gehäuses angeordnet sind, und auf den Zapfen 32, 34 ist entsprechend jeweils ein Differential- Planetenrad 36, 38 frei drehbar gelagert. Die Differential-Planetenräder 36, 38 stehen jeweils an ihren einander gegenüberliegenden Seiten mit einem Paar Seitenzahnrädem 40, 42 in Eingriff, an denen entsprechend mit Bezugszeichen 44, 46 bezeichnete Naben vorgesehen sind, die drehbar in dem Differentialkorb 28 gelagert sind.
In der Nabe 44 des Seitenzahnrads ist das innerbordwärtige prof ilverzahnt Ende 48 der Achshalbwelle 50 aufgenommen, und steht mit dieser in Antriebsverbindung; und ähnlich ist von der Nabe 46 des Seitenzahnrads das innerbordwärtige und profilverzahnte Ende, das mit dem Bezugszeichen 52 bezeichnet ist,einer entgegengesetzt gerichteten Achshalbwelle 54 aufgenommen und steht mit dieser in Eingriff.
Die Achshalbwelle so ist drehbar auf der Fläche 56 des Differentialkorbs an dem außerbordwärtigen Ende des Differentialkorbs 28 gelagert.
Das außerbordwärtige Ende der Achshalbwelle 50 (Steckachse) weist eine zweite Profilverzahnung 58 auf, auf der in formschlüssiger Antriebsverbindung eine axial verschiebbare Kupplungsmuffe 60 sitzt. Es sind an der innerbortwärtigen Stirnfläche der Kupplungsmuffe 60 mehrere Stirnverzahnungszähne 62 ausgebildet, wobei die Zähne 62 mit entsprechend geformten Zähnen 64 in Eingriff bringbar sind, die an der äußeren Stirnfläche einer festen Kupplung 66 ausgebildet sind, die in Profilverzahnungsverbindung mit dem Ende des Differentialkorbs 28 steht, wie bei dem Bezugszeichen 70 angedeutet ist, und somit steht die feste Kupplung 66 in Antriebsverbindung mit der Achswelle 50.
In die Nut 68 der verschiebbaren Kupplung 60 greift ein gegabeltes Ende 72 einer Schaltgabel 74. Das obere Ende der Schaltgabel 74 weist eine darin ausgebildete Klemme auf, die auf einer Schubstange 76 sitzt. Es versteht sich, dass die Schaltgabel 74 und die verschiebbare Kupplung 60 in Figur 1 in der am weitesten rechten Position veranschaulicht sind, so dass die verschiebbare Kupplung 60 ihre Stirnkupplungszähne 64 in Antriebseingriff mit den Stirnkupplungszähnen 62 der festen Kupplung 66 hat. In der veranschaulichten Kupplungseinrückposition ist jede Relativdrehung zwischen dem Differentialkorb 28 und der Achshalbwelle 50 gesperrt.
Es versteht sich, dass die verschiebbare Kupplung 60, wenn die Schaltgabel 74 und die verschiebbare Kupplung 60 nach links in die in Figur 1 gestrichelt dargestellte Position überführt sind, von den Zähnen der festen Kupplung 66 getrennt ist, und dass eine Relativdrehung der Halbachswelle 50 in Bezug auf den Differentialkorb 28 somit freigegeben ist.
Bei dem in Figur 1 veranschaulichten Mechanismus nach dem Stand der Technik ist die Schubstange 76 mit ihrem linken Ende in dem Differentialträger 12 in einer Bohrung 78 und mit ihrem rechten Ende von einer Differentialträgerbohrung 80 aufgenommen und sie ist durch eine Feder 82 nach links vorgespannt, die gegen eine Federkappe 84 wirkt, die sich an einer an der Schubstange vorgesehenen Schulter abstützt Das linke Ende der Schubstange 76 steht in Wirkverbindung mit einem Kolben 86, der auf ein Druckluftsignal reagiert, das durch eine (nicht veranschaulichte) Druckluftleitung kommt, die mit einer über dem Kolben angeordneten Abdeckung 88 verbunden ist.
Die Schaltgabel 74 weist ein Ende auf, das über oder auf die Schubstange 76 geklemmt ist und an dieser durch eine Einstellschraube 88 festgezogen ist, die nur bei Abnahme des Gewindestopfens 90 durch ein Loch in dem Differentialträger zugänglich ist.
Es wird auf Figur 2 Bezug genommen, in der die im ganzen durch das Bezugszeichen 100 veranschaulichte Erfindung in einer Achsanordnung der Bauart veranschaulicht ist, die in Figur 1 dargestellt ist, wobei die Schaltgabel 174 eine darin vorgesehene Öffnung 175 aufweist, durch die die Schubstange 176 führt, an der ein Flanschabschnitt 177 mit vergrößertem Durchmesser vorgesehen ist, der gegen die Stirnfläche der Schaltgabel 174 drückt. Ein Ende der Schubstange 176 ist verschiebbar in einer Bohrung 180 aufgenommen, die in dem Differentialträger 112 ausgebildet ist. Die Feder 182 drängt die Schaltgabel 174 in einer Richtung nach rechts gegen den Flanschabschnitt 177. Das rechte Ende der Schubstange 176 ist mit Gewinde 179 versehen, das in eine zentrale Gewindebohrung 187 eingeschraubt ist, die in dem Kolben 186 vorgesehen ist. Der Kolben 186 ist in Bezug auf die Innenseite der Abdeckung 188 durch einen Dichtungsring 193 abgedichtet und gegen diese verschiebbar. In ihr ist ein Druckluftanschluss 189 zur Aufnahme eines Druckluftsteuersignals vorgesehen.
Die Position der Anlageschulter 177 für den Schalthebel 174 ist in Bezug auf den Kolben 186 einstellbar, indem ein Werkzeug wie bspw. ein Schraubendreher in die Gewindebohrung 187 und in den Schlitz 191 eingesetzt wird, der in dem Ende der Schubstange 176 vorgesehen ist, und indem die Schubstange im Bezug auf den Kolben 186 gedreht wird. Vorzugsweise ist eine Klemmschraube 192 in die Gewindegänge 187 eingeschraubt und gegen das Ende der Druckstange festgezogen, um deren eingestellt Position zu sichern.
Vorzugsweise ist in dem Kolben eine Rastfläche 194 vorgesehen, die mit einem Stößel 196 eines Positionsanzeigeschalters 198 in Berührung steht, der bei axialer Bewegung des Kolbens an Anschlüssen 200, 202 ein elektrisches Signal liefert.
Die vorliegende Erfindung erbringt somit eine Erleichterung der Justierung der Position der Schaltgabel 174, wobei die Justierung des mit Gewinde versehenen Endes der Schubstange 176 und des Kolbens 186 in eingebautem Zustand mit abgenommener Abdeckung 188 erfolgt. Die eingestellte Position wird dann durch die Einstellschraube 192 gesichert und nachfolgend wird die Abdeckung 188 durch irgendein geeignetes Mittel wie bspw. Schrauben gesichert, die durch den Befestigungsflansch (nicht dargestellt) gehen, um die Abdeckung 188 an dem Differentialträger 112 zu befestigen. Nachfolgend kann an dem Anschluss 189 eine geeignete Druckluftleitung befestigt werden.
Obwohl die Erfindung vorstehend im Hinblick auf die veranschaulichte Ausführungsform beschrieben worden ist versteht es sich, dass die Erfindung modifiziert und abgewandelt werden kann und nur durch den Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche beschränkt ist.

Claims

1. Einstellbare Sperreinrichtung für ein Antriebsachsdifferential (10) mit:

(a) einen Achsträger (10), mit einem an diesem gelagerten Antriebsritzel (14) , einem von dem Ritzel (14) angetriebenen Differentialkorb (28) und mit entgegengesetzt gerichteten, darin gelagerten Achswellen (50, 54) wobei jede Welle (50, 54) ein antriebsmäßig befestigtes Seitenritzel (40, 42) aufweist, das mit einem paar leistungsteilender Planetenräder (36, 38) im Eingriff steht, die an dem Differentialkorb (28) drehbar gelagert sind;

(b) Mitteln (66), die an dem Differentialkorb (28) stirnverzahnte Kupplungsflächen (64) definieren und drehfest zu diesem angeordnet sind;

(c) einem ringförmigen Kupplungselement (60), das auf einer der Achswellen (50, 54) mit dieser in Antriebsverbindung stehend angeordnet ist und das axial bewegbar ist, um mit den Stirnverzahnungsflächen (64) in und außer Eingriff gebracht zu werden;

(d) einem Aktuatorelement (174), das in Bezug auf den Achsträger (12) bewegbar angeordnet ist und das dazu dient, bei Bewegung zwischen einer ersten und einer zweiten Position das Ein- und Ausrücken des Kupplungselements (60) zu bewirken;

(e) druckgesteuerten Mitteln (186, 188), die wirkungsmäßig mit dem Aktuatorelement (174) verbunden sind, um gesteuert von einem Luftdrucksignal die Bewegung des Aktuatorelements (174) zu bewirken;

(f) Mitteln (176, 179, 187, 192) zur Einstellung der Verbindung des druckgesteuerten Mittels (186, 188) zu dem Aktuatorelement (174), zu dem eine Druckstange (176) gehört, die sich drehbar durch eine Öffnung (175) in dem Aktuatorelement (175) erstreckt und mit dem druckgesteuerten Mittel (186, 188) in Schraubverbindung steht, wobei das Mittel (176, 179, 187, 192) zum Einstellen der Verbindung sich durch eine Abdeckung (188) hindurch erstreckt, wobei die Abdeckung (188) den einstellbaren Sperrmechanismus einschliesst und wobei das Einstellmittel (176, 179, 187, 192) von der Außenseite der Abdeckung (188) her einstellbar ist.

2. Mechanismus nach Anspruch 1, bei dem die Druckstange (176) außerdem von der Öffnung (175) verschiebbar aufgenommen ist und Flächen (177) aufweist, die mit dem Element (17) in Anlage bringbar sind, wobei das Einstellmittel (176, 179, 187, 192) die Druckstangenflächen (177) federnd in Übereinstimmung mit dem Element (174) vorspannt.

3. Mechanismus nach Anspruch 1, bei dem das druckempfindliche Mittel (186, 188) einen Kolben (186) aufweist, in den die Druckstange (176) mittig eingeschraubt ist.

4. Mechanismus nach Anspruch 1, bei dem das druckgesteuerte Mittel (186, 188) einen aus Stahl ausgebildeten Kolben (186) aufweist, wobei die Druckstangen (176) in diesen mittig eingeschraubt ist.

5. Mechanismus nach Anspruch 1, bei dem das druckgesteuerte Mittel (186, 188) einen Kolben (186) aufweist, in den die Druckstange (176) mittig eingeschraubt ist und bei dem das Einstellmittel (176, 179, 187, 192) eine in dem Kolben (186) eingeschraubte Konterschraube (192) aufweist.