SE523808C2 - Normalt låst universaldifferentialanordning - Google Patents

Description

lO l5 20 523 808 - . . n - u ~ . . . . .. en slirningsstyranordning, varför konstruktionen är komplice- rad och dess storlek är stor.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att lösa de ovan- stående problemen hos kända differentialer.

Följaktligen àstadkommes en normalt låst universaldifferenti- alanordning med enkel konstruktion, fördelaktiga prestanda och liten storlek och som även är enkel att sammansätta.

Den normalt låsta universaldifferentialanordningen enligt fö- religgande uppfinning omfattar en central sammansatt differen- tial anordnad i dess centrala parti och innefattande en yttre differential och en inre differential, varvid den inre diffe- rentialen är inmonterad i den yttre differentialen och utnytt- jar en tapp gemensamt med den yttre differentialen; två sido- differentialer anslutna i serie till respektive ände av den centrala sammansatta differentialen, varvid var och en av dem har en massiv drivaxel, ett på denna monterat kugghjul, en ihålig drivaxel och ett på denna monterat kugghjul, varvid de två massiva axlarna sträcker sig genom var sin av de ihåliga drivaxlarna och dessas kugghjul vid axlarnas ena ände, så att de två massiva drivaxlarna är inpassade i de två ihåliga driv- axlarna och förda ut från de två sidodifferentialernas utsi- dor, varvid de två massiva drivaxlarna är förbundna med var- andra vid sina andra ändar via den inre centrala differentia- lens drivaxelkugghjul, varvid de två sidodifferentialernas två ihåliga drivaxlar är kopplade till hjulen belägna på en diago- nal linje, och deras två massiva drivaxlar är kopplade till hjulen belägna på en annan diagonallinje, varvid ett planet- hjul till den yttre centrala differentialen står i ingrepp med ringhjul anordnade på de två sidodifferentialernas hus; och tvà kraftfördelare med kraftfördelande drivande kugghjul och 7l611a.dOC; 2002-11-11 10 15 20 30 523 808 kraftfördelande drivna kugghjul i ingrepp med varandra, varvid de tvà sidodifferentialerna förbundna i serie med den centrala sammansatta differentialens bàda sidoändar är kopplade till ett fordons hjul via de två kraftfördelarna.

Den normalt låsta universaldifferentialanordningen enligt föreliggande uppfinning utnyttjar en central sammansatt diffe- rential innefattande en yttre central differential och en inre central differential inmonterad i den yttre centrala differen- tialen, varvid den centrala sammansatta differentialen är för- bunden i serie med de två sidodifferentialerna vid sina bàda sidoändar, och sedan förbundna med var sin av de tvà kraftför- delarna. De fyra utgående drivaxlarna begränsar sitt oberoende av varandra under drift. Följaktligen kan de fyra utgående drivaxlarna oberoende av om drivkraften till något av hjulen går förlorad bilda nya differentialer tillsammans och godtyck- ligt genom att kombinera de fyra differentialerna enligt kra- ven på att driva hjulen, och sålunda utföra differentialfunk- tionerna mellan hjulen, axlarna eller diagonalhjulen. Därför kan fordonet köra normalt och säkert göra en sväng trots väg- förhållandena. Då fordonet kör på motorväg med en hög hastig- het kan dessutom dess fyra hjul differentiera samtidigt och godtyckligt och cirkulera i kraftfritt tillstànd utan parasit- kraft och inflytande på grund av skilda hjuldiametrar. Därför är dess konstruktion i hög grad förenklad och dess fördelak- tiga prestanda säkerställda. Dessutom är storleken reducerad och sammansättningen blir mycket enkel.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Exemplifierande utföringsformer av föreliggande uppfinning skall beskrivas med hänvisning till ritningarna, på vilka: 7l611a.doc; . ~ . . . . - .n 2002-11-11 u n... .- 10 15 20 523 808 . . . » - . . . . - . .- Fig. 1 visar en sektionsvy av en normalt låst universaldifferentialanordning enligt föreliggande uppfinning; Fig. 2 visar ett snitt efter linjen A-A i Fig. 1 utvisande det utgående momentet hos den första utföringsformen av före- liggande uppfinning; Fig. 3 visar ett snitt efter linjen A-A i Fig. 1 utvisande det utgående momentet fràn den andra utföringsformen av före- liggande uppfinning; Fig. 4 visar ett snitt efter linjen A-A i Fig. 1 utvisande det utgàende momentet fràn den tredje utföringsformen av före- liggande uppfinning.

DETALJERAD BESKRIVNING AV DE FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMERNA Sàsom visas pà ritningarna omfattar en normalt låst universal- differentialanordning enligt föreliggande uppfinning fyra dif- ferentialer och tvà kraftfördelare, varvid de två kraftförde- larna var och en har kraftfördelande drivkugghjul 9 och kraft- fördelande drivna kugghjul 10. De fyra differentialerna inne- fattar en central sammansatt differential 1 och två sidodiffe- rentialer 3, varvid den centrala sammansatta differentialen 1 är anordnad i det centrala partiet av differentialanordningen och innefattar en yttre differential och en inre differential, som är inmonterad i den inre differentialen och utnyttjar en med denna gemensam tapp 2. De tvà sidodifferentialerna 3 är kopplade i serie till var sin ände av den centrala sammansatta differentialen 1. Var och en av de tvà sidodifferentialerna 3 har en massiv drivaxel 4 kopplad till ett kugghjul 7 och en ihålig drivaxel 5 kopplad till ett kugghjul 8. De massiva drivaxlarna 4 passerar i tur och ordning genom tillhörande kugghjul 8 och den ihåliga drivaxeln 5, leds ut fràn den yttre änden av den ihåliga drivaxeln 5 och är sedan kopplad till hjulet via det drivande kraftdistributionskugghjulet 9 och det drivna kraftdistributionskugghjulet 10. De tvà ihåliga drivax- 7l611a.dOC; 2002-11-11 lO 15 20 523 808 . . . - . . . - . ~ - . .- larna 5 är kopplade till hjulen längs en diagonal linje, och de tvà massiva drivaxlarna 4 är kopplade till hjulen längs en annan diagonal linje. I det i Pig. 4 illustrerade fallet, mäste de massiva drivaxlarnas 4 drivriktning ändras i en re- duktionsväxel vid sidan av hjulet. De tvà massiva drivaxlarna 4 är förbundna vid en av sina ändar via den inre differentia- lens tvà drivaxelkugghjul 6. Den inre centrala differentialens tvà drivaxelkugghjul 6 är integrerade med kugghjulen 7 till de tvà massiva drivaxlarna genom de tvà massiva drivaxlarna 4, som sträcker sig genom dem. Den yttre centrala differentialens planethjul 18 stàr i ingrepp med tvà ringhjul 11 anordnade pà husen till de tvà sidodifferentialerna 3. De tvà ringhjulen 11 är antingen formade direkt pà de tvà sidodifferentialernas 3 hus eller fast monterade pà husen efter att ha tillverkats.

Huvudväxelns drivna kugghjul 15 är fast monterade pà den cen- trala sammansatta differentialens 1 hus 16 för att samtidigt rotera den centrala sammansatta differentialen 1 och de tvà sidodifferentialerna 3. Mellan den centrala sammansatta diffe- rentialens 1 inre differential och yttre differential är an- ordnade friktionsreducerande stödkulor 17 eller liknande. Mel- lan den yttre differentialen och dess hus, samt mellan sido- differentialerna 3 och dessas hus är också anordnade kulor 17.

Om de tvà hjulen på samma sida av ett fordon eller de tvà hju- len längs en diagonal linje samtidigt slirar, kan de tvà sido- differentialerna 3 och den med dessa förbundna inre centrala differentialen bilda nya differentialer, sà att de andra tvà hjulen, som inte slirar, kan differentiera mellan sig och for- donet kan köra normalt. Eftersom de tvà sidodifferentialernas 3 massiva drivaxlar 4 i den normalt lästa universaldifferen- tialanordningen enligt föreliggande uppfinning är förbundna via den inre centrala differentialen, står de tvà sidodiffe- rentialernas 3 planethjul i ingrepp med den inre centrala dif- 7l6lla.d0C; 2002-11-11 10 15 20 523 808 q n - < ~ - . | - . v a ~. ferentialens kugghjul på den ihåliga drivaxeln, och den yttre centrala differentialens planethjul står i ingrepp med ring- hjulen ll anordnade på de två sidodifferentialernas 3 hus, då fordonet differentierar normalt, utför det differentialopera- tionen mellan hjulen eller axlarna och är låst. Då fordonet kör på guppiga vägar och det inträffar att det högra framhju- let hänger i luften, dvs. att det inte står i kontakt med mar- ken, den inre centrala differentialens kugghjul, som är kopp- lat till den massiva drivaxeln, roterar inte, medan den inre centrala differentialens kugghjul på den bakre drivaxeln och det med denna förenade kugghjulet på den massiva drivaxeln ro- terar för att driva den bakre massiva drivaxeln för att rotera det högra bakhjulet. Det bakre högra hjulet, som är kopplat till den bakre massiva drivaxeln och det högra framhjulet är på samma sida om fordonet. Följaktligen finns på en sida om fordonet åtminstone ett hjul som står i kontakt med marken, varför sålunda fordonet kan köra normalt. Så länge hjulen på en diagonal linje står i kontakt med marken kan därför fordo- net köra normalt.

Då fordonet svänger sker differentialverkan mellan framhjuls- axeln och bakhjulsaxeln genom den yttre centrala differentia- len, och den inre centrala differentialen differentierar syn- kront de i serie därtill anslutna sidodifferentialerna. Diffe- rentialfunktionerna mellan fram- och bakhjulen samt mellan de högra och vänstra hjulen utförs gemensamt av den inre centrala differentialen och de två i serie med denna anslutna sidodif- ferentialerna.

Den utgående kraften går från kugghjulen 8 på den ihåliga drivaxeln via de ihåliga drivaxlarna och ingreppen mellan de kraftfördelande drivkugghjulen och de drivna kraftfördelande kugghjulen. Den inre centrala differentialens drivaxelkugghjul är integrerade med respektive intilliggande drivaxelkugghjul 716l1a.d0C; 2002-11-11 lO 15 20 25 30 523 808 n n... . - ~ . . ~ - .- genom de massiva drivaxlar, som passerar genom dem, och över- för vridmomentet till hjulen längs en diagonal linje via in- greppen mellan de kraftfördelande drivkugghjulen och de kraft- fördelande drivna kugghjulen, eller överförs vridmomentet di- rekt till hjulen längs en diagonal linje av de massiva drivax- larna.

Sekvensen för att utföra differentialoperationen mellan hjul- axlarna är följande: Den centrala differentialens tapp + den yttre centrala differentialens planethjul + ringhjulen anord- nade pà de två sidodifferentialernas hus + den inre centrala differentialen.

Sekvensen för att utföra differentialoperationen mellan hjulen eller mellan diagonala hjul är följande: Den centrala diffe- rentialens tapp + den inre centrala differentialens planethjul + den inre centrala differentialens tvà drivaxelkugghjul + de två sidodifferentialernas planethjul + kugghjulen pà de tvà ihåliga drivaxlarna + de tvà ihàliga drivaxlarna + kugghjulen pà de två massiva drivaxlarna och de två massiva drivaxlarna.

Sekvensen för den i Fig. 2 och 4 visade kraftdistributionen är följande: Kugghjulen pà de ihåliga drivaxlarna förbundna i se- rie vid respektive sidoände + de iháliga drivaxlarna + de kraftfördelande drivna kugghjulen + de kraftfördelande drivna kugghjulen; den inre centrala differentialens kugghjul pà drivaxeln a kugghjulen pà den massiva drivaxeln förbundna i serie vid respektive sidoände + de massiva drivaxlarna + de kraftfördelande drivkugghjulen Q de kraftfördelande drivna kugghjulen.

Sekvensen för kraftfördelningen enligt Fig. 3 är följande: Kugghjulen på de ihåliga drivaxlarna förbundna i serie vid respektive sidoändar + de ihåliga drivaxlarna + de kraftförde- lande drivkugghjulen + de kraftfördelande drivna kugghjulen; 7l61la.dOC; 2002-11-11 anan- 10 15 523 808 u oøoc - . - < . - . . ._ kugghjulen pà den inre centrala differentialens drivaxlar » kugghjulen pà den massiva drivaxeln ansluten i serie vid respektive sidoände + de massiva drivaxlarna.

Den normalt låsta universaldifferentialanordningen enligt fö- religgande uppfinning är monterad i längdled på det centrala bottenpartiet av ett fordon och kan dras in i fordonets buk för att sålunda göra fordonets botten slät, minska luftmot- ständet samt höja och förstora markfrigàngen. Därför har for- donet god styrförmàga och bränsleekonomi. Eftersom slirkon- trollen i en konventionell differentialanordning är eliminerad är i synnerhet differentialanordningens konstruktion förenklad och fördelaktig, dess volym är minskad, varigenom montaget op- timeras liksom fordonets styrförmàga. Dessutom används kulor som stöd, varigenom minskas friktion och ökar transmissionens prestanda.

Den normalt låsta universaldifferentialanordningen enligt fö- religgande uppfinning kan tillämpas pà allhjulsdrivna bilar, traktorer, pansarvagnar, hjulförsedda anläggningsmaskiner och hjulförsedda anläggningsfordon. 7161134100; 2002-11-11

Claims (6)

on lO 15 20 25 30 523 808 . . . . - - . - ~ - ~ .- P A T E N T K R A V

1. Normalt làst universaldifferentialanordning, omfattande: (1) trala parti och innefattande en yttre differential och en inre en central sammansatt differential anordnad i dess cen- differential, varvid den inre differentialen är inmonterad i den yttre differentialen och utnyttjar en tapp (2) gemensamt med den yttre differentialen; (3) ände av den centrala sammansatta differentialen, varvid var (4), (7), en ihålig drivaxel (5) och ett pà denna mon- (8), (4) sig genom var sin av de ihåliga axlarna (5) och dessas kugg- hjul (8) (4) är inpassade i de tvà ihåliga axlarna (5) från de tvá sidodifferentialernas utsidor, varvid de två mas- (4) dar via den inre centrala differentialens drivaxelkugghjul tvà sidodifferentialer anslutna i serie till respektive och en av dem har en massiv drivaxel ett på denna monte- rat kugghjul sträcker terat kugghjul varvid de två massiva axlarna vid axlarnas ena ände, sà att de två massiva axlarna och förda ut siva axlarna är förbundna med varandra vid sina andra än- (6), varvid de tvà sidodifferentialernas tvà ihàliga axlar (5) är kopplade till fordonshjul belägna pà en diagonal linje, och (4) lägna pà en annan diagonal linje, varvid ett planethjul deras tvà massiva axlar är kopplade till fordonshjul be- (18) till den yttre centrala differentialen stàr i ingrepp med ringhjul (ll) anordnade pà de tvà sidodifferentialernas hus; och tvà kraftfördelare med kraftfördelande drivande kugghjul (9) (10) och kraftfördelande drivna kugghjul i ingrepp med var- andra, varvid de tvà sidodifferentialerna förbundna i serie med den centrala sammansatta differentialens båda sidoändar är kopplade till ett fordons hjul via de tvà kraftfördelarna. 7l6lla.dOC; 2002-11-11 sauna 10 15 20 523 808 10 ~ . . | . . . . .n

2. Differentialanordning enligt krav l, k ä n n e t e c k - n a d a v, att tvà drivaxelkugghjul till den inre centrala differentialen är integrerade med de två kugghjulen till de två sidodifferentialernas massiva drivaxlar genom de tvä sido- differentialernas massiva drivaxlar som sträcker sig genom dem.

3. Differentialanordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k - n a d a V, att de pà de massiva drivaxlarna och de ihàliga drivaxlarna monterade kraftfördelande drivkugghjulen stàr i ingrepp externt med respektive drivet kraftfördelande kugg- hjul, så att de kraftfördelande drivkugghjulens rotationsrikt- ning är motsatt den hos motsvarande drivna kraftfördelande kugghjul.

4. Differentialanordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k - n a d a V, att de pà de massiva drivaxlarna monterade kraft- fördelande drivkugghjulen står i ingrepp externt med motsva- rande drivna kraftfördelande kugghjul, så att de kraftförde- lande drivkugghjulens rotationsriktning är motsatt den hos motsvarande drivna kraftfördelande kugghjul, och att de pà de ihåliga drivaxlarna monterade kraftfördelande drivkugghjulen stàr i ingrepp med motsvarande drivna (?) kraftfördelande kugghjul så att de kraftfördelande drivna kugghjulens rota- tionsriktning är lika med den hos motsvarande drivna(?) kraft- fördelande kugghjul.

5. Differentialanordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d a v, att kugghjulen pà den inre centrala differentia- lens tvà drivaxlar är integrerade med angränsande drivaxel- kugghjul genom de två massiva drivaxlar som sträcker sig genom dem, varvid de tvà massiva drivaxlarna inte är kopplade till de kraftfördelande drivkugghjulen och överför vridmomentet 716lla.d0C; 2002-11-11 523 808 » » . . . . ~ ~ ~ - . » - ~ ~~ ll direkt till hjulen, och de två ihàliga drivaxlarna är kopplade till respektive kraftfördelande drivkugghjul.

6. Differentialanordning enligt något av kraven 1 - 5, k ä n n e t e c k n a d a v, att mellan den inre centrala 5 differentialen och den yttre centrala differentialen, mellan den yttre centrala och dess hus samt mellan de tvà sidodiffe- rentialerna och deras respektive hus är anordnade friktions- reducerande kulor. 716113 .dOC; 2002-ll-ll