DIFFERENTIAL GEAR, PARTICULARLY FOR DRIVING AXLES OF VEHICLES

Abstract: 1. Differential gear, in particular for driving axles of motor vehicles, with variable internal friction torque dependent on the ratio of the speeds of the axle shafts, with a multi-plate friction clutch, the outer hub (1) of which is connected to the differential gear casing (2) and the inner hub (3) of which is mounted rotatably in this casing and in which arrangement there are axially acting compression springs (6) on one side of inner and outer friction plates (4, 5) of the friction clutch, a polygonal bush (8) mounted unrotatably on the axle shaft (7) in the centre of the inner hub (3), rollers (9) arranged with radial play between the walls of this bush and the inner cylindrical surface of the inner hub (3), which rollers are held in symmetrical position with respect to the walls of the polygonal bush by a cage (10) which is provided with a qpring centring device (11, 12), in which arrangement the cage has a friction part with flange, which is pressed with the oid of a thrust plate (13) by springs (14) against the outer hub (1), which is united with the differential gear casing, and in which arrangement the thrust plate is connected to push rods (15), the ends of which bear against a working surface of a face cam (16) which is mounted rotatably with respect to the differential gear casing and unrotatably with respect to the driving axle casing, characterized in that the friction flange of the cage (10), which holds the rollers (9), is flat and is arranged between the thrust plate (13) and the outer hub (1) of the friction clutch, united with the differential gear casing (2), against t which hub it is pressed by one or more plate springs (14), which bear on one side against the thrust plate (13) and on the other side against the inner hub (3) of the multi-plate friction clutch.

Description: Differentialgetriebe, insbesondere zu Antriebsachsen von Fahrzeugen Gegenstand der Erfindung ist ein Differentialgetriebe, insbesondere zu Antriebsachsen von Fahrzeugen, mit veränderlichem Eigenreibungsmoment in Funktion des Verhältnisses der Drehzahlen von Achswellen. Aus dem polnischen Patent Nr. 118 791 ist ein Differentialgetriebe mit veränderlichem Eigenreibungsmoment je nach dem Verhältnis der Drehzahlen von Achswellen des Fahrzeugs bekannt, das eine Mehrscheibenfriktionskupplung enthält, deren Aussennabe, die einen Teil des Differentialgetriebegehäuses bildet, mit der Innennabe gekuppelt ist durch Reibscheiben, die sich unter Druck von axial wirkenden Federn befinden. In der Mitte der Innennabe ist auf der Achswelle undrehbar eine vieleckige Buchse aufgesetzt. Zwischen den Wänden dieser Buchse und der inneren Zylinderfläche der Innennabe sind mit Radialspiel Rollen angeordnet, die durch einen Käfig gehalten sind, der mit einer Zentriereinrichtung in der symmetrischen Lage gegenüber den Wänden der vieleckigen Buchse versehen ist. Der Käfig besitzt darüber hinaus einen Reibteil, der vorzugsweise kegelig geformt ist, angepresst an die Öffnung in dem Differentialgetriebegehäuse, die mit der Form dem Reibteil des Käfigs entspricht, durch eine Druckscheibe, gestützt am Flansch des Käfigs, Stössel mit der Druckscheibe verbunden und durch eine zusätzliche Scheibe, die mit den Stössein verbunden ist, angeordnet ausserhalb des Differentialgetriebes, zwischen welchem und dem Differentialgetriebegehäuse Spannfedern angeordnet sind. Die Enden der Stössel ausserhalb des Differentialgetriebegehäuses kommen in Berührung mit der Stirnkurve mit den Vertiefungen, deren Anzahl der Menge der Stössel gleich ist. Die Stirnkurve ist drehbar gegenüber dem Differentialgetriebegehäuse und undrehbar gegenüber dem Antriebsachsengehäuse aufgesetzt. Das Ziel der Erfindung ist eine Vereinfachung der Konstruktion des Differentialgetriebes mit veränderlichem Eigenreibungsmoment sowie eine Verbesserung der Konstruktion der Zentriereinrichtung. Das Differentialgetriebe nach der Erfindung besitzt eine Mehrscheibenfriktionskupplung, die die mit dem Differentialgetriebegehäuse verbundene Aussennabe enthält, an welcher die äusseren Reibscheiben befestigt werden, und die in dem Differentialgetriebegehäuse drehbar aufgesetzte Innennabe, an welcher die inneren Reibscheiben befestigt werden. An einer Seite der inneren und äusseren Reibscheiben sind Druckfedern angeordnet, die axial wirken. In der Mitte der Innennabe ist an der Achswelle undrehbar die vieleckige Buchse befestigt. Zwischen den Wänden der vieleckigen Buchse und der inneren Zylinderfläche der Innennabe sind mit Radialspiel die Rollen angeordnet, die durch einen Käfig gehalten sind, der mit einer Zentriereinrichtung in der symmetrischen Lage ge- genüber den Wänden der vieleckigen Buchse versehen ist. Der Käfig besitzt einen flachen Reibflansch, der zwischen der mit dem Differentialgetriebegehäuse vereinigten Aussennabe der Friktionskupplung und der Druckscheibe angeordnet ist. Zwischen der Druckscheibe und der Innennabe der Friktionskupplung sind mit Vorspannung eine oder mehrere Tellerfedern angeordnet. Diese Federn dienen zum Anpressen des Reibflansches des Käfigs an die Aussennabe, die mit dem Differentialgetriebegehäuse vereinigt ist. Der Einsatz von Tellerfedern ermöglicht eine Vereinfachung der Konstruktion, da der Einsatz der zusätzlichen Scheibe, die eine Übertragung des Drucks von Spannfedern an die Druckscheibe vermittelt, nicht notwendig ist. Die vieleckige Buchse hat einerseits einen Zylinderteil, auf welchen drehbar der Käfig aufgesetzt ist, der die Rollen hält. Die Federn bilden die Zentriereinrichtung in dem Differentialgetriebe nach der Erfindung und sie sind mit Vorspannung angebracht in radiallaufenden Sacklöchern in dem Zylinderteil der vieleckigen Buchse, in Verbindung mit Kugeln, die in diesen Löchern geführt werden und sich an Dachausschnitten abstützen, diein der inneren Zylinderfläche des Käfigs ausgeführt sind. Die Dachausschnitte in dem Käfig und die Löcher in der vieleckigen Buchse sind gegenseitig solcherart angeordnet, dass die Rollen die Mittellage an den Wänden der vieleckigen Buchse besetzen, wenn die Kugeln maximal vorgeschoben sind. Die vieleckige Buchse ist ausserdem an einer Seite mit einer Verzahnung versehen, die der Verzahnung des Kronrades des Differentialgetriebes entspricht, die mit den Ausgleichrädern kämmt. Das ermöglicht den maximalen Abstand der Lager des Differentialgetriebegehäuses zu erreichen. Die Stössel, die mit der Stirnkurve zusammenarbeiten, haben die Form von Zylindern, die verschiebbar und drehbar in den Löchern der mit dem Differentialgetriebegehäuse vereinigten Aussennabe der Mehrscheibenfrik tionskupplung angeordnet sind. Die Enden der Stössel sind an der Arbeitsfläche der Stirnkurve abgestützt, die drehbar gegenüber dem Differentialgetriebegehäuse und undrehbar gegenüber dem Antriebsachsengehäuse aufgesetzt ist. Von der Seite, die mit der Stirnkurve zusammenarbeitet, haben die Stössel eine Abflachung im Mittelteil, ferner einen bogenförmigen Übergang bis zum Aussendurchinesser, die entgegengesetzten Enden der Stössel haben einen Durchmesserabsatz und sind in Löchern eingesetzt, die in der Druckscheibe ausgeführt sind. Dank der aufgenommenen Form der Stössel und dem Einsatz von Tellerfedern mit nichtlinearer Charakteristik wurde eine grosse Beständigkeit von Stösseln und Kurve gewonnen, da die flachen Teile von Stösseln gut mit#der Stirnkurve zusammenarbeiten, deren Mehrheit der Arbeitsfläche flach ist ## die Kräfte des Anprefldrucks der Stössel an der Kurve verhältnismässig gering sind. Während der Geradeausfahrt des Fahrzeuges drehen das Differentialgetriebegehäuse, die Achswelle, die vieleckige Buchse, die Rollen, der Käfig und die Druckscheibe mit der gleichen Geschwindigkeit. Mit derselben Geschwindigkeit dreht auch die Aussennabe der Friktionskupplung, in welcher die Stössel eingesetzt sind, während die Stirnkurve, die gegenüber dem Antriebsachsengehäuse festgestellt ist, stillgesetzt ist. Das ermöglicht den Stösseln, mit der Druckscheibe axiale Bewegungen durchzuführen, was eine periodische Kopplung des Käfigs mit der Aussennabe der Friktionskupplung zur Folge hat. Während der Fahrt des Fahrzeugs in einer Kurve unterscheidet sich die Geschwindigkeit der Aussennabe der Friktionskupplung, die mit dem Differentialgetriebegehäuse verei nigt ist, von der Geschwindigkeit der Achswelle, an welcher die vieleckige Buchse befestigt ist. Während der Reibungskopplung des Käfigs mit der Aussennabe wird der Käfig mit den Rollen gegenüber der vieleckigen Buchse gedreht, die geometrischen Grössen aber der Kurve sowie das radiale Spiel der Rollen sind derart angepasst, dass sogar während der Ausführung des Maximaldrehsinns durch das Fahrzeug der gegenseitige Drehwinkel des Käfigs und der vieleckigen Buchse zu klein ist, um das Festsetzen von Rollen erreichen zu können. In der Zeit dagegen, ¯ wenn die Reibungskopplung zwischen dem Käfig und der Aussennabe ausbleibt, durch Wirkung der Kräfte der Federn der Zentriereinrichtung auf die Kugeln, die mit den Dachausschnitten des Käfigs zusammenarbeiten, hat er die Lage, in welcher die Rollen sich in der Mitte der Wände der vieleckigen Buchse befinden. Im Fall der Überschreitung des Grenzwerts des Verhältnisses der Drehzahlen der Achswellen, was nur bei einem gro Ben Schlupf eines der Räder erfolgen kann, wird der Käfig mit den Rollen um einen solchen Winkel gedreht, der das Festsetzen von Rollen und die Verbindung durch die Mehrscheibenfriktionskupplung der Achswelle mit dem Differentialgetriebegehäuse zur Folge hat, was gleichbedeutend mit der Vergrösserung seines Eigenreibungsmoments ist. Die Ausserbetriebsetzung der Mehrscheibenfriktionskupplung erfolgt durch Umkehr der Übertragung von Drehmoment durch die Rollenkupplung, was das Ausgehen von Rollen von der Lage des Festsetzens bewirkt und das Aufnehmen durch sie in der Mittellage an den Wänden der vieleckigen Buchse zur Folge hat, die durch die Zentriereinrichtung aufgezwungen wurde. Das Differentialgetriebe wird nach der Erfindung durch einen kompakten Aufbau charakterisiert und die Zentriereinrichtung ist einfach und zuverlässig. Der Gegenstand der Erfindung ist an dem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung dargestellt, in welcher Fig. 1 ein Differentialgetriebe im Axialguerschnitt und Fig. 2 das Fragment der Zentriereinrichtung des Differentialgetriebes im Querschnitt zeigt. Das Differentialgetriebe hat eine Friktionskupplung, die aus einer Aussennabe 1 besteht, die an dem Differentialgetriebe 2 befestigt ist, aus einer Innennabe 3, die in diesem Gehäuse drehbar aufgesetzt ist, sowie aus inneren Reibscheiben 4 und äusseren Reibscheiben5} die mit Schraubendruckfedern 6 zusammengedrückt sind. An der Achswelle 7 ist an der Vielnut die vieleckige Buchse 8 befestigt, zwischen deren Wänden und der Innenzylinderfläche der Aussennabe 3 mit Radialspiel die Rollen 9 angeordnet sind, die in der Mittellage an den Wänden der vieleckigen Buchse 8 durch einen Käfig 10, versehen mit der Zentriereinrichtung, gehalten sind. Der Käfig 10 ist drehbar auf den Zylinderteil der vieleckigen Buchse 8 aufgesetzt. Die Zentriereinrichtung besteht aus Federn 11, die mit Vorspannung in radial laufenden Sacklöchern in dem Zylinderteil der vieleckigen Buchse 8 angeordnet sind, und aus in diesen Löchern geführten Kugeln 12, die sich an Dachausschnitten in der Innenzylinderfläche des Käfigs 10 abstützen. Diese Ausschnitte sind solcherart gegenüber den Löchern in der vieleckigen Buchse angeordnet, dass der Mittellage von Rollen 9 an den Wänden der vieleckigen Buchse 8 das maximale Vorschieben von Kugeln 12 entspricht. Der Käfig 10 hat ausserdem den flachen Reibflansch, der an der mit dem Differentialgetriebegehäuse 2 vereinigten Aussennabe 1 angepresst ist mit Hilfe einer Druckscheibe 13 durch zwei Tellerfedern 14. In den Löchern, die in der Aussennabe ausgeführt sind, werden verschiebbar und drehbar Zylinderstössel 15 eingesetzt. Von der Druckscheibenseite 13 haben die Stössel 15 Durchmesserabsätze und sind eingesetzt in Löchern, die in der Druckscheibe 13 ausgeführt sind. Die entgegengesetzten Enden der Stössel 15 sind an der Arbeitsfläche der Stirnkurve 16 abgestützt und haben im Mittelteil eine Abflachung und ferner einen bogenförmigen Übergang zum Aussendurchmesser. Die Stirnkurve 16 ist drehbar an der Aussennabe 1 der Friktionskupplung befestigt und versehen mit einem Fortsatz, der zu ihrem Stillsetzen gegenüber dem Antriebsachsengehäuse dient. An der vieleckigen Buchse 8 ist die Verzahnung des Kronrades ausgeführt, das mit den Auslgeichrädern 17 des Differentialgetriebes kämmt.

Claims: Patentansprüche: 1. Differentialgetriebe, insbesondere zu Antriebsachsen von Fahrzeugen, mit veränderlichem Eigenreibungsmo ment in Funktion des Verhältnisses der Drehzahlen von Achswellen, mit Mehrscheibenfriktionskupplung versehen, deren Aussennabe mit dem Differentialgetrie begehäuse verbunden ist und deren Innennabe in diesem Gehäuse drehbar aufgesetzt ist und an einer Seite von inneren und äusseren Reibscheiben der Friktionskupp lung die axial wirkenden Druckfedern angeordnet sind, wobei darüber hinaus in der Mitte der Innennabe an der Achswelle undrehbar eine vieleckige Buchse aufge setzt ist und dazu zwischen den Wänden dieser Buchse und der Innenzylinderfläche mit dem Radialspiel Rol len angeordnet sind, die in der symmetrischen Lage gegenüber den Wänden der vieleckigen Buchse gehalten sind durch einen Käfig, der mit der Federzentrierein richtung versehen ist, wobei der Käfig den Reibteil mit dem Flansch aufweist, der mit Hilfe der Druckschei be durch Federn an der Aussennabe, die mit dem Differen tialgetriebegehäuse vereinigt ist, angepresst ist, und ausserdem die Druckscheibe mit Stösseln verbunden ist, deren Enden an der Arbeitsfläche der Stirnkurve abge stützt sind und die drehbar gegenüber dem Differential getriebegehäuse und undrehbar gegenüber dem Antriebs achsengehäuse aufgesetzt sind, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Reib flansch des Käfigs (10), der die Rollen (9) hält, flach ist sowie zwischen der Druckscheibe (13) und der mit dem Differentialgetriebegehäuse (2) vereinigten Aussen nabe (1) der Friktionskupplung angeordnet ist, an wel cher er durch eine oder mehrere Tellerfedern (14) ange presst ist, die von einer Seite an der Druckscheibe (13) und von der anderen Seite an der Innennabe (3) der Mehrscheibenfriktionskupplung gestützt sind. 2. Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die viel eckige Buchse (8) von einer Seite einen Zylinderteil aufweist, auf welchem drehbar der Käfig (10) aufge setzt ist, der die Rollen (9) hält. 3. Differentialgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Zen triereinrichtung aus Federn (11) besteht, die mit Vorspannung in radial laufenden Sacklöchern in dem Zylinderteil der vieleckigen Buchse (8) angeordnet sind, und aus in diesen Löchern geführten Kugeln (12), die sich an Dachausschnitten abstützen, die in der In nenzylinderfläche des Käfigs (10), der die Rollen (9) hält, ausgeführt sind, wobei die Dachausschnitte in dem Käfig (10) und die Löcher für Federn (11) und Ku geln (12) in der vieleckigen Buchse (8) gegenseitig derart angeordnet sind, dass die Rollen die Mittellagen an den Wänden der vieleckigen Buchse (8) besetzen bei maximalem Vorschieben der Kugeln (12). 4. Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die viel eckige Buchse (8) von einer Seite eine Verzahnung hat, die der Verzahnung des Kronrades entspricht, die mit den Ausgleichrädern (17) des Differentialgetriebes kämmt. 5. Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Stö Bel (15) die Form von Zylindern haben, die verschieb bar und drehbar in Löchern der Aussennabe (1) der Frik tionskupplung angeordnet sind, die mit dem Differen tialgetriebegehäuse (2) vereinigt ist, wobei sie von der mit der Stirnkurve (16) zusammenarbeitenden Seit#e in dem Mittelteil eine Abflachung und ferner einen bogenförmigen Übergang bis zum Aussendurchmesser auf weisen, und die entgegengesetzten Enden der Stössel einen Durchmesserabsatz haben und in Löcher eingesetzt sind, die in der Druckscheibe (13) ausgeführt sind.

Inventors: DZIDA, JAN, ROMANISZYN, KAZIMIERZ
Applicants: FABRYKA SAMOCHODOW ROLNICZYCH "POLMO", POLITECHNIKA LODZKA
Application year: 1984
Main classification: F16H1
IPC codes: F16H48