DE738956C

DE738956C - Self-locking bevel gear differential, especially for motor vehicles

Info

Publication number: DE738956C
Application number: DER109804D
Authority: DE
Inventors: Albert Buehnert; Emil Wiegand
Original assignee: Rheinmetall Borsig AG
Current assignee: Rheinmetall AG
Priority date: 1941-04-09
Filing date: 1941-04-09
Publication date: 1943-09-06

Description

Selbstsperrendes Kegelrad-Ausgleichsgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Der Mangel. einer Selbstsperrung bei den üblichen Kegelrad-Ausgleichsgetrieben hat für Kraftwtgen zur Verwendung der bekannten selbsthemmenden Ausgleichsgetriebe geführt, um das Durchlaufen eines entlasteten Rades zu verhindern und einen Mitantrieb der mehr oder allein belasteten Radseite sicherzustellen.Self-locking bevel gear differential, in particular for motor vehicles The lack. a self-locking with the usual bevel gear differential gears for motor vehicles to use the well-known self-locking differential gear, in order to prevent a wheel that is unloaded from going through and to prevent the to ensure more or only loaded wheel side.

Soweit schon Kegelrad-Ausgleichsgetriebe mit Sperrwirkung bekanntgeworden sind, beruht die Wirkung der Sperrung auf erzwungenen periodischen großen Unstetigkeiten im übersetzungsverhältnis durch außermittige Lagerung der Umlaufräder auf Schwinghebeln. Diese Ungleichförmigkeit im Antrieb, wie sie auch bei ,anderen bekannten Kegelrad-Ausgleichsgetrieben durch ungleichförmige Eingriffverhältnisse in der Verzahnung geschaffen werden, ist fahrtechnisch unerwünscht; außerdem ist die Selbstsperrung nicht unbedingt zwangsläufig.As far as bevel gear differential with locking effect has already become known are, the effect of the blocking is based on forced periodic large discontinuities in the transmission ratio through eccentric mounting of the planetary gears on rocker arms. This irregularity in the drive, as it is in other known bevel gear differential gears are created by non-uniform meshing conditions in the toothing, is technically undesirable; in addition, the self-locking is not necessarily inevitable.

Die Erfindung zeigt einen überraschenden Kunstgriff auf, mit dem es gelingt, den üblichen Kegelrad-Ausgleichsgetrieben mit @einfachen Mitteln die Eigenschaft der Selbstsperrung zu verleihen. Erfindungsgemäß werden dazu" die Umlaufräder des Kegelrad-Ausgleichsgetriebes auf ihren im Umlaufgetriebegehäuse festen Bolzen mit einer von der normalen zylindrischen Lagerbohrung abweichenden Form, vorzugsweise mit einem Langloch, gelagert. Dadurch setzt sich das Umlaufrad an jedem Bolzen einseitig in Anlage und vermittelt dadurch bei ungleicher Bodenhaftung der Taufräder eine vollkommene Sperrwirkung. Durch den exzentrischen Sitz des Zahnkranzes zum Bolzen ist die Drehbewegung der Ausgleichsräder bei einseitiger Radbelastung verhindert. Das Spiel des Bolzens im Langloch ist zweckmäßig etwas größer zu wählen als das Zahnspiel zwischen den Umlaufrädern und den beiderseitigen Abtriebskegelrädern, so daß sich der Drehung der Umlaufräder um ihren vom umlaufenden Gehäuse mitgenommenen und dadurch in der vorderen Endlage des Langlochs gehaltenen Bolzen eine klemmende Keilwirkung entgegensetzt. Damit das Langloch des Ausgleichsrades in den Endausschlaglagen satt mit halbzylindrischen Umflächen am Bolzen .anliegt, empfiehlt es sich, die Endflächen des Langloches mit halbzylindrischen. Wandflächen auszustatten, deren erzeugende Mittelachsen so geneigt sind, daß sie die Mittelachse des Ausgleichsgetriebes schneiden. Statt die Bolzen selbst unmittelbar im Langloch der Umlaufräder zu führen, könnte man auch die Bolzen auf Gleitsteinen lagern, die ihrerseits als Kulissenstein dem Langloch der Umlaufräder Führung geben. Außer einem Langloch kann auch eine Brei-oder viereckige Ausnehmung als Lagerbohrung dienen, wobei die Ecken zweckmäßig dem Bolzendurchmesser entsprechend abgerundet sind.The invention shows a surprising trick with which it succeeds in the common bevel gear differential gears with simple means the property to give the self-locking. According to the invention, "the planetary gears of the Bevel gear differential on its fixed bolt in the epicyclic gear housing a shape deviating from the normal cylindrical bearing bore, preferably with an elongated hole. As a result, the planet wheel settles on one side of each bolt in plant and thus gives a perfect blocking effect. Through the eccentric seat of the ring gear to the bolt the rotation of the differential gears is prevented in the event of one-sided wheel load. The play of the bolt in the elongated hole is advisable to choose a little larger than that Backlash between the planetary gears and the output bevel gears on both sides, so that the rotation of the planetary gears is carried along by the rotating housing and thereby held a pin in the front end position of the elongated hole Opposed to wedge effect. So that the oblong hole of the balance wheel is in the end deflections rests on the bolt with half-cylindrical outer surfaces, it is recommended that the End faces of the elongated hole with semi-cylindrical. To equip wall surfaces, whose generating central axes are inclined so that they are the central axis of the differential cut. Instead of guiding the bolts themselves directly in the slot of the planetary gears, you could also store the bolts on sliding blocks, which in turn act as a sliding block Guide the slot of the planetary gears. In addition to an elongated hole, a Mash or square recess serve as a bearing bore, the corners being useful are rounded according to the bolt diameter.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines selbstsperrenden Kegelrad-Aus gleichsgetriebes nach der Erfindung dargestellt.In the drawing is an embodiment of a self-locking Bevel gear off equal gear shown according to the invention.

Fig. i zeigt einen Längsschnitt durch ein Kegelrad-Ausgleichsgetriebe, Fig.2 schematisch eine Draufsicht auf ein Umlaufrad.Fig. I shows a longitudinal section through a bevel gear differential, 2 schematically shows a plan view of a planetary gear.

In dem vom Motor über das Wechselgetriebe angetriebenen Umlaufgehäuse a sind in üblicher Weise die beiden, Abtriebskegelräder b1, b2 gelagert, mit denen auf einem Bolzen e oder auf einem Achsenkreuz gelagerte Umlaufräder d in Eingriff stehen. Die Umlaufräder d sind auf dem oder den gehäusefesten Bolzen c mit einem Langloch dl gelagert. Das Spiel des Bolzens c im Langloch dl ist größer gehalten als das Zahnspiel zwischen den Umlaufrädernd und den beidseitigen Abtriebskegelrädern b1, b2. Die Größe der Sperrwirkung kann durch die Länge des Langloches dl beeinflußt werden. Insbesondere ist .es auch möglich, das Langloch einseitig zur Umlaufradachse ,anzuordnen. Durch Ausbildung der Lagerbohrung des Umlaufrades als Drei-, Vier- oder Mehreck mit dem Bolzendurchmesser entsprechenden Abrundungen der Ecken läßt sich die Auswanderung des Bolzens c beim Bewegungsausgleich in der Lagerbohrung dl in kleine Abschnitte unterteilen.In the epicyclic housing driven by the motor via the gearbox a, the two output bevel gears b1, b2 are mounted in the usual way, with which epicyclic gears d mounted on a bolt e or on an axillary mesh stand. The planet gears d are on the one or more bolts c with a fixed to the housing Long hole dl stored. The play of the bolt c in the elongated hole dl is kept larger than the backlash between the planet gears and the output bevel gears on both sides b1, b2. The size of the locking effect can be influenced by the length of the elongated hole dl will. In particular, it is also possible to have the elongated hole on one side to the planetary gear axis to arrange. By designing the bearing bore of the planetary gear as a three-, four- or polygon with rounded corners corresponding to the bolt diameter the migration of the bolt c when compensating for movement in the bearing bore Divide dl into small sections.

Bei Geradeausfahrt wird sich der Bolzen c in die vordere Endlage des Langloches dl einstellen (Fig.2). Dadurch ist eine Sperrwirkung des Ausgleichsrades d gegeben, da seine Drehung um den Bolzen c durch den stetig bis zum größten Radius !2 anwachsenden Eingriffskreis verhindert ist.When driving straight ahead, the bolt c is in the front end position of the Set the elongated hole dl (Fig. 2). This creates a locking effect of the balance wheel d given since its rotation around the bolt c through the steadily up to the largest radius ! 2 increasing engagement circle is prevented.

Trotz dieser Sperrwirkung bleibt die für das Kurvenfahren benötigte Ausgleichswirkung gewahrt. Bei einer Kurve sucht das Außenrad, beispielsweise das Abtriebskegelrad b2 bei einer Linkskurve, das Umlaufrad d im Drehsinn der Kurve zu drehen. Im' gleichen Sinn wirkt auch das gegenüber dem Antrieb zurückbleibende innenliegende Abtriiebskegelrad b1 auf das Umlaufrad d ein. Dadurch schiebt sich die Wandung des Langloches dl aus der vorderen Anlage um den Bolzen c laufend weiter, bis das Langloch dl quer zur Fahrtrichtung steht. Nach einer Weiterdrehung des Umlaufrades d wird der Bolzen c in dem sich dann schräg zur Achsmittelebene einstellenden Langloch dl unter Weiterdrehung des Umlaufrades d vom Antrieb nach vorn geschoben. Aus dieser Stellung wiederholt sich die beschriebene Ausgleichsbewegung, solange die Kurvenfahrt andauert. Diese Ausgleichsbewegung ist von der Bodenhaftung beider Laufräder abhängig, wobei die Räder durch die Haftung auf der Fahrbahn die erforderliche Kraftabstützung übernehmen.Despite this locking effect, the one required for cornering remains Balancing effect guaranteed. The outer wheel looks for a curve, for example that Output bevel gear b2 in a left turn, the planet gear d in the direction of rotation of the curve to turn. That which remains behind the drive also has the same effect internal output bevel gear b1 on the planet gear d a. This pushes itself the wall of the elongated hole dl from the front contact around the bolt c continuously, until the elongated hole dl is perpendicular to the direction of travel. After one more rotation of the planet wheel d becomes the bolt c in the elongated hole that is then set at an angle to the center plane of the axis dl pushed forward by the drive while continuing to turn the planet wheel d. From this Position, the compensation movement described is repeated as long as the cornering persists. This compensation movement depends on the grip of both wheels, whereby the wheels provide the necessary force support due to the grip on the road surface take over.

Ist dagegen die Bodenhaftung einer Radseite ungenügend oder gänzlich verloren gegangen, so fehlt eine ausreichende Kraftabstützung auf dieser Seite, so daß der treibende Bolzen c in der Vorderendlage des Langloches dl bleibt und die Selbstsperrung durch die eintretende Keilwirkung des größer werdenden Eingriffsradius des Umlaufrades d am Abtriebskegelrad b. auf der Radseite mit der verringerten oder fehlenden Bodenhaftung zustande kommt.If, on the other hand, the grip on one side of the wheel is insufficient or entirely has been lost, there is no sufficient force support on this side, so that the driving bolt c remains in the front end position of the elongated hole dl and the self-locking through the occurring wedge effect of the increasing engagement radius of the planet gear d on the output bevel gear b. on the wheel side with the reduced or lack of grip comes about.

In gleicher Weise wie bei Vorwärtsfahrt arbeitet das Ausgleichsgetriebe auch beim Rückwärtsfahren. Mit dem neuen Ausgleichsgetriebe ist ein zur Erzielung der Sperrwirkung gänzlich neuer und vorteilhafter Weg beschritten worden.- Bei den bisher bekanntgewordenen Sperrausgleichsgetrieben ist, die Sperrwirkung nur gegen einen dem usgleichsgetriebe grundsätzlich eigenen schlechten Wirkungsgrad zu erkaufen. Dieser schlechte Wirkungsgrad zehrt bei jedem Ausgleichsbewegungsvorgang einen erheblichen Teil der Vor- oder Antriebsenergie des Fahrzeuges auf. Dieser Leistungsverlauf ist besonders unerwünscht, wenn die Motorleistung bei Bergfahrt voll ausgenutzt ist und eine weitere Leistung zur Überwindung der Widerstände im Ausgleichsgetriebe fehlt und daher eine bei der Bergfahrt auftretende Kurve nicht mehr genommen werden kann.In the same way as when driving forward, the differential also works when reversing. With the new differential gear, a completely new and advantageous way to achieve the locking effect has been taken. With the locking equalization gears that have become known up to now , the locking effect can only be bought against a poor degree of efficiency inherent in the equalizing gear. This poor efficiency consumes a considerable part of the vehicle's forward or drive energy with each compensating movement process. This power curve is particularly undesirable if the engine power is fully utilized when driving uphill and there is no further power to overcome the resistances in the differential gear and therefore a curve that occurs when driving uphill can no longer be taken.

Demgegenüber bleibt bei dem Kegelrad-Ausgleichsgetriebe nach der Erfindung bei allen Ausgleichsbewegungen der dem normalen Kegelradgetriebe eigene gute Wirkungsgrad erhalten. Beim Vorgang der Selbstsperrung tritt durch diese Verriegelung eine sofortige Mitnahme der Triebräder ohne vorherigen Kraftverlust. ein.In contrast, remains with the bevel gear differential according to the invention with all compensatory movements the good efficiency inherent in normal bevel gears obtain. During the self-locking process, this locking occurs immediately The drive wheels can be carried along without any previous loss of power. a.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Self-locking bevel gear differential, in particular for motor vehicles, characterized in that the planetary gears (d) of the bevel gear differential with one of the normal cylindrical Bearing bore .different shape, preferably with an elongated hole (dl), on your support bolts (c) fixed to the housing are rotatably mounted.

2. Gear after Claim i, characterized in that the play of the bolt (c) in the elongated hole (dl,) is greater than the backlash between the planetary gears (d) and the gears on both sides Output bevel gears (bi, b2).

3. Transmission according to claim i and 2, characterized in that that the end faces of the elongated hole (dl) form semi-cylindrical peripheral surfaces, the Center axes intersect at the center of the gear unit. q ..

Transmission according to claim i, characterized in that a sliding block rotatable on the fixed bolt (c) forms the guide for the elongated hole (dl) of the planetary wheel (d).

5. Transmission according to claim i, characterized in that the bores (d1) in the planetary gears (d) as three, Quadrangular or polygonal with envelopes expediently corresponding to the surfaces around the bolt (c) are trained.