DE1086564B

DE1086564B - Self-locking differential gear

Info

Publication number: DE1086564B
Application number: DET15439A
Authority: DE
Inventors: Ray F Thornton
Original assignee: THORNTON AXLE Inc
Current assignee: THORNTON AXLE Inc
Priority date: 1958-07-26
Filing date: 1958-07-26
Publication date: 1960-08-04

Description

Selbstsperrendes Ausgleichsgetriebe Die Erfindung betrifft ein selbstsperrendes Ausgleichgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem innerhalb eines Ausgleichgehäuses ein Ausgleichkegelrad auf sich radial erstreckenden Zapfen tragender Ausgleichstern und beiderseits der Achswellenkegelräder Reibungskupplungen, die von axial verschiebbaren Druckringen betätigt werden, angeordnet sind, durch die das Augleichgehäuse mit den Achswellenkegelrädern kraftschlüssig, jedoch lösbar zu verbinden ist.Self-locking differential gear The invention relates to a self-locking Differential gear, in particular for motor vehicles, in which within a differential housing a differential bevel gear on radially extending journals bearing balance star and on both sides of the side bevel gears friction clutches, which are axially displaceable Pressure rings are actuated, are arranged through which the equalizing housing with the side shaft bevel gears is to be connected non-positively but detachably.

Derartige bekannte selbstsperrendeAusgleichgetriebe zeigen fest im angetriebenen Ausgleichgehäuse gehaltene Ausgleichsterne. Weiterhin bewirkt bei den bekannten selbstsperrenden Ausgleichgetieben der Zahndruck die Verriegelung der Reibungskupplungen. Bei Geradeausfahrt tritt keine Verriegelung, sondern eine Verzögerung beim Drehen der Ausgleichgetrieberäder auf. Diese Verzögerung bewirkt eine Reduzierung des Radschlupfes, aber sie verzögert ebenfalls auch die Ausgleichwirkung in einer Kurve und verursacht eine unzulässige Abnutzung der beweglichen Teile. Die Verzögerung bei diesen bekannten selbstsperrenden Ausgleichgetrieben wird durch den im Ausgleichgetriebe auftretenden Zahndruck verursacht, während gemäß der Erfindung die Verriegelung unabhängig vom Zahndruck erfolgt.Such known self-locking differential gears show firmly in driven differential housing held compensating stars. Also causes at the well-known self-locking compensating gears the tooth pressure the locking the friction clutches. When driving straight ahead, there is no lock, but one Delay in turning the differential gears on. This delay causes a reduction in wheel slip, but it also delays the compensation effect in a curve and causes excessive wear on moving parts. The delay in these known self-locking differential gears is due to caused the tooth pressure occurring in the differential, while according to the invention the locking takes place independently of the tooth pressure.

Ein weiterhin bekanntes selbstsperrendes Ausgleichgetriebe zeigt ebenfalls einen fest angeordneten Ausgleichstern. Hierbei wird durch die auf Druckringe wirkenden Federn eine Vorbelastung auf die Kupplungsscheiben ausgeübt. Auch bei diesen bekannten Ausgleichgetrieben bewirkt der Zahndruck das Verriegeln der Reibungskupplungen.A further known self-locking differential gear is also shown a fixed balancing star. This is done by acting on the pressure rings Springs exerted a preload on the clutch plates. Even with these well-known In differential gears, the tooth pressure locks the friction clutches.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirksam sperrendes Ausgleichgetriebe zu schaffen, das unabhängig vom auftretenden Zahndruck des Ausgleichgetriebes sperrt und entsichert, d. h., es soll zur Betätigung der Reibungskupplungen kein zusätzlicher Zahndruck zwischen den Achswellenkegelrädern und den Ausgleichkegelrädern auftreten. Das Ausgleichgetriebe soll einfach in der Ausführung sein und mit verhältnismäßig geringem - Aufwand herstellbar sein. Weiterhin soll das Ausgleichgetriebe leicht und ohne besondere Spezialwerkzeuge erforderlich zu machen, zusammenzubauen und auseinanderzunehmen sein, wobei der Aufbau so sein soll, daß sich das Ausgleichgetriebe selbst ausgleicht und immer im Gleichgewicht befindet. Herstellungsfehler der einzelnen Teile sollen leicht und einfach während des Zusammenbaues beseitigt werden können.The invention is based on the object of an effectively locking differential gear to create that locks regardless of the occurring tooth pressure of the differential and unlocked, d. That is, there should be no additional for actuating the friction clutches Tooth pressure occur between the side shaft bevel gears and the differential bevel gears. The differential should be simple in execution and with relative can be produced with little effort. Furthermore, the differential should be light and without requiring special tools to assemble and be taken apart, the structure should be such that the differential gear balances itself and is always in balance. Manufacturing defects of each Parts should be easy and simple to remove during assembly.

Die Erfindung besteht darin, daß der Ausgleichstern begrenzt verdrehbar und in axialer Richtung der Achswellenkegelräder frei einstellbar im Ausgleichgehäuse angeordnet ist und an den freien Enden der Zapfen über Keilflächen wirksame Ausgleichteile aufweist, die die aus Abstandscheiben, Sperrscheiben sowie zwischen diesen liegenden Ankerscheiben bestehenden Reibungskupplungen in beiden Drehrichtungen über die Druckringe unabhängig vom Zahndruck der Ausgleichkegelräder und der Achswellenkegelräder betätigen.The invention consists in that the balancing star can be rotated to a limited extent and in the axial direction of the side bevel gears freely adjustable in the differential housing is arranged and at the free ends of the pin via wedge surfaces effective compensation parts has, which consists of spacers, locking washers and lying between them Friction clutches in both directions of rotation via the pressure rings Actuate independently of the tooth pressure of the differential bevel gears and the axle shaft bevel gears.

In zweckmäßiger Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß die zum Betätigen der Reibungskupplungen vorgesehenen Ausgleichteile als Ausgleichriegel ausgebildet sind, die beweglich auf den Zapfen des Ausgleichsterns gehalten sind und beiderseits stumpfe Winkel einschließende vordere und hintere Mitnehmerseiten aufweisen, und daß die Druckringe mit jeweils den gleichen stumpfen Winkel wie die Ausgleichteile einschließende vordere und hintere Mitnehmerseiten aufweisenden Ausnehmungen versehen sind, in die die Ausgleichteile eingreifen.In an expedient embodiment of the subject matter of the invention, it is provided that the compensating parts provided for actuating the friction clutches as compensating bars are formed, which are movably held on the pin of the balancing star and front and rear driver sides enclosing obtuse angles on both sides have, and that the pressure rings each with the same obtuse angle as the Compensating parts including front and rear driver sides having recesses are provided, in which the compensation parts engage.

Zweckmäßig stehen die Druckringe mit dem Ausgleichgehäuse in Triebverbindung.The pressure rings are expediently in drive connection with the differential housing.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können auf den Rückseiten der beiden Achswellenkegelräder Endscheiben angeordnet sein, die den Seitendruck der Achswellenkegelräder aufnehmen.According to a further feature of the invention, on the back of the two side bevel gears end plates can be arranged, which the side pressure the side shaft bevel gears.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 die Ansicht des selbstsperrenden Ausgleichgetriebes nach der Erfindung von hinten, bei dem die Achswellen in ihrer richtigen Lage dargestellt sind, Fig. 2 den Querschnitt durch die Mitte des in Fig. 1 dargestellten Ausgleichgetriebes von hinten gesehen, bei dem die Achswellen fortgelassen sind, Fig. 3 den Querschnitt entlang der Linie 3-3 der Fig. 2 in Richtung der Pfeile gesehen, Fig. 4 einen Teilquerschnitt und den Ansatz 60 der Sperrscheibe 56, der im Eingriff mit der Seitenwand der Kerbe 64 im Achswellenkegelrad 66 ist, wobei diese Stellung der Sperrscheibe zustande kommt, bevor die Ausgleichgetrieberäder in eine ausgleichende oder planetenartige Bewegung versetzt werden, Fig. 5 den Querschnitt entlang der Linie 5-5 der Fig. 2 in Richtung der Pfeile gesehen, Fig. 6 den Querschnitt entlang der Linie 6-6 der Fig. 2 in Richtung der Pfeile gesehen, Fig. 7 den Querschnitt entlang der Linie 7-7 der Fig. 2 in Richtung der Pfeile gesehen, Fig. 8 den Querschnitt entlang der Linie 8-8 der Fig. 2 in Richtung der Pfeile gesehen, Fig. 9 eine von hinten gesehene, geschnittene Ansicht ähnlich der Fig. 2 mit dem Unterschied, daß das sich innen befindliche Laufwerk nicht im Schnitt dargestellt ist; in dieser Ansicht ist der Ausgleichstern in einer neutralen Lage dargestellt, Fig. 10 eine Teilansicht und die Stellung der Einzelteile, wenn sich das Ausgleichgetriebe in der vorwärts abgesperrten Stellung befindet, Fig. 11 eine Teilansicht und die Stellung der Einzelteile, wenn sich das Ausgleichgetriebe in der umgekehrt oder rückwärts abgesperrten Lage befindet, Fig.12 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung des Ausgleichgetriebes nach der Erfindung, Fig. 13 eine Teilansicht eines mit einem Achswellenkegelrad im Eingriff stehenden Ausgleichkegelrades und den Eingriffswinkel in gestrichelten Linien, Fig. 14 einen Seitenaufriß von zwei abgeschrägten Keilen und die Wirkungsweise der »Trennkraft«, welche sich aus dem Eingriffswinkel der, wie in Fig.13 dargestellten, im Eingriff stehenden Ausgleichgetrieberäder ergibt, und Fig. 15 eine Teilansicht ähnlich der Fig. 10 einer abgeänderten Ausführung mit einem runden Zapfen des Ausgleichsternes, auf dem sich das Ausgleichteil dreht.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings. It shows Fig. 1 the view of the self-locking differential gear according to the invention from behind, in which the axle shafts are shown in their correct position, Fig. 2 shows the cross section through the center of the differential gear shown in FIG seen from behind, in which the axle shafts are omitted, Fig. 3 shows the cross section seen along the line 3-3 of FIG. 2 in the direction of the arrows, FIG. 4 shows a partial cross-section and the shoulder 60 of the lock washer 56 which engages the side wall the Notch 64 is in the side gear 66, this position of the locking disc being achieved comes before the differential gears in a compensating or planetary Movement are displaced, Fig. 5 shows the cross section along the line 5-5 of Fig. 2 seen in the direction of the arrows, FIG. 6 shows the cross section along the line 6-6 of FIG FIG. 2 is seen in the direction of the arrows, FIG. 7 shows the cross section along the line 7-7 of FIG. 2 seen in the direction of the arrows, FIG. 8 shows the cross section along the Line 8-8 of FIG. 2 seen in the direction of the arrows, FIG. 9 a seen from the rear, Sectional view similar to FIG. 2 with the difference that it is inside located drive is not shown in section; in this view is the Equalizing star shown in a neutral position, Fig. 10 is a partial view and the position of the individual parts when the differential is locked in the forward Position is, Fig. 11 is a partial view and the position of the individual parts when the differential is in the reverse or reverse locked position, Fig. 12 is an exploded perspective view of the differential according to the invention, Fig. 13 is a partial view of one with a side bevel gear meshing bevel gear and the pressure angle in dashed lines Lines, Figure 14 is a side elevation of two beveled wedges and the operation the "separation force", which results from the pressure angle of the, as shown in Fig. engaging differential gears results, and FIG. 15 is a partial view similar to Fig. 10 of a modified version with a round pin of the balancing star, on which the compensating part rotates.

Wenn ein Drehmoment auf eines von zwei im Eingriff stehenden Zahnrädern übertragen wird, neigen die Zahnräder dazu, sich voneinandner zu trennen. Dieses Verhalten wird in dieser Beschreibung nachstehend als »Trennkraft« bezeichnet. Die Erscheinung ist in Fig. 13 und 14 der Zeichnungen dargestellt.When there is torque on one of two meshing gears is transmitted, the gears tend to separate from each other. This In this description, behavior is referred to below as "separation force". the Appearance is illustrated in Figures 13 and 14 of the drawings.

In Fig. 13 sind das Achswellenkegelrad a und das Ausgleichkegelrad b dargestellt, bei denen die Flanken c und d der Zähne e und g aneinanderliegen. Der Eingriffswinkel der Zähne ist als la dargestellt. Dieser Eingriffswinkel beträgt im allgemeinen bei einem mit Kegelrädern ausgestatteten Ausgleicbgetriebe von Kraftfahrzeugen 20 bis 221/2 Grad. Der nach außen gerichtete Zahndruck, der sich aus diesem Winkel ergibt, ruft die Trennkraft hervor.13 shows the side gear a and the differential bevel gear b, in which the flanks c and d of the teeth e and g lie against one another. The pressure angle of the teeth is shown as la. This pressure angle is generally 20 to 221/2 degrees in a balancing gear equipped with bevel gears in motor vehicles. The outward tooth pressure that results from this angle creates the separating force.

Eine einfache Darstellung dieses Prinzips wird in Fig. 14 gegeben. Hier sind zwei Keile e1 und g1 mit abgeschrägten Angriffsflächen c 2 und d 1 dargestellt. Wenn eine in Richtung des Pfeiles abwärts gerichete Kraft w 1 aufgebracht wird, entsteht eine nach oben gerichtete Reaktionskraft w2, die in der Richtung des entsprechenden Pfeiles angreift. Außerdem werden nach den Seiten gerichtete Kräfte w3 und w4 auf Grund der aufeinanderliegenden, abgeschrägten Angriffsflächen c 1 und d 1 hervorgerufen. Somit werden sich, wenn eine Kraft w 1 aufgebracht wird, die Keile voneinander trennen oder seitlich verschieben, und zwar der Keil e 1 nach links in Richtung der Kraft w 3 und der Keil g 1 nach rechts in Richtung der Kraft w4.A simple illustration of this principle is given in FIG. Here two wedges e1 and g1 with beveled engagement surfaces c 2 and d 1 are shown. If a force w 1 directed downwards in the direction of the arrow is applied, creates an upward reaction force w2, which is in the direction of the corresponding Arrow attacks. In addition, lateral forces w3 and w4 arise The reason for the beveled attack surfaces c 1 and d 1 lying on top of one another is caused. Thus, when a force w 1 is applied, the wedges will separate from one another or move sideways, namely the wedge e 1 to the left in the direction of the force w 3 and the wedge g 1 to the right in the direction of the force w4.

Das in den Zeichnungen dargestellte selbstsperrende Ausgleichgetriebe besitzt ein Ausgleichgehäuse 10 und einen Deckel 12. An dem Ausgleichgehäuse 10 ist ein Flansch 14 ausgebildet, an dem ein Zahnkranz 16 durch Schrauben 18 befestigt ist. An dem Ausgleichgehäuse 10 sind Schmierlöcher 20 vorgesehen, durch welche ein Schmiermittel in das Innere des Ausgleichgetriebes eindringen kann (Fig.1). Das eine Ende des Ausgleichgehäuses hat eine Abstufung 22 (Fig. 2), in der der Deckel 12 aufsitzt. Das andere Ende des Ausgleichgehäuses besitzt eine Lagernabe 24. Man kann erkennen, daß an dem Deckel 12 ebenfalls eine Lagernabe 26 ausgebildet ist.The self-locking differential gear shown in the drawings has a differential housing 10 and a cover 12. On the differential housing 10 a flange 14 is formed, to which a ring gear 16 is fastened by screws 18 is. On the differential housing 10 lubrication holes 20 are provided through which a Lubricant can penetrate the interior of the differential (Fig. 1). That one end of the differential housing has a step 22 (Fig. 2) in which the cover 12 sits on. The other end of the differential housing has a bearing hub 24. Man can see that a bearing hub 26 is also formed on the cover 12.

Der Zahnkranz 16 kann mit einem gewöhnlichen Antriebskegelrad (nicht dargestellt) verbunden werden. Das Antriebskegelrad ist über die Antriebswelle und die Kardanwelle mit dem Wechselgetriebe verbunden, welches über eine Kupplung an den Motor oder die Kraftquelle angeschlossen ist.The ring gear 16 can be fitted with an ordinary drive bevel gear (not shown). The drive bevel gear is via the drive shaft and the cardan shaft is connected to the gearbox, which is connected via a clutch the motor or power source is connected.

Das Innere des Ausgleichgehäuses 10 besitzt eine ebene Stirnwand 28. Eine ähnliche Stirnwand 30 ist am Deckel 12 vorgesehen. Diese Stirnwände üben auf die Abstandscheiben des Ausgleichgetriebes einen Gegendruck aus, wie es nachstehend noch genauer erläutert wird.The interior of the differential housing 10 has a flat end wall 28. A similar end wall 30 is provided on the cover 12. These end walls exert on the spacer washers of the differential set a back pressure, as shown below will be explained in more detail.

In Fig. 2 erkennt man, daß ein Achswellenkegelrad 32 in dem Ausgleichgehäuse 10 angeordnet ist. Das Achswellenkegelrad 32 besitzt eine Nabe 34, die in dem Ausgleichgehäuse gelagert ist. Anliegend an der Stirnwand 28 ist eine Abstandscheibe 36 in dem Ausgleichgehäuse 10 angeordnet. Diese Abstandscheibe 36 besitzt in der Mitte eine Öffnung, welche über die Nabe 34 des Achswellenkegelrades 32 paßt.In FIG. 2 it can be seen that a side gear 32 is arranged in the differential housing 10. The side gear 32 has a hub 34 which is mounted in the differential housing. A spacer disk 36 is arranged in the differential housing 10 adjacent to the end wall 28. This spacer disk 36 has an opening in the middle which fits over the hub 34 of the side gear 32.

Die Abstandscheibe 36 weist ferner vier nach außen herausstehende Ansätze 38 auf, die von vier gewölbten Vertiefungen 40 im Ausgleichgehäuse 10 aufgenommen werden.The spacer disk 36 also has four outwardly protruding lugs 38 which are received in four arched depressions 40 in the differential housing 10 .

Die Abstandscheibe 36 ist gehärtet und geschliffen. Sie ergibt die erste Sperrfläche und wirkt daneben als Druckscheibe für das Achswellenkegelrad 32. Sie wirkt fernerhin als eine Ankerscheibe für die erste Absperrscheibe, indem sie einem Teil der Sperrvorrichtung- dürch die Ansätze 38 am Ausgleichgehäuse verankert (Fig.2). Eine ebenso ausgebildete, gehärtete und geschliffene Abstandscheibe 42 ist mit Ansätzen 44 versehen. Sie ist in der Fig. 8 der Zeichnungen genauer dargestellt.The spacer disk 36 is hardened and ground. She gives that first locking surface and also acts as a thrust washer for the side gear 32. It also acts as an armature disk for the first shut-off disk by it is anchored to part of the locking device through the lugs 38 on the differential housing (Fig. 2). A similarly designed, hardened and ground spacer disk 42 is provided with lugs 44. It is shown in more detail in Figure 8 of the drawings.

Das Achswellenkegelrad 32 besitzt vier Kerben 46. Diese Kerben 46 nehmen die sich nach innen erstreckenden Ansätze 48 und 50 an den Sperrscheiben 52 und 54 auf. Ebenso besitzen die Sperrscheiben 56 und 58 sich nach innen erstreckende Ansätze 60 und 62. Sie befinden sich in der Fig.2 auf der rechten Seite des Ausgleichgetriebes. Diese Ansätze 60 und 62 ruhen in den vier Kerben 64 des Achswellenkegelrades 66 mit losem Sitz oder totem Spiel. Fig. 7 zeigt die Sperrscheibe 58, die in dem Ausgleichgehäuse 10 angeordnet ist und mit ihren Ansätzen 62 in die Ker-. ben 64 des Achswellenkegelrades 66 eingreift. Somit sind die Sperrscheiben 52 und 54 mit dem Achswellenkegelrad 32 und die Sperrscheiben 56 und 58 mit dem Achswellenkegelrad 66 verzahnt. Die Achswellenkegelräder 32 und 66 haben Kerbverzahnungen 68 und 70, mit denen sie mit den Achswellen 72 und 74, die in Fig. 1 dargestellt sind, verbunden sind.The side gear 32 has four notches 46. These notches 46 take inwardly extending tabs 48 and 50 on the lock washers 52 and 54 on. Likewise, lock washers 56 and 58 have inwardly extending ones Approaches 60 and 62. They are in Fig.2 on the right side of the differential. These lugs 60 and 62 rest in the four notches 64 of the side bevel gear 66 with loose seat or dead play. Fig. 7 shows the locking disk 58, which is in the differential housing 10 is arranged and with their approaches 62 in the Ker-. ben 64 of the side gear 66 intervenes. Thus, the lock washers 52 and 54 are with the side gear 32 and the locking disks 56 and 58 are toothed with the side gear 66. The side bevel gears 32 and 66 have serrations 68 and 70 with which they are connected to the axle shafts 72 and 74 shown in Fig. 1 are connected.

In Fig. 2 ist die Ankerscheibe 76 zwischen den Sperrscheiben 52 und 54 angeordnet. Sie besitzt vier Ansätze 78, welche in die Vertiefungen 40 des Ausgleichgehäuses 10 eingerückt sind. Somit sind die Abstandscheibe 36 und die Ankerscheibe 76 mit dem Ausgleichgehäüse 10 verzahnt. Die Ankerscheibe 80 befindet sich auf der anderen Seite des Ausgleichgetriebes. Sie besitzt nach außen hervorstehende Ansätze 82, die in die Vertiefungen 40 .des Ausgleichgehäuses 10 eingreifen. Dieses ist genauer in Fig. 6 der Zeichnungen dargestellt.In Fig. 2, the armature disk 76 is between the locking disks 52 and 54 arranged. It has four approaches 78, which in the recesses 40 of the differential housing 10 are indented. Thus, the spacer disk 36 and the armature disk 76 are with the differential housing 10 toothed. The armature disk 80 is on the other Side of differential. It has protruding outwards Approaches 82 which engage in the recesses 40 of the differential housing 10. This is shown in greater detail in Figure 6 of the drawings.

Ein Druckring 84 befindet sich im Ausgleichgehäuse 10 an der Sperrscheibe 54 anliegend. Dieser Druckring besitzt vier nach oben herausstehende Abschnitte 86 (Fig. 9), die den Vertiefungen 40 im Ausgleichgehäuse 10 angepaßt sind. Der Druckring 84 besitzt vier Mitnehmerausschnitte, von denen jeder eine vordere Mitnehmerseite 88 und eine hintere Mitnehmerseite 90 aufweist. Der innere Mechanismus auf der anderen Seite des Ausgleichgetriebes ist der gleiche wie jener auf dieser Seite. Der Druckring 128 ist genauso ausgebildet wie -der Druckring 84. Auch er besitzt vier Mitnehmerausschnitte, von denen ein jeder eine vordere Mitnehmerseite 130 und eine hintere Mitnehmerseite 132 besitzt.A pressure ring 84 is located in the differential housing 10 in contact with the locking disk 54. This pressure ring has four upwardly protruding sections 86 (FIG. 9) which are adapted to the depressions 40 in the differential housing 10. The pressure ring 84 has four driver cutouts, each of which has a front driver side 88 and a rear driver side 90. The internal mechanism on the other side of the differential is the same as that on this side. The pressure ring 128 is designed in the same way as the pressure ring 84. It also has four driver cutouts, each of which has a front driver side 130 and a rear driver side 132.

An dem Druckring 128 sind nach außen herausstehende Anschnitte 134 ausgebildet. Diese sind den Vertiefungen 40 im Ausgleichgehäuse 10 angepaßt. Outwardly protruding gates 134 are formed on the pressure ring 128. These are adapted to the depressions 40 in the differential housing 10.

Vier Ausgleichkegelräder 92, 94, 96 und 98 (Fig. 3) stehen im Eingriff mit den Achswellenkegelrädern 32 und 66. Die Ausgleichkegelräder sind auf Zapfen 100, 102, 104 und 106, die sich von einem gemeinsamen Ausgleichstern 108 radial erstrecken, drehbar gelagert. Jeder einzelne dieser Zapfen besitzt eine -flache Vorderseite 110 und eine flache Hinterseite 112 (Fig. 9).Four differential bevel gears 92, 94, 96 and 98 (FIG. 3) are in mesh with the axle shaft bevel gears 32 and 66. The differential bevel gears are rotatably mounted on journals 100, 102, 104 and 106 which extend radially from a common differential star 108. Each of these pins has a flat front side 110 and a flat rear side 112 (FIG. 9).

Vier als Ausgleichriegel ausgebildete Ausgleichteile (Fig. 3) 114, 116; 118 und 120 befinden sich jeweils auf den vier Zapfen 100, 102, 104 und 106. Diese Ausgleichteile sind auf der Oberseite abgerundet, um sich der Form des Ausgleichgehäuses 10 anzupassen. Sie werden gegen das Ausgleichgehäuse 10 gedrückt, wenn die Ausgleichgetrieberäder vorbelastet werden, wie es weiter unten stehend näher beschrieben ist. Jedes als Ausgleichriegel ausgebildetes Ausgleichteil besitzt in der Mitte ein Loch von solcher Größe, daß es auf dem zugehörigen Zapfen angepaßt werden kann. Jedoch ist die Länge der Öffnung in dem Ausgleichteil größer als die Breite des Zapfens. Dadurch entsteht ein Zwischenraum 122 (Fig. 9) zwischen den Seiten des Zapfens und denen des Ausgleichteiles. Somit kann sich jedes Ausgleichteil in bezug auf den zugehörigen Zapfen seitlich, jedoch nicht nach vorn oder nach hinten verschieben. Jedes Ausgleichteil besitzt ein Paar vordere Mitnehmerseiten 124 und ein Paar hintere Mitnehmerseiten 126, die den vorderen Mitnehmerseiten 88 und 130 und den hinteren Mitnehmerseiten 90 und 132 an den Druckringen 84 und 128 entsprechen.Four compensating parts designed as compensating bars (FIG. 3) 114, 116; 118 and 120 are located on the four journals 100, 102, 104 and 106 , respectively. These compensation parts are rounded on the upper side in order to adapt to the shape of the compensation housing 10. They are pressed against the differential housing 10 when the differential gears are preloaded, as described in more detail below. Each compensating part designed as a compensating bolt has a hole in the middle of such a size that it can be adapted to the associated pin. However, the length of the opening in the compensation part is greater than the width of the pin. This creates a gap 122 (FIG. 9) between the sides of the pin and those of the compensating part. Thus, each compensating part can move laterally with respect to the associated pin, but not forwards or backwards. Each equalizer has a pair of front drive sides 124 and a pair of rear drive sides 126 that correspond to front drive sides 88 and 130 and rear drive sides 90 and 132 on thrust rings 84 and 128.

Fig. 15 zeigt eine Anordnung, in der die Zapfen rund ausgebildet sind und jedes Ausgleichteil ein in der Mitte befindliches kreisrundes Loch besitzt, welches dem Zapfen angepaßt ist. Der Zapfen 100 a ; ist dargestellt, wie er sich durch das Ausgleichteil 114a erstreckt.Fig. 15 shows an arrangement in which the pins are round and each compensation part has a circular hole in the middle, which is adapted to the pin. The pin 100 a; is depicted as he is extends through the compensation part 114a.

.Der Zusammenbau des Ausgleichgetriebes Das Ausgleichgetriebe der vorliegenden Erfindung, t wie es in Fig. 1 bis 14 dargestellt ist, wird in folgender Weise zusammengesetzt: Die Abstandscheibe 36 und die Sperrscheibe 52 und 54 mit dazwischenliegender Ankerscheibe 76 werden auf den zugeordneten Platz geschoben und anschließend daran der Druckring 84 eingeführt. Die Abstandscheiben. 36 und die Ankerscheibe 76 sowie der Druckring 84 können in ihre richtige Lage geführt werden, da ihre Ansätze 38 und 78 iznd ihre nach außen herausstehendenAbschnitte86 in dievierVertiefungen40 des ; Ausgleichgehäuses eingreifen. Das Achswellenkegelrad 32 wird dann auf seinen Platz geschoben, so daß seine Kerben 46 die Ansätze 48 und 50 der Sperrscheiben 52 und 54 aufnehmen. Daraufhin wird der Ausgleichstern 108 mit den Ausgleichkegelrädern 100, 102, 104 und 106 und den Ausgleichteilen 114, 116, 118 und 120 in das Ausgleichgehäuse eingeschoben (Fig. 2 und 3). Dann werden das Achswellenkegelrad 66, der Druckring 128 und die Sperrscheiben 56 und 58 mit dazwischenliegender Ankerscheibe 80 sowie die Abstandscheibe 42 auf den richtigen Platz geschoben. Der Deckel 12 wird anschließend am Ausgleichgehäuse 10 z. B. durch Schrauben 136 befestigt..Assembly of the differential gear The differential gear of the The present invention, as shown in FIGS. 1 to 14, is implemented in the following Assembled way: The spacer washer 36 and the locking washer 52 and 54 with armature disk 76 lying in between are pushed onto the assigned space and then inserted the pressure ring 84. The spacers. 36 and the armature disk 76 and the pressure ring 84 can be brought into their correct position because their lugs 38 and 78 and their outwardly protruding portions 86 in the four depressions40 of the; Engage the differential housing. The side gear 32 is then slid into place so that its notches 46 the lugs 48 and 50 of the locking disks 52 and 54 take up. The balancing star 108 then becomes with the differential bevel gears 100, 102, 104 and 106 and the compensating parts 114, 116, 118 and 120 pushed into the differential housing (Figs. 2 and 3). Then will the side bevel gear 66, the pressure ring 128 and the locking disks 56 and 58 with intermediate armature disk 80 and the spacer disk 42 on the correct Pushed into place. The cover 12 is then attached to the differential housing 10 z. B. by Screws 136 attached.

Es sei darauf verwiesen, daß das Ausgleichgetriebe nach der Erfindung ein Ausgleichgehäuse und einen Deckel aufweist.It should be noted that the differential gear according to the invention has a differential housing and a cover.

Die dem Deckel 12 zugelegene Abstandscheibe 42 kann, um das Spiel für ein Laufen einzustellen und Herstellungsfehler auszugleichen, aus den verschiedensten Stärken hergestellt sein. Die aus den zusammengesetzten Teilen sich ergebende gesamte Maßabweichung kann allein durch ein Verändern der Stärke dieser Abstandscheibe beseitigt werden. Wenn beispielsweise verschiedene Fehler in den Stärken der Sperrscheiben, der Ankerscheiben, der Druckringe und der Bohrung im Ausgleichgehäuse vorliegen, werden diese verschiedenen Abweichungen summiert oder zusammengezogen. Die Abstandscheibe 42 wird dann von einer solchen Stärke ausgebildet, daß der Gesamtfehler dadurch ausgeglichen wird und eine endgültige Richtigstellung in der Gesamtanordnung erzielt wird. Darüber hinaus kann die Länge der Achswellenkegelräder 32 und 66 auf den Rückseiten 138 und 140 abgeschliffen werden, um die Größe der Vorbelastung des Ausgleichgetriebes festzusetzen. Diese Vorbelastung wird durch das Festschrauben des Deckels 12 am Ausgleichgehäuse 10 hervorgerufen. Die Stirnwand 30 am Deckel 12 übt auf die Abstandscheibe 42 einen Druck aus, welche wiederum auf die Rückseite 140 des Achswellenkegelrades 66 den Druck überträgt. Dieser Druck wird dann durch das ganze Ausgleichgetriebe hindurch auf die Stirnwand 28 am Ausgleichgehäuse 10 übertragen. Die Rückseite 140 des Achswellenkegelrades 66 erstreckt sich normalerweise ein paar hundertstel Millimeter über die Sperrscheibe 58 hinaus. Die Beseitigung dieser wenigen hundertstel Millimeter erzeugt die Vorbelastung.The spacer disk 42 facing the cover 12 can be made of the most varied of thicknesses in order to adjust the play for running and to compensate for manufacturing errors. The total dimensional deviation resulting from the assembled parts can be eliminated simply by changing the thickness of this spacer disk. For example, if there are different errors in the thicknesses of the locking washers, the armature washers, the pressure rings and the bore in the differential housing, these different deviations are summed up or contracted. The spacer washer 42 is then made of such a thickness that the total error is thereby compensated for and a final adjustment in the overall arrangement is achieved. Additionally, the length of the side bevel gears 32 and 66 on the backsides 138 and 140 can be ground to set the amount of preload on the differential. This preload is caused by screwing the cover 12 onto the differential housing 10 . The end wall 30 on the cover 12 exerts a pressure on the spacer disk 42, which in turn transmits the pressure to the rear side 140 of the axle shaft bevel gear 66. This pressure is then transmitted through the entire differential gear to the end wall 28 on the differential housing 10. The rear side 140 of the side bevel gear 66 typically extends a few hundredths of a millimeter beyond the locking disk 58. The elimination of these few hundredths of a millimeter creates the preload.

Die als Ausgleichriegel ausgebildeten Ausgleichteile 114, 116, 118 und 120 werden, wenn das Ausgleichgetriebe vorbelastet wird, gegen das Ausgleichgehäuse 10 geschoben, um den ruhenden, nach außen gerichteten Druck der anliegenden Ausgleichkegelräder aufzunehmen. Die enge Anschmiegung der Ausgleichteile an das Ausgleichgehäuse nimmt ebenfalls die zusätzliche, nach außen gerichtete Druckkraft auf, die in Erscheinung tritt, sobald das Ausgleichgetriebe eine ausgleichende Wirkung ausübt.The compensating parts 114, 116, 118 and 120, designed as compensating bars, are pushed against the differential housing 10 when the differential gear is preloaded in order to absorb the static, outward pressure of the adjacent differential bevel gears. The close fitting of the compensating parts to the differential housing also absorbs the additional, outwardly directed pressure force that appears as soon as the differential gear exerts a compensating effect.

Ungewöhnliche und höchst wünschenswerte Wirkungen können erzielt werden, weil die inneren Teile des Ausgleichgetriebes vollständig schweben und sich selbst im Ausgleichgehäuse zwecks gleichmäßigen Sperrens nach beiden Seiten zu allen Zeiten und unter allen Bedingungen zentrieren.Unusual and highly desirable effects can be achieved because the inner parts of the differential are completely floating and self-contained in the differential housing for the purpose of even locking on both sides at all times and center under all conditions.

Die Arbeitsweise Die Arbeitsweise des in den Zeichnungen dargestellten, selbstsperrenden Ausgleichgetriebes ist folgende: Wenn das Fahrzeug vorwärts getrieben wird, dreht sich der Zahnkranz 16 vorwärts oder nach innen, auf die Zeichenebene der Fig.2 zu. Da das Ausgleichgehäuse 10 fest mit dem Zahnkranz verbunden ist, dreht es sich ebenfalls vorwärts. Die Druckringe 84 und 128 sind durch ihre herausstehenden Abschnitte 86 und 134 mit dem Ausgleichgehäuse verbunden und drehen sich deshalb ebenfalls vorwärts. Wenn sich das Ausgleichgehäuse 10 und die Druckringe 84 und 128 vorwärts drehen, bewegen sich die Ausgleichteile 114, 116, 118 und 120 nach hinten. Dies ist in Fig. 9 und 10 dargestellt. Der Ausgleichtei1114 dreht sich aus der in Fig. 9 gezeigten neutralen Stellung in die gesperrte Stellung der Fig. 10. Man kann erkennen, daß die hinteren Mitnehmerseiten 126 am Ausgleichteil 114 an den hinteren Mitnehmerseiten 90 und 132 der Druckringe 84 und 128 entlanggeschoben werden. Die Mitnehmerseiten verursachen die nach den Seiten und entgegengesetzt gerichteten Bewegungskomponenten der Druckringe. Der Druckring 84 wird gegen die Sperrscheibe 54 gedrückt, diese gegen die Ankerscheibe 76, welche wiederum gegen die Sperrscheibe 52 geschoben wird. Die Sperrscheibe 52 wird gegen die Abstandscheibe 36 geschoben und diese wiederum gegen die Stirnwand 28 im Ausgleichgehäuse 10. Natürlich tritt die gleiche Erscheinung auf der anderen Seite des Ausgleichgetriebes an dem Druckring 128, den Sperrscheiben 56 und 58 der zwischen diesen liegenden Ankerscheibe 80 und der Abstandscheibe 42 sowie an der Stirnwand 30 des Deckels 12 auf. Auf diese Weise geht der Antrieb vom Ausgleichgehäuse durch die Druckringe, Sperrscheiben, Ankerscheiben und Abstandscheiben.The mode of operation The mode of operation of the self-locking differential gear shown in the drawings is as follows: When the vehicle is driven forward, the ring gear 16 rotates forwards or inwards, towards the plane of the drawing in FIG. Since the differential housing 10 is firmly connected to the ring gear, it also rotates forward. The pressure rings 84 and 128 are connected to the differential housing by their protruding portions 86 and 134 and therefore also rotate forward. As the differential housing 10 and thrust rings 84 and 128 rotate forward, the equalizing members 114, 116, 118 and 120 move rearward. This is illustrated in FIGS. 9 and 10. The compensating part 114 rotates from the neutral position shown in FIG. 9 into the locked position of FIG. The driving sides cause the side and opposite moving components of the pressure rings. The pressure ring 84 is pressed against the locking disk 54, this against the armature disk 76, which in turn is pushed against the locking disk 52. The locking disk 52 is pushed against the spacer disk 36 and this in turn against the end wall 28 in the differential housing 10. Of course, the same phenomenon occurs on the other side of the differential gear at the pressure ring 128, the locking disks 56 and 58 of the armature disk 80 between them and the spacer disk 42 and on the end wall 30 of the cover 12. In this way, the drive from the differential housing goes through the pressure rings, locking disks, armature disks and spacer disks.

Fig. 11 zeigt die Stellung des Ausgleichteils 114, wenn das Ausgleichgetriebe in umgekehrter Richtung gedreht wird, wie z. B. wenn das Fahrzeug rückwärts fährt. Die vorderen Mitnehmerseiten 124 des Aus-Bleichteils 114 bewegen sich entlang den vorderen Mitnehmerseiten 88 und 130 der Druckringe 84 und 128 nach vorn.Fig. 11 shows the position of the compensating part 114 when the differential is rotated in the opposite direction, such as. B. when the vehicle is reversing. The front drive sides 124 of the bleaching part 114 move along the front driver sides 88 and 130 of the pressure rings 84 and 128 forward.

In jedem Fall kann man erkennen, daß sich das Ausgleichteil auf den Drehkreuzzapfen nach den , Seiten hin bewegen kann. Dadurch wird eine gleichmäßige Verteilung der Sperrung und des Druckes auf beiden Seiten des Ausgleichgetriebes ermöglicht.In any case you can see that the compensating part is on the Turnstile pin to the side can move. This creates a uniform Distribution of locking and pressure on both sides of the differential enables.

Wenn sich eine von denen in Fig. 1 gezeigten Achswellen schneller dreht als die andere, wie z. B. wenn das Fahrzeug einen Bogen fährt, z. B. eine Linkskurve, dann tritt folgende Erscheinung auf: Das an einer Achswelle befestigte Achswellenkegelrad 66 wird von dem rechten Fahrzeugrad Gicht dargestellt) gedreht. Es sei in der Kurve das äußere Fahr- 5 zeugrad. In einer solchen Kurve dreht sich das rechte Fahrzeugrad schneller als das Ausgleichgehäuse des Ausgleichgetriebes.Das linke oder innen laufende Fahrzeugrad dreht sich langsamer als das Ausgleichgehäuse. Das Achswellenkegelrad 32, das über eine Achswelle 5 mit dem auf der Innenseite der Kurve laufenden Fahrzeugrad verbunden ist, wird zum Abstützpunkt Für das Achswellenkegelrad66. Die Ausgleichgetrieberäder erzeugen in planetenartiger Bewegung einen Ausgleich, und der Ausgleichstern mit den Zapfen und den Ausgleichteilen wird nach vorn in eine neutrale Stellung der Mitnehmerseiten gedreht.If one of the axle shafts shown in Fig. 1 is faster rotates than the other, such as B. when the vehicle is making an arc, e.g. Legs Left turn, then the following phenomenon occurs: The one attached to an axle shaft Axle bevel gear 66 is rotated by the right vehicle gear (Gicht). Let it be the outer vehicle wheel in the curve. Turns in such a curve the right vehicle wheel faster than the differential housing of the differential Left or inside vehicle wheel turns more slowly than the differential housing. The side gear 32, which has an axle shaft 5 with the one on the inside is connected to the vehicle wheel running in the curve, becomes the support point for the side shaft bevel gear66. The differential gears create a balance in a planetary motion, and the compensating star with the tenons and the compensating parts is pushed forward in rotated a neutral position of the driver sides.

Gleichzeitig werden die Ansätze 48, 50, 60 und 62 an den Sperrscheiben 52, 54, 56 und 58 von den vorferen nach den hinteren Seiten der Kerben 46 und 64 n den Achswellenkegelrädern 32 und 66 geschoben. Diese Verschiebung ist in der Fig.4 dargestellt, in ier gezeigt ist, wie der Ansatz 60 auf die hintere Seite der Kerbe 64 geschoben ist. Während dieser 3ewegung haben sich die Ausgleichteile an den Mitnehmerseiten der Druckringe so nach unten in eine neutrale Stellung verschoben, daß das Ausgleich-Betriebe vollständig entsperrt ist, . bevor irgendeine Drehung der Abstandscheiben 36 und 42 und der 5 Ankerscheiben 76 und 80, die mit dem Ausgleichgehäuse 10 verbunden sind, in bezug auf die Sperrscheiben 52, 54, 56 und 58, die mit den Achswellenkegelrädern 32 und 66 verbunden sind, stattgefunden hat. Natürlich werden, wenn- das Ausgleichgetriebe wiederum bei gerader Vorwärtsfahrt gedreht wird, die Ansätze der Sperrscheiben an die vordere Seite der Kerben in den Achswellenkegelrändern verschoben.At the same time, the lugs 48, 50, 60 and 62 on the locking washers 52, 54, 56 and 58 from the anterior to the posterior sides of the notches 46 and 64 n the side shaft bevel gears 32 and 66 pushed. This shift is shown in FIG Shown in ier is shown how the lug 60 on the back of the notch 64 is pushed. During this movement, the compensation parts are on the driver sides the pressure rings are shifted so down to a neutral position that the balancing operations is fully unlocked,. before any rotation of the spacers 36 and 42 and the 5 armature disks 76 and 80, which are connected to the differential housing 10 are, with respect to the locking disks 52, 54, 56 and 58, those with the side bevel gears 32 and 66 are connected, has taken place. Of course, if- the differential is turned again when driving straight forward, the approaches of the locking disks moved the front side of the notches in the axle shaft bevel edges.

Wenn es gewünscht wird, können die Sperrscheiben 52, 54, 56 und 58 aus Bronze hergestellt werden und die Abstandscheiben 36 und 42 und Ankerscheiben 76 und 80 aus Stahl. Dieses unterbindet ein Festsitzen oder Fressen, das normalerweise eintritt, wenn innerhalb des Ausgleichgetriebes die verwendeten verschiedenen Scheiben aus gleichem Material hergestellt sind.If desired, the locking disks 52, 54, 56 and 58 are made of bronze and the spacers 36 and 42 and armature washers 76 and 80 made of steel. This prevents them from getting stuck or seizing, which is normally the case occurs when the different disks used within the differential are made of the same material.

Ebenso kann eine Schicht aus einem Material, wie z. B. Kork, und einem Kunststoff (Kunstharz) auf beiden Seiten von bestimmten Scheiben der jeweiligen Scheibenart angeordnet werden, wenn man alle Scheiben aus Stahl herstellen will. Man fand, daß dieses Korkmaterial den Reibungskoeffizienten vergrößert, während es gleichzeitig einen hohen Widerstand gegen Bruch und Verschleiß besitzt. Man fand fernerhin, daß, bei Verwendung dieses Stoffes, die Platten oder Scheiben des Ausgleichgetriebes vorbelastet werden können, da der Kork ein gewisses Federungsvermögen besitzt.Likewise, a layer of a material such as. B. cork, and one Plastic (synthetic resin) on both sides of certain panes of each Discs can be arranged if you want to make all the discs from steel. It has been found that this cork material increases the coefficient of friction while it also has a high resistance to breakage and wear. One found furthermore that, when using this substance, the plates or disks of the differential can be preloaded, as the cork has a certain resilience.

Man kann erkennen, daß sich der schwebende Ausgleichstern mit den Zapfen axial in Richtung der Achswellenkegelräder einstellen kann. Dadurch werden -Unregelmäßigkeiten im Ausgleichgetriebe beseitigt. Der schwebende Ausglechstern kann sich fernerhin, um solche Unregelmäßigkeiten zu beseitigen, nach oben oder unten bewegen.One can see that the floating balancing star is aligned with the Can adjust the pin axially in the direction of the side bevel gears. This will be -Removed irregularities in the differential. The floating balancing star can also go up or to eliminate such irregularities move down.

In der in Fig. 15 dargestellten Anordnung kann sich das Ausgleichtei1114a während des absperrenden Eingreifens, auf dem Zapfen 100a drehen. Eine vordere Mitnehmerseite 124a auf dem Ausgleichteil 114a drückt auf die vordere Mitnehmerseite 130 a des Druckringen 128a, und eine hintere Mitnehmerseite 126a des Ausgleichteils 114a drückt auf die hintere Mitnehmerseite 90a. des Druckringes 84a. Dieser Einfluß drückt die Druckringe nach den Seiten in die abgesperrte Stellung. Wenn im Ausgleichgetriebe eine ausgleichende Wirkung eintritt, kehren die Ausgleichteile in ihre neutrale Stellung zurück, und die Druckringe bewegen sich nach innen in die entsperrte Stellung. Das Ausgleichteil kann sich auf dem Zapfen entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn drehen, und eine Sperrung kann sowohl bei einer Vorwärts- als auch bei - einer Rückwärtsdrehung des Ausgleichgetriebes eintreten.In the arrangement shown in FIG. 15, the compensating element 1114a during the shut-off engagement, turn on the pin 100a. A front driver side 124a on the compensating part 114a presses on the front driver side 130a of the Pressure rings 128a, and a rear driver side 126a of the compensating part 114a presses on the rear driver side 90a. of the pressure ring 84a. This influence depresses the Pressure rings to the sides in the locked position. If in the differential a compensating effect occurs, the compensating parts return to their neutral Position and the pressure rings move inward to the unlocked position. The compensating part can either be clockwise or counterclockwise on the spigot turn, and locking can occur in both forward and reverse rotation of the differential gear.

Aus dem Vorhergehenden ist erkenntlich, daß ein wirksam selbstsperrendes Ausgleichgetriebe geschaffen wurde, das die auftretenden Toleranzen der einzelnen Teile leicht ausgleicht und sich somit gut zur Massenherstellung eignet.From the foregoing it can be seen that an effective self-locking Differential gear was created, which the occurring tolerances of the individual Easily balances parts, making it well suited for mass production.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Self-locking differential gear, especially for motor vehicles, in which a differential bevel gears carrying differential bevel gears on radially extending journals and friction clutches on both sides of the axle bevel gears, which are actuated by axially displaceable pressure rings, are arranged within a differential housing, through which the differential bevel gears are frictionally connected to the axle bevel gears , but can be detachably connected, characterized in that the compensating star (108) is arranged in the differential housing (10) so that it can be rotated to a limited extent and is freely adjustable in the axial direction of the axle shaft bevel gears (32 and 66) and is located on the free ends of the journals (100, 102, 104 and 106) has compensating parts (114, 116, 118 and 120) which are effective via wedge surfaces and which consist of spacer disks (36 and 42), locking disks (52, 54 and 56, 58) and armature disks (76 and 80) lying between these Friction clutches in both directions of rotation via the pressure rings (84 and 128) independently of the tooth pressure of the differential bevel gears (92, 94, 96 and 98) and the axle shaft bevel gears (32 and 66) actuate 2. Self-locking differential gear according to claim 1, characterized in that the compensating parts (114, 116 , 118 and 120) are designed as compensation bars which are movably held on the pins (100, 102, 104 and 106) of the compensation star (108) and have front and rear driver sides (124 and 126) enclosing obtuse angles on both sides, and that the Pressure rings (84 and 128) are each provided with the same obtuse angle as the front and rear driver sides (88, 90, 130 and 132) including the compensating parts (114, 116, 118 and 120) and into which the compensating parts engage. 3. Self-locking differential gear according to claims 1 and 2, characterized in that the pressure rings (84 and 128 ) are in drive connection with the differential housing (10). 4. Self-locking differential gear according to Claims 1 to 3, characterized in that spacer disks (36 and 42) are arranged on the rear sides (138, 140) of the two side bevel gears (32 and 66), which reduce the side pressure of the side bevel gears (32 and 66) take up. Documents considered: Swiss Patent No. 86 497; French Patent No. 1083 711; USA. Patent Nos. 1,481,889, 1568 358th