DE7535042U

DE7535042U - Final drive with a differential gear

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Publication number: DE7535042U
Application number: DE7535042U
Authority: DE
Original assignee: Gleason Works
Current assignee: Gleason Works
Priority date: 1974-11-04
Publication date: 1976-04-01

Description

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Licht, Schmidt, HansmanW&Herrrttärfff ^: "·' PatentanwälteLicht, Schmidt, HansmanW & Herrrttärfff ^: "· 'Patent Attorneys München: Dipl.-Ing. Martin LichtMunich: Dipl.-Ing. Martin light

Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann Dipl.-Phys. Sebastian HerrmannDipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

Thtrtti«n«tr.33 ' Oppenau: Dr. Reinhold SchmidtThtrtti «n« tr.33 'Oppenau: Dr. Reinhold Schmidt

8 München 2 Theresienstraße 338 Munich 2 Theresienstraße 33

3. November 1975 ML/BaNovember 3, 1975 ML / Ba

THE GLEASON WORKS 1000 University Avenue Rochester, New York V. St. v. A.THE GLEASON WORKS 1000 University Avenue Rochester, New York V. St. v. A.

Achsantrieb mit einem DifferentialgetriebeFinal drive with a differential gear

Die Erfindung betrifft einen Achsantrieb mit einem Differentialgetriebe, bei welchem unter gewissen ungünstigen Antriebsbedingungen das Differential gesperrt werden kann, so daß seine Different!alwirkung nicht eintritt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Achsantrieb dieser Bauart zu schaffen, bei dem die Wirkung stufenweise erfolgt: In der ersten Stufe findet keine Sperrwirkung statt, so daß das Differentialgetriebe wie gewöhnlich wirkt; doch sucht das Achsgetriebe in der zweiten Betriebsstufe das Differentialgetriebe zu sperren und dadurch die Different!alwirkung einzuschränken.The invention relates to an axle drive with a differential gear, in which, under certain unfavorable drive conditions, the differential can be locked so that its differential effect does not occur. The invention is based on the object of creating an axle drive of this type in which the effect takes place in stages: In the first stage there is no locking effect, so that the differential gear works as usual; but is looking for the axle drive in the second operating stage to lock the differential gear and thereby the differential effect to restrict.

Es sind bereits Achsantriebe bekannt, bei denen eine bremsend wirkende Sperre die gewöhnliche Different!alwirkung einschränken oder ganz verhindern kann. Ein bezeichnendes Beispiel hierfür ist in der US-PS 2,855,805 dargestellt und beschrieben. Dort enthält das Differentialgetriebe bekannter Bauart eine Stimzahnkupplung, dis das Antriebsmoment zwischen einem der Seitenräder des Differentialgetriebes und der zugehörigen Achswelle Sberträgt.Axle drives are already known in which one has a braking effect Lock limit or completely prevent the usual differential effect can. A typical example of this is shown and described in US Pat. No. 2,855,805. There the differential gear of known type contains a spur tooth clutch, dis the drive torque between one of the Side gears of the differential gear and the associated axle shaft Stransfers.

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Diese Stirnzahnkupplung entwickelt zwischen Ihren Kupplungshälften einen axialen Schub» und sie verschiebt durch diesen Teile des Differentialgetriebes in Stellungen» 1n denen der normalen Differentialwirkung durch Bremskräfte ein Widerstand entgegengesetzt wird. Erreicht wird der axial« Schub dadurch» daß die Stirnverzahnung der Kupplungshälften positive. E1ngr1ffsw1nkel hat (vergl. Figur 2 der Patentschrift). Die Anordnung wirkt grundsätzlich so, daß die Größe des axialen Schubes in dem Differentialgewicht ik Einklang steht mit llnausgeglichenheiten der Antriebsmomente, die den getrennten Achswellen zugeführt werden.This spur tooth coupling develops a between your coupling halves axial thrust and it shifts through these parts of the differential gear into positions in those of normal differential action Braking forces are opposed to a resistance. That is achieved axial «thrust» that the spur teeth of the coupling halves are positive. E1ngr1ffsw1nkel has (see FIG. 2 of the patent). The order basically acts in such a way that the size of the axial thrust in the differential weight ik is consistent with the imbalances of the drive torques are fed to the separate axle shafts.

Diese bekannten Differentialgetriebe haben indessen den Nachteil, daß sie d<e normale Differential wirkung auch unter solchen Betriebsbedingungen zu hemmen suchen, bei denen die volle Differential wirkung erforderlich ist. Wenn das mit einem solchen Achsantrieb versehene Fahrzeug zum Beispiel eine Kurve durchfährt und daher das angetriebene Rad auf der Außenseite des Fahrzeuges schneller zu laufen sucht als das auf der Innenseite des Fahrzeuges geleqene Rad, dann kann in unerwünschter Weise die volle Differentialwirkung gehemmt werden. Bei vielen Achsantrieben mit einem begrenzt wirkenden Sperrdifferential wird die volle Differentialwirkung durch einen bei der Kurvenfahrt einsetzenden geringen Widerstand gehemmt, und das kann in unerwünschter Weise zu höherem Verschleiß und zu Geräusch im Achsantrieb führen.These known differential gears, however, have the disadvantage that they d <e normal differential effect even under such operating conditions seek inhibitors where the full differential effect is required. When the vehicle provided with such a final drive drives through a curve, for example, and therefore the driven wheel on the outside of the vehicle tries to run faster than the wheel placed on the inside of the vehicle, then the full differential effect can be inhibited in an undesirable manner. With many axle drives with a limited-acting Limited slip differential, the full differential effect is inhibited by the slight resistance that occurs when cornering, and this can undesirably lead to increased wear and noise in the final drive to lead.

Im Gegensatz zu bekannten Anordnungen, bei denen die Differentialwirkung selbsttätig gesteuert wird- wird nun erfindungsgemäß eine selbsttätige Steuerung vorgesehen, die in einem weiten Bereich normaler Antriebsbedingungen für den Achsantrieb die volle Different!alwirkung nicht zu beschränken oder zu hemmen sucht. Bei dem Achsantrieb nach der Erfindung suchen ι die Sperrmittel daher bei normaler Kurvenfahrt nicht im geringsten zu yer-] hindern, daß das eine Rad das andere überholt. Es ergibt sich vielmehr jederzeit die volle Differentialwirkung im Achsantrieb, solange dieser auf eine erste j Arbeitsstufe eingestellt ist. Nur dann, wenn in der übertragung der Dreh-In contrast to known arrangements in which the differential action is controlled automatically - is now an automatic according to the invention Control provided that does not seek to restrict or inhibit the full differential effect in a wide range of normal drive conditions for the axle drive. Look for the invention in the final drive ι not to prevent the locking means in the slightest from being able to overtake the other during normal cornering. Rather, there is always the full differential effect in the final drive, as long as this is on a first j Work level is set. Only if in the transmission of the rotation

momente ungewöhnlich starke Unausgeglichenheiten auftreten, wird das Differentialgetriebe des Achsantriebes nach der Erfindung auf eine zweite Betriebslage umgeschaltet, in der durch die Sperre die Different!alwirkung gehemmt wird, wenn dafür ein dringender Bedarf besteht.moments occur unusually strong imbalances, the differential gear of the axle drive according to the invention is switched to a second operating position, in which the differential effect due to the lock is inhibited when there is an urgent need for it.

Erfindungsgemäß enthält das Differentialgetriebe des bekannten Achsantriebes eine neuartige Stirnzahnkupplung: Die in Eingriff stehenden Kupplungshälften können durch axiale Verschiebung in verschiedene Lagen gebracht werden, in denen sie verschiedene Antriebseigenschaften haben. Außerdem ist eine hydraulische Steuerung zum Verschieben der beiuen Stirnkupplungshälften vorgesehen, so daß diese in die eine oder in die andere der beiden verschiedenen Betriebsstellungen gebracht werden können.According to the invention contains the differential gear of the known axle drive a new type of spur tooth coupling: the engaged coupling halves can be moved axially into different positions in which they have different drive properties. In addition, a hydraulic control is provided for moving the two end coupling halves so that they can be moved into one or the other of the two different ones Operating positions can be brought.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Differentialgetriebe bekannter Bauart mit einer Stirnzahnkupplung versehen, die zwischen einem der beiden Seitenzahnräder und der zugeordneten Achswelle eingeschaltet ist, um in Abhängigkeit von der axialen Stellung der Kupplungshälften eine Änderung in der relativen Drehung der beiden Achswellen zu bewirken. Die Stirnzahnkupplung gehört zu derjenigen Gattung, bei der eine erst! Kupplungshälfte auf ihrer Stirnseite Zähne aufweist, die in die Zähne der entsprechenden Stirnseite der anderen Kupplungshälfte eingreifen. Bei den Verzahnungen beider Kupplungshälften hat jeder Zahn am Zahnfuß einen sich auf Null belaufenden Eingriffswinkel und anschließend zum Zahnkopf hin einen positiven Eingriffswinkel. Die Zahnprofile beider Kupplungshälften sind so gestaltet und bemessen, daß sie unter zwei verschiedenen Bedingungen antreibend ineinander eingreifen können, nämlich (a) in einer ersten Lage, in der die Zahnprofi labschnitte mit dem sich auf Null belaufenden Eingriffswinkel einander berühren, und (b) in einer zweiten Lage, in der die Zahnprofi labschnitte mit positivem Eingriffswinkel aneinander liegen. Außerdem ist eine Steuerung vorgesehen, durch welche die beiden Kupplungshälften relativ zueinander in Achsenrichtung verschiebbar sind. Diese Steuerung kann einen Kolben enthalten, der in die Kupplung eingebaut und mit der einen Kupplungshälfte so verbunden 1st, daß er diese in Achsenrichtung fort von der anderen Kupplungshälfte ver- In a preferred embodiment of the invention, a differential gear of known type is provided with a spur gear coupling which is connected between one of the two side gears and the associated axle shaft in order to effect a change in the relative rotation of the two axle shafts depending on the axial position of the coupling halves. The spur tooth coupling is one of the genus in which there is only one! Coupling half has teeth on its end face which engage the teeth of the corresponding end face of the other coupling half. In the toothing of both coupling halves, each tooth at the tooth root has a pressure angle that is zero and then a positive pressure angle towards the tooth tip. The tooth profiles of both coupling halves are designed and dimensioned so that they can drive into one another under two different conditions, namely (a) in a first position in which the tooth profiles touch each other with the pressure angle which is zero, and (b) in a second position in which the tooth profiles lie against one another with a positive pressure angle. In addition, a control is provided by means of which the two coupling halves can be displaced relative to one another in the axial direction. This control can contain a piston which is built into the coupling and connected to one coupling half in such a way that it moves it away from the other coupling half in the axial direction.

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schiebt, wenn er mit einem hydraulischen Druckmittel beaufschlagt wird. Dieses hydraulische Druckmittel für die Steuerung kann durch eine Zahnradpumpe geliefert werden, die von den Zahnrädern des Differentialgetriebes gebildet wird.pushes when it is acted upon by a hydraulic pressure medium. This hydraulic pressure medium for the control can be supplied by a gear pump, which is from the gears of the differential gear is formed.

Diese und weitere Merkmale und die Vorteile der Erfindung werden nachstehend im einzelnen anhand der Zeichnungen erläutert. In diesen zeigtThese and other features and the advantages of the invention are explained in detail below with reference to the drawings. In these shows

Fig. 1 einen teilweise im Schnitt gehaltenen Grundriß des Achsantriebes nach der Erfindung, das sich von einem bekannten Achsantrieb durch die Umschaltbarkeiten¹ üwei verschiedene Betriebsstufen unterscheidet,Fig. 1 is a partially sectioned plan of the axle drive according to the invention, which differs from a known axle drive by the switchabilities ¹ üwei different operating levels,

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch die ineinander greifenden Zahnkränze der Stirnzahnkupplung, wenn diese auf die erste Betriebsstufe eingestellt ist,und ·2 shows an enlarged section through the intermeshing gear rims of the spur gear coupling when this is set to the first operating stage, and

Fig. 3 eine der Figur 2 entsprechende Darstellung der Zahnkränze, wenn diese auf die zweite Betriebsstufe eingestellt sind.3 shows a representation of the gear rims corresponding to FIG. 2, when these are set to the second operating level.

Der Achsantrieb gemäß Figur 1 enthält ein Gehäuse 12 mit einem daran befestigten Tellerkegelrad 14, das mit einem Antriebskegel ritzel 16 kämmt und von diesem die Antriebsmomente eines motorischen Antriebs empfängt. Das Gehäuse 12 bildet einen Planetenradträger und ist dementsprechend in dem nicht näher dargestellten Achsantriebsgehäuse drehbar gelagert. Es überträgt Antriebsmomente von dem motorischen Antrieb auf zwei Achswellen und 20, die je mit einem angetriebenen Fahrzeugrad verbunden sind.The axle drive according to FIG. 1 contains a housing 12 with a bevel gear 14 attached to it, the pinion 16 meshing with a drive cone and from this receives the drive torque of a motor drive. The housing 12 forms a planet gear carrier and is accordingly in the axle drive housing, not shown, rotatably mounted. It transfers drive torque from the motor drive to two axle shafts and 20, each connected to a driven vehicle wheel.

Bekanntlich dient ein solches Differentialgetriebe dem Zweck, das Antriebsmoment auf die beiden Achswellen 18 und 20 derart zu verteilen, daß die Fahrseugräder angetrieben werden, sich aber dabei relativ zueinander drehen können. Für diesen Zweck sind am Planetenradträger 12 Planetenräder 22 ge lagert, deren jedes gleichzeitig mit zwei gleichachsigen Seltenzahnrädern As is known, such a differential gear serves the purpose of distributing the drive torque to the two axle shafts 18 and 20 in such a way that the Fahrseugräder are driven, but can rotate relative to each other . For this purpose 12 planetary gears 22 are superimposed on the planetary gear carrier, each of which has two coaxial rare gears

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24 und 26 kämmt, die je mit einer der beiden Achswellen 18, 20 in Antriehsverbindung stehen. Theoretisch würde ein einziges Planetenrad 22 genügen. Diese Anordnung ist grundsätzlich bekannt, vergleiche die eingangs erwähnte Patentschrift.24 and 26 meshes, each with one of the two axle shafts 18, 20 in drive connection stand. In theory, a single planet gear 22 would be sufficient. This arrangement is known in principle, compare the one mentioned at the beginning Patent specification.

Während das Seitenzahnrad 26 mit seiner Achswelle 20 durch Keile und Keilnuten verbunden ist, steht das andere Seitenzahnrad 24 mit seiner Achswelle 18 über eine Stirnzahrkupplung in Verbindung, in der das Antriebsmoment von der einen Kupplungshälfte 28 auf die andere Kupplungshälfte 30 übertragen wird. Die eine Kupplungshälfte 28 kann aus einem Stück mit dem Seitenzahnrad 24 bestehen, wie es Figur 1 zeigt, oder es kann auch eine getrennte Kupplungshälfte an der Rückseite des Seitenzahnrades befestigt werden, um in die dargestellte Lage zu gelangen. Die andere Kupplungshälfte 30 ist mit der Achswelle 18 durch Keile und Keilnuten befestigt. Insoweit ist die beschriebene Anordnung bekannt.While the side gear 26 with its axle shaft 20 by splines and keyways is connected, the other side gear 24 is connected to its axle shaft 18 via a spur gear coupling in which the drive torque of the one coupling half 28 is transferred to the other coupling half 30 will. One coupling half 28 can be made in one piece with the side gear 24 exist, as Figure 1 shows, or a separate coupling half can be attached to the back of the side gear to to get into the position shown. The other coupling half 30 is with attached to the axle shaft 18 by keys and keyways. To that extent is the one described Arrangement known.

Bisher diente nun die Stirnradkupplung dem Zweck, zwischen den beiden Kupplungshälften einen axialen Schub zu erzeugen, der die beiden Kupplungshälften voneinander fort zu verschieben sucht, um dadurch einen Reibungseingriff zwischen gewissen Teilen des Differentialgetriebes und Teilen des' Gehäuses hervorzurufen, wodurch eine Sperrwirkung zum Verhindern der relativen Drehung der beiden Achswellen bezweckt wird. Auf diese Weise wird die normale Differentialwirkung des Getriebes aufgehoben. Die Höhe des axialen Schubes, der sich zwischen den Kupplungshälften entwickelt, hängt davon ab, wie groß ι der Widerstand ist, den die Achswellen der übertragung des Drehmomentes entgegensetzen. Bei der bekannten Anordnung wurde also durch die Beschaffenheit der Stirnzahnkupplung beabsichtigt, daß eine mechanische Obersetzung zwischen den verschiedenenKupplunqshaiftepbei etwa sämtlichen Stärken der Drehmomentübertragung herbeigeführt wird. Daraus folgt aber, daß selbst bei verhältnismäßig niedrigen Unausgeglichenheiten der Drehmomente eine relative Trennung der beiden Kuppfürogshälften eingeleitet wird und dadurch die verfügbare Differentialwirkung eingeschränkt wird. Es konnte daher die normale Different!alwirkung des Achsgetriebes in unerwünschter Weise ge-So far, the spur gear coupling has now served the purpose of generating an axial thrust between the two coupling halves, which seeks to move the two coupling halves away from each other, thereby causing frictional engagement between certain parts of the differential gear and parts of the 'housing, whereby a locking effect to prevent the relative rotation of the two axle shafts is intended. In this way the normal differential action of the transmission is canceled. The amount of axial thrust that develops between the coupling halves depends on how great the resistance is that the axle shafts oppose to the transmission of the torque. In the known arrangement, the nature of the spur tooth coupling was intended to bring about a mechanical transmission between the various coupling shafts with approximately all strengths of torque transmission. It follows from this, however, that even with relatively low torque imbalances, a relative separation of the two coupling halves is initiated and the available differential effect is thereby restricted. The normal differential effect of the axle drive could therefore be reduced in an undesirable manner.

sperrt werden, was zu unnötigem Verschleiß oder zu einer mangelhaften Beherrschung des Achsantriebes führen könnte.be locked, which could lead to unnecessary wear or poor control of the final drive.

Im Gegensatz zum Stande der Technik zeichnet sich nun d.e Stirnzahnkupplung durch eine neuartige Gestalt der Zähne aus. Dadurch ist die Möglichkeit geschaffen, das Differentialgetriebe auf zwei verschiedene Arten wirken zu lassen, und diese beiden Betriebsarten werden durch die gegenseit-'ge axiale Stellung der Kupplungshälften Z-, und 30 bestimmt. Bei den Verzahnungen beider Kupplungshälften 28 und 30 hat das Profil "»ines jeden Zahnes am Zahnfuß (Figur 3) einen Abschnitt 32 mit sich auf Null belaufendem Eingriffswinkel und am Zahnkopf einen Abschnitt 34 mit positivem Eingriffswinkel, .'igur 2. Nehmen die beiden Kupplungshälften 28 und 30 die in Figur 2 gezeigte relative axiale Stellung ein, dann liegen die Profi Istrecken mit sich auf Null belaufendem Eingriffswinkel antreibend aneinander. In dieser ersten Stellung des Eingriffs wird das von den beiden Kupplungshälften übertragene Drehmoment mcht in einen axialen Schub übersetzt, so daß sich diese beiden Kupplungshälften nicht in axialer Richtung von einander fort zu verschieben suchen, sondern d_s Differentialgetriebe in der gewöhnlichen Weise ungesperrt wirken lassen. Solange die relative Drehzahl der beiden Achswellen 18 und 20 unter einer bestimmten Grenze verbleibt, währt dieser Betriebszustand fort. Wenn aber eines der beiden angetriebenen Fahrzeugräder durchgeht und daher diese Drehzahl grenze überschritten wird, dann werden selbsttätig die beiden Kupplungshälften 28 und 30 in Achsenrichtung von einander fort verschoben und gelangen dann in die zweite, in Figur 3 dargestellte Lage. In dieser Lage wirken die Profi labschnitte 34 der Zähne mit positivem EingriffswinKel antreibend aufeinander und übersetzen daher das Drehmoment in einen axialen Schub. Beim veranschaulichten Ausführungsbeispiel enthält die Steuerung, die diese relative axiale Verschiebung der Kupplungshälfte.ι 28 und 30 bewirkt, einen Kolben 36, der bei Beaufschlagung mit einem Druckmittel mit bezug auf Figur 1 nach links gleitet und sich dann entweder unmittelbar oder mittelbar an die Kupplungshälfte 30 anlegt und diese in Achsenrichtung von der Kupplungshälfte 28 fort verschiebt. Die Rückbewegung des Kolbens 36 in die in ^Figur 1 gezeigte Ausgangslage erfolgt durch eine RUckzugsfeder 38, Der Kolben 36 gleitet abge-In contrast to the state of the art, the face tooth coupling is now characterized by a new type of teeth shape. This creates the possibility of allowing the differential gear to act in two different ways, and these two operating modes are determined by the mutual axial position of the coupling halves Z and 30. In the toothing of the two coupling halves 28 and 30, the profile of each tooth at the tooth base (FIG. 3) has a section 32 with a pressure angle that is zero and at the tooth head a section 34 with a positive pressure angle, .'igur 2. Take the two coupling halves 28 and 30 are in the relative axial position shown in FIG These two coupling halves do not try to move away from each other in the axial direction, but allow the differential gear to act in the usual way unblocked. As long as the relative speed of the two axle shafts 18 and 20 remains below a certain limit, this operating state continues of the two driven vehicle wheels goes through and there If this speed limit is exceeded, the two coupling halves 28 and 30 are automatically shifted away from one another in the axial direction and then move into the second position shown in FIG. In this position, the profile sections 34 of the teeth with a positive engagement angle act as a driving force on each other and therefore translate the torque into an axial thrust. In the illustrated embodiment, the control that causes this relative axial displacement of the coupling halves 28 and 30 includes a piston 36 which, when a pressure medium is applied, slides to the left with reference to FIG applies and this moves away from the coupling half 28 in the axial direction. The return movement of the piston 36 into the position shown in ^F igur 1 starting position is effected by a RUckzugsfeder 38, The piston 36 slides off

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dichtet in einer in der Kupplung gebildeten Kammer. Wird seine Arbeitsfläche 40 mit einem hydraulischen Druckmittel beaufschlagt, dann verschiebt er sich in Achsenrichtung nach links. Für die Zuführung des hydraulischen Druckmittels gibt es verschiedene Möglichkeiten. Bei dem in Fig. 1 gezeigten AusfUhrungs beispiel dient diesem Zweck eine Zahnradpumpe, deren Zahnräder von den Planeten rädern 22 und dem Seitenrad 24 gebildet werden. In den ZahnlUcken des Seiten rades 24 wird nämlich das Druckmittel durch die eintretenden Zähne der Planeten räder 22 eingeschlossen und fließt dann durch Kanäle 42 des Seitenrades 24 in die den Kolben 36 enthaltende Zylinder kammer und beaufschlagt dort die Arbeitsfläche 40 des Kolbens. Diese Kanäle enthalten Rückschlagventile 44, die den Rückfluß des hydraulischen Druckmittels durch diejenigen Kanäle 42 verhindert, die beim relativen Umlauf von Zahnrad 24 und Planetenradträger 12 die Stellen durchlaufen, an denen die Planetenräder 22 in die Verzahnung des Zahnrades 24 nicht eingreifen. Die Verzahnungen der Seitenräder 24 und 26 und der Planetenräder 22 können in bekannter Weise so gestaltet sein, daß ihre Zahnlückenböden konkav und ihre Zahnköpfe konvex gestaltet sind (US-PS 3,820,414). Indessen können die Verzahnungen auch die übliche Gestalt aufweisen, wenn dies erwünscht ist.seals in a chamber formed in the coupling. If its working surface 40 is acted upon by a hydraulic pressure medium, then it shifts in the axial direction to the left. There are various options for supplying the hydraulic pressure medium. In the embodiment shown in Fig. 1, a gear pump is used for this purpose, the gears of the planet gears 22 and the side gear 24 are formed. In the tooth gaps of the side wheel 24 namely the pressure medium is enclosed by the entering teeth of the planetary gears 22 and then flows through channels 42 of the side wheel 24 into the cylinder chamber containing the piston 36 and acts there on the working surface 40 of the piston. These channels contain check valves 44 which prevent the return flow of the hydraulic pressure medium through those channels 42 which, during the relative rotation of gear 24 and planet carrier 12, pass through the points at which planet gears 22 do not mesh with the toothing of gear 24. The teeth of the side gears 24 and 26 and the planet gears 22 can be designed in a known manner so that their tooth gap bottoms are concave and their tooth tips are convex (US Pat. No. 3,820,414). In the meantime, the toothings can also have the usual shape , if this is desired.

Im Betrieb werden die auf den Planetenradträger 12 ausgeübten Drehmomente auf die beiden Achswellen 18 und 20 in der üblichen Weise verteilt, solange sich die Kupplung in der ersten, in den Figuren 1 und 2 gezeigten Lage befindet. Das ist aber der Fall, solange die relative Drehzahl der beiden Achswellen 18 und 20 in einem ausgewählten Bereich liegt. Bestimmt wird dieser Bereich durch die Zahnradpumpe Tür das hydraulische Druckmittel, insbesondere durch die Zahl der Kanäle 42, die das Druckmittel zu der Fläche 40 des Kolbens 36 leiten,und durch die Beziehungen zwischen den Verzahnungen der Kupplungshälften 28 und 30. In der ersten Betriebslage gemäß Figur 2 wirken die Zahnprofi labschnitte 32 der beiden Kupplungshälften aufeinander. Da sich der Eingriffswinkel der Abschnitte 32 auf Null beläuft, findet keine Sperrwirkung im Differentialgetriebe statt, so daß dieses in der gewöhnlichen Weise wirkt. Das ist also der Fall, so lange sich die beiden Kupplungshälften During operation, the torques exerted on the planetary gear carrier 12 are distributed to the two axle shafts 18 and 20 in the usual manner as long as the clutch is in the first position shown in FIGS . But this is the case as long as the relative speed of the two axle shafts 18 and 20 is in a selected range. This range is determined by the gear pump door, the hydraulic pressure medium, in particular by the number of channels 42 which direct the pressure medium to the face 40 of the piston 36, and by the relationships between the toothings of the coupling halves 28 and 30. In the first operating position shown in FIG. 2, the tooth profile sections 32 of the two coupling halves act on one another. Since the pressure angle of the sections 32 amounts to zero, there is no locking action in the differential gear, so that this acts in the usual manner. So this is the case as long as the two coupling halves are

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28 und 30 in der ersten Lege der Figuren 1 und 2 befinden. 28 and 30 are in the first row of FIGS. 1 and 2 .

Wenn nun aber die relative Drehzahl der beiden Achswellen 18 und 20 eine bestimmte Grenze Überschreitet, die durch die Bauart des Achsgetriebes be stimmt ist, dann fördert die Zahnradpumpe das hydraulische Druckmittel mit einer so hohen Strömungsmenge, daß der mit dem Druckmittel beaufschlagte Kolben 36 mit Bezug auf Figur 1 nach links verschoben wird, bis er zur An lage an der Kupplungshälfte 30 gelangt. Wird die Pumpwirkung fortgesetzt» dann wird der Kolben 36 veranlasst, die Kupplungshälfte 30 gegen die Bremsringe 46 zu drücken, die am Planetenradträger 12 befestigt sind. Der vom Druckmittel ausgeübte axiale Schub wird dadurch verstärkt, daß die Prof11-a*>schnitte 34 der Zähne mit dem positiven Eingriffswinkel aufeinander wirken, wie es Figur 3 zeigt. Zwischen den Bremsscheiben 46 können Brems lame Π en 48 eingefügt sein, die auf der Kupplungshälfte 30 durch Feder und Nut axial verschiebbar angebracht sind und das Reibungsmoment zwischen der Kupplungshälfte 30 und dem Planetenradträger 12 vervielfachen. Sind die beiden Kupplungshälften 28 und 30 in ihre zweite Lage verschoben, wie es Figur 3 zeigt, dann suchen daher die Profi1abschnitte 34 mit positivem Eingriffswinkel die Kupplungshälfte 30 noch stärker an die von den Bremsscheiben gebildeten Sperrmittel anzudrücken, so daß schließlich die Achswelle 18 am Planetenradträger 12 verriegelt wird und die Differentialwirkung über haupt unterbleibt. Zu keiner Zeit kommen dabei die beiden Kupplungshälften 28 und 30 außer Eingriff. Eine ähnliche Sperrwirkung erfolgt auch auf der anderen Seite des Differentialgetriebes , weil das hydraulische Druckmittel, das auf den Kolben 36 wirkt, gleichzeitig auf das Seitenzahnrad 24 einwirkt und dieses mit Bezug auf Figur 1 nach rechts gegen einen mit dem Planetenradträger 12 umlaufenden Block 50 zu drücken sucht. Dieser Block legt sich seinerseits an das seitliche Zahnrad 26 an und drückt dieses an eine ringförmige Bremsscheibe 52, die ihrerseits an Gehäuse 12 anliegt. But if the relative speed of the two axle shafts 18 and 20 exceeds a certain limit, which is true by the design of the axle drive , then the gear pump promotes the hydraulic pressure medium with such a high flow rate that the piston 36 acted upon with the pressure medium with reference is shifted to the left in Figure 1 until it arrives at the coupling half 30 to be. If the pumping action is continued , the piston 36 is caused to press the coupling half 30 against the brake rings 46 which are attached to the planetary gear carrier 12. The axial thrust exerted by the pressure medium is increased by the fact that the profiles 34 of the teeth act on one another with the positive pressure angle, as FIG. 3 shows. Between the brake discs 46 may be inserted en Π brake lame 48, which are mounted on the coupling half 30 is axially displaceable by the tongue and groove and multiply the friction torque between the coupling half 30 and the planet carrier 12th Therefore, the two coupling halves moved into its second position 28 and 30, as shown in Figure 3, then the Profi1abschnitte 34 with a positive pressure angle search the coupling half 30 still more to press the formed by the brake disc locking means, so that, finally, the axle shaft 18 on the planetary gear carrier 12 is locked and the differential effect does not occur at all. At no time do the two coupling halves 28 and 30 disengage. A similar locking effect also takes place on the other side of the differential gear because the hydraulic pressure medium acting on the piston 36 acts simultaneously on the side gear 24 and presses it to the right with reference to FIG seeks. This block in turn rests against the side gear 26 and presses it against an annular brake disc 52, which in turn rests against the housing 12.

Die Sperrwirkung dauert so lange, bis der Drehzahlunterschied zwischen den Kupplungshälften 28 und 30 auf eine Größe abgesunken ist, bei der dasThe locking effect lasts until the speed difference between the coupling halves 28 and 30 has dropped to a size at which the

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hydraulische Druckmittel aus der Zylinderkammer durch einen oder mehrere Rücklaufkanale 54 abfließen kann, und zwar mit einer höheren Strömungsmenge als derjenigen, die durch die Pumpenkanäle 42 zum Kolben 36 fließt. Die Feder 38 sucht den Kolben 36 in die Lage zurückzuschieben, in der er von der Kupplungshälfte 30 abgehoben ist. Schließlich kehren die Kupplungshälften 28 und 30 in ihre erste Lage der Figuren 1 und 2 zurück. Mithin wirkt die Sperrung des Differentialgetriebes erst dann, wenn die gewöhnlichen Antriebsbeziehungen zwischen den Achswellen 18 und 20 aufgehört haben.hydraulic pressure medium from the cylinder chamber through one or more Return channels 54 can flow away, with a higher flow rate than that which flows through the pump channels 42 to the piston 36. the Spring 38 seeks to push piston 36 back into the position in which it is lifted off coupling half 30. Finally, the coupling halves 28 and 30 return to their first position in FIGS. 1 and 2. So the locking of the differential gear only works when the usual drive relationships between the axle shafts 18 and 20 have ceased.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel kann in mannigfacher Hinsicht abgewandelt werden. So besteht die Möglichkeit, für die Verschiebung der Kupplungshälften 28 und 30 ein anderes Schaltwerk vorzusehen, das gewünschtenfalls so ausgestaltet sein kann, daß eine Handbedienung möglich ist. Das beschriebene Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, daß es durch eine geringrügige Abwandlung bekannter Baumuster von Achsantrieben billig hergestellt werden kann. Auch die Herstellung der dargestellten Zahnkränze an den Kupplungshälften 28 und 30 kann mit bekannten Verfahren erfolgen, zum Beispiel mit «Hner topfförmigen Schleifscheibe (US-PS 2,384,583), wenn deren Schleifprofil so gestaltet wird, daß es der Verzahnung die beiden Profilabschnitte mit sich auf Null belaufendem Eingriffswinkel und mit positivem Eingriffswinkel verleiht. Indessen können die Verzahnungen auch mit bekannten Maschinen hergestellt werden, die mit Messerköpfen arbeiten.The exemplary embodiment described can be modified in many ways. It is thus possible to provide a different switching mechanism for the displacement of the coupling halves 28 and 30, if desired can be designed so that manual operation is possible. The embodiment described is characterized in that it is through a minor modification of known types of axle drives can be produced cheaply. Also the production of the gear rims shown on the coupling halves 28 and 30 can be done with known methods, For example with Hner's cup-shaped grinding wheel (US Pat. No. 2,384,583), if whose grinding profile is designed so that the toothing of the two Profile sections with zero pressure angle and with gives a positive pressure angle. However, the gears can also be produced with known machines that work with cutter heads.

Claims

■ · * »9 * 1 i · · a - 10 - PROTECTION CLAIM

1. Final drive with a differential gear for controlling the relative rotation of the two wheel drive shafts through side gears connected to these, with which at least one planet gear meshes, on whose carrier the motor drive torque is exerted, and with a spur gear coupling to transmit the drive torque from one of the side gears its drive shaft, the teeth of the toothed coupling exerting an axial pressure on the coupling halves and thereby shifting these coupling halves relative to one another and causing a braking effect of locking means through this shifting, which limit the differential rotational speed between the axle shafts, characterized by a profile of the front coupling teeth of the two coupling halves (28, 30), which has a pressure angle of 0 ° at the tooth root (32) and then a positive pressure angle towards the tooth copy (34), and is further characterized by such a shape and dimension of the teeth as ß the two coupling halves (28, 30) are in the starting position of their axial displacement with the profile sections on the tooth base in engagement, and that in a second k-age, in which the relative rotational speed of the axle shafts exceeds this range, with the profile sections on the tooth head are in engagement and therefore exert the axial thrust on each other through which the locking means are effective.

2. Axle drive according to claim 1, characterized in that one (28) of the two coupling halves (28, 30) consists of one piece with the one lateral gear (24) of the differential gear (24 _} 26, 22, 12).

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4 * ₄

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Achsantrieb nach Anspruch 1, 2"oder 3, gekennzeichnet durch eine hydraulische Steuerung (36) Tür die echsiale Verschiebung der beiden Kupplungshälften (28, 30) aus der Ausgangslage in-die zweite Lage.Axle drive according to claim 1, 2 "or 3, characterized by a hydraulic control (36) door the axial displacement of the two coupling halves (28, 30) from the starting position into the second position.

ZS. Achsantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Steuerung erstens einen Kolben (36), der bei Beaufschlagung die beiden Kupplungshälften (28, 30) ir. Richtung von einander fort axial verschiebt, und zweitens eine Pumpe (22, 24, 42, 44) enthält, die das hydraulischt Druckmittel mit einem zur Verschiebung des Kolbens ausreichenden Druck liefert.ZS. Axle drive according to Claim 4, characterized in that the hydraulic Control firstly a piston (36) which, when acted upon, axially displaces the two coupling halves (28, 30) ir. Direction away from each other, and secondly, a pump (22, 24, 42, 44) which supplies the hydraulic pressure medium with a pressure sufficient to displace the piston.

Achsantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (36) derart in eine in der Stirnzahnkupplung gebildete Kammer eingepasst ist, daß er bei Beaufschlagung seiner Arbeitsfläche (40) mit dem hydraulischen Druckmittel gegen die eine Kupplungshälfte (30) drückt.Axle drive according to Claim 5, characterized in that the piston (36) is fitted into a chamber formed in the face tooth coupling in such a way that it presses against one coupling half (30) when the hydraulic pressure medium is applied to its working surface (40).

V,t. Achsantrieb nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine auf den Kolben ^36) wirkende Feder (38), unter deren Einfluß der Kolben sich in die Ruhelage zu verschieben sucht, in der er die beiden Kdpplungshälften (28, 30} nicht voneinander fort verschiebt. V, t. Axle drive according to claim 6, characterized by a spring (38) acting on the piston (36), under the influence of which the piston tries to move into the rest position in which it does not move the two coupling halves (28, 30} away from one another.

Ii. Achsantrieb nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe von einem (24) der Seitenzahnräder und von dem Ritzel (22) des Differentialgetriebes gebildet wird, deren miteinander kämmende Verzahnung zwischen sich die zu fördernde Flüssigkeit einschließen, und einen mit einem Rückschlagventil (44) versehenen Kanal (42) enthält, der von den Verzahnungen zur Arbeitsfläche (40) des Kolbens (36) fuhrt, um diesen mit dem hydraulischen Druck-mittel zu beaufschlagen, wobei das Rückschlagventil (44) den Rückfluß des Druckmittels von dem Kolben (36) fort verhindert.Ii. Axle drive according to Claim 5, 6 or 7, characterized in that the pump is formed by one (24) of the side gears and the pinion (22) of the differential gear, their meshing teeth enclose the liquid to be conveyed between them, and contains a channel (42) provided with a non-return valve (44), which by the toothings to the working surface (40) of the piston (36) leads to this with the hydraulic Pressurize medium, with the check valve (44) the reflux of the pressure medium from the piston (36) prevented.

Λ. Achsantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das mit seiner Achswelle (18) durch die Stirnzahnkupplung (28, 30) verbundene Seltenzahnrad (24) als auch das mit seiner Achswelle (20) starr verbundene Sei tenzahnrad (26) und das Planetenrad (22) in an si cn bekannter Welse konkave ZahniUcfei/igrUnde und konvexe Zehnkopfflachen haben.Λ. Axle drive according to Claim 8, characterized in that both the connected to its axle shaft (18) by the spur tooth coupling (28, 30) Rare gear (24) as well as that rigidly connected to its axle shaft (20) Be tenzahnrad (26) and the planetary gear (22) in well-known catfish have concave teeth and convex ten-head surfaces.

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7535042 Qi.04.767535042 Qi.04.76

ί |,> 0 · Axle drive with a differential gear to control the relative rotation between two axle shafts (18, 20), which are coupled with two side gears (24, 26) in a housing that has a common drive and a planetary gear carrier represents, which during its rotation takes at least one planet gear (22) which meshes with the two side gears (24, 26), the axle drive containing a spur gear coupling (28, 30) between one of the side gears (24) and the associated Axle shaft (18) is arranged to cause a change in mutual rotation between the axle shafts as a function of a torque difference which arises between the separate halves of the coupling, characterized in that the one coupling half (28) has teeth on one end face, which engage in teeth on an end face of the other coupling half (30), and that each of the teeth is designed so that a portion (32) of the tooth base located at the tooth base Tooth an amount ranging from zero pressure angle and located on the tooth head extending portion (34) of the tooth has a positive engagement angle, the teeth of the second coupling half (30) similar to or coincident rA t the teeth of the first coupling half are shaped and the teeth of both Coupling halves are designed and dimensioned in such a way that in a first position, in which the sections (32) lie against one another with a pressure angle that is zero, and in a second position, in which the sections (34) lie against one another with a positive pressure angle, drivingly interlock, and further characterized by a controller (36, 22, 24, 42, 44) for causing a relative axial displacement between the two coupling halves (28, 30) such that thereby the driving relationship between the coupling halves in the first and in the second layer is controlled.

iCi \ 1. Axle drive according to claim 10, characterized in that the control both a piston (36), which is displaceable in a chamber and is connected to one of the coupling halves and is able to push this axially away from the other coupling half into the second position , as well as a contains the pump (22, 24, 42, 44) for a hydraulic pressure medium in the piston to print the containing chamber and thereby to push the coupling halves (28, 30) from each other continues.

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4 / Ii ^ - drive according to claim 11, characterized in that the pump is a gear pump , which consists of the mentioned lateral gear (24) and the planet gear (22), tlas meshes with it.

Axle drive according to Claim 12, characterized in that the lateral The gears (24, 26) and the planetary gear (22) of the differential gear (1C) have concave tooth space bases and convex tooth tips which are inserted into the Intervene in the back of the tooth.

Axle drive according to Claim 10, characterized by locking means (46, 48, 52) between the coupling halves (28, 30) and designed as a housing Planetary gear carriers (12) of the differential gear are arranged, to prevent the coupling halves from moving relative to the planet carrier when the coupling halves are in the second position.