DE1155346B

DE1155346B - Self-locking differential gear, in particular rear-axle differential gear in motor vehicles

Info

Publication number: DE1155346B
Application number: DEE18120A
Authority: DE
Inventors: Robert Collier Russell
Original assignee: Eaton Manufacturing Co
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1959-02-27
Filing date: 1959-08-14
Publication date: 1963-10-03

Description

Selbstsperrendes Differentialgetriebe, insbesondere 1-Enterachsdifferentialgetriebe bei Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf selbstsperrende Differentialgetriebe, insbesondere Hinterachsdifferentialgetriebe bei Kraftfahrzeugen, mit in einem angetriebenen Differentialgetriebegehäuse angeordneten Ausgleichkegelrädern und in diese eingreifenden, auf den AchsweRen angeordneten Achswellenkegelrädem, bei denen mindestens ein Achswellenkegelrad gegenüber dem Differentialgetriebegehäuse um ein geringes Ausmaß axial verschiebbar ist und zwischen einer ebenen Stirnfläche dieses Achswellenkegelrades und einer ebenen Stimfläche des Differentialgetriebegehäuses eine Lamellenkupplung angeordnet ist. Dabei weist eine der mit den Kupplungslamellen zusammenwirkenden ebenen Stirmlächen, insbesondere des Differentialgehäuses, eine sich radial erstreckende und axial vorstehende Ringfläche auf, und die der vorstehenden Ringfläche benachbarte Kupplungslamelle ist mit dem Differentialgetriebegehäuse drehfest verbunden. Die Lamellenkupplung tritt durch die in Richtung der Achse des Achswellenkegelrades gerichtete Komponente der an der Verzahnung des Achswellenkegelrades auftretenden Drehmomentreaktion in Wirkung, um eine relative Drehung zwischen dem Achswellenkegelrad und dem Differentialgetriebegehäuse abzubremsen. Dies ist insbesondere bei Kraftfahrzeugen wichtig, wenn die Adhäsion der beiden angetriebenen Fahrzeugräder ungleichmäßig ist, z. B. eines der beiden Fahrzeugräder auf schlüpfrigen Boden mit geringem Adhäsionkoeffizienten gerät.Self-locking differential gear, in particular 1-enter-axle differential gear in motor vehicles The invention relates to self-locking differential gears, in particular rear axle differential gears in motor vehicles, with in one driven Differential gear housing arranged differential bevel gears and engaging in these, Axle shaft bevel gears arranged on the axle shafts, with at least one side shaft bevel gear axially displaceable by a small amount relative to the differential gear housing is and between a flat end face of this Achswellenkegelrades and a flat face of the differential gear housing arranged a multi-plate clutch is. One of the flat face surfaces interacting with the clutch plates, in particular the differential housing, a radially extending and axially protruding Annular surface on, and the clutch plate adjacent to the protruding annular surface is rotatably connected to the differential gear housing. The multi-disc clutch occurs through the component directed in the direction of the axis of the side gear the torque reaction occurring at the toothing of the side shaft bevel gear in Effect to allow relative rotation between the side gear and the differential gear case to slow down. This is particularly important in motor vehicles when the adhesion of the two driven vehicle wheels is uneven, e.g. B. one of the two Vehicle wheels on slippery ground with a low coefficient of adhesion.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bremswirkung der Lamellenkupplung ohne Veränderung der Abmessungen und des Aufbaues zu verbessern.The invention is based on the object of the braking effect of the multi-plate clutch without changing the dimensions and structure.

Bei dem selbstsperrenden Differentialgetriebe der eingangs genannten Art besitzt zum Erreichen dieses Zieles erfindungsgemäß die axial vorstehende Rinffäche eine wesentlich geringere radiale Ausdehnung als die Kupplungslamellen, und sie unterstützt die anliegende Kupplungslamelle ausschließlich radial außen. Die axial vorstehende Ringfläche kann dabei an dem Differentialgetriebegehätise ausgebildet sein, sie kann aber auch an der ebenen Stirnfläche des Achswellenkegelrades vorg gesehen sein.In the self-locking differential gear of the aforementioned To achieve this goal, Art has the axially protruding groove surface according to the invention a much smaller radial expansion than the clutch plates, and they supports the adjacent clutch plate only radially on the outside. The axial protruding annular surface can be formed on the differential gear unit be, but it can also vorg on the flat face of the side gear be seen.

Durch diese Ausbildung der Lamellenkupplung des selbstsperrenden Differentialgetriebes wird die axiale Betätigungskraft der Lamellenkupplung auf einen begrenzten, radial außen liegenden Bereich konzentriert. Dadurch wirkt die mittlere Breniskraft an einem größeren Hebelarin und ist damit ohne Veränderung der Abmessungen oder Komplizierung des Aufbaus der Lamellenkupplung wirksamer als bei einer solchen, bei der die letzte Kupplungslamelle mit ihrer ganzen Stirnfläche an der Stirnfläche des Achswellenkegelrades bzw. des Differentialgetriebe-Crehäuses anliegt.This design of the multi-plate clutch of the self-locking differential gear the axial actuation force of the multi-plate clutch is limited to a radial outside area concentrated. As a result, the mean fire force acts a larger lever and is therefore without changing the dimensions or complication the structure of the multi-plate clutch is more effective than in the case of the last one Clutch plate with its entire face on the face of the side bevel gear or the differential gear housing is applied.

Die axial vorstehende Ringfläche von geringer radialer Ausdehnung kann durch leichtes Zurückdrehen des übrigen Teils der mit der Kupplungslamelle zusammenwirkenden Stimfläche erhalten werden. Sie kann aber auch dadurch erhalten werden, daß in weiterer Ausbildung der Erfindung zwischen der Stirnfläche und der benachbarten Kupplungslamelle eine dünne Beilagscheibe von geringer radialer Abmessung eingeffigt wird.The axially protruding annular surface of small radial extent can by slightly turning back the remaining part of the clutch plate cooperating end face are obtained. But you can also get through it be that in a further embodiment of the invention between the end face and the adjacent clutch plate a thin washer of small radial dimensions is approved.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des selbstsperrenden Differentialgetriebes nach der Erfindung schematisch dargestellt, die in der Beschreibung näher erläutert werden.In the drawings are exemplary embodiments of the self-locking Differential gear according to the invention shown schematically in the description are explained in more detail.

Fig. 1 ist ein axialer Schnitt durch ein selbstsperrendes Differentialgetriebe nach der Erfindung; Fig. 2 ist ein Querschnitt durch das Differentialgetriebe nach Fig. 1. längs der Linien 2-2 in Fig. 1 und 3, d. h. quer zur Drehachse; Fig. 3 ist ein in größerem Maßstab gezeichnetes Stück eines axialen Schnitts durch die Lamellenkupplung und entspricht einem Teilschnitt von Fig. 1; Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung eines aus der Lamellenkupplung ausgebauten Einsatz-Stücks; Fig. 5 ist ein Fig. 3 ähnelnder Teilschnitt, der je- doch eine andere Ausbildungsform eines der Merkmale des Differentialgetriebes gemäß der Erfindung erkennen läßt; Fig. 6 ist ein Fig. 1 ähnelnder Längsschnitt, der je- doch eine erste abgeänderte Ausbildungsform des Differentialgetriebes nach der Erfindung veranschaulicht; Fig. 7 ist ein Querschnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 6; Fig. 8 ist ein axialer Schnitt durch eine zweite abgeänderte Ausbildungsform des Differentialgetriebes gemäß der Erfindung längs der Linie 8-8 in Fig. 9; Fig. 9 ist im wesentlichen eine Stimansicht des Differentialgetriebes bei Betrachtung in axialer Richtung längs der in Fig. 8 eingezeichneten Pfeile 9; Fig. 10 ist ein der Linie 10-10 in Fig. 8 folgender Schnitt quer zur Drehachse; Fig. 11 ist eine perspektivische Darstellung eines aus dem Differentialgetriebe nach Fig. 8 ausgebauten Einsatzstücks.Fig. 1 is an axial section through a self-locking differential gear according to the invention; Fig. 2 is a cross-sectional view of the differential gear of Fig. 1 taken along lines 2-2 in Figs. 1 and 3; H. transverse to the axis of rotation; Fig. 3 is a larger-scale piece of an axial section through the multi-plate clutch and corresponds to a partial section of Fig. 1; 4 is a perspective view of an insert piece removed from the multi-plate clutch; FIG. 5 is a partial section similar to FIG. 3 , but showing another embodiment of one of the features of the differential gear according to the invention; 6 is a longitudinal section similar to FIG. 1 , but illustrating a first modified embodiment of the differential gear according to the invention; Fig. 7 is a cross section taken along line 7-7 in Fig. 6; Fig. 8 is an axial section through a second modified embodiment of the differential gear according to the invention taken along line 8-8 in Fig. 9; Fig. 9 is essentially a front view of the differential gear as viewed in the axial direction along the arrows 9 shown in Fig. 8; Fig. 10 is a section transverse to the axis of rotation following line 10-10 in Fig. 8; FIG. 11 is a perspective view of an insert removed from the differential gear of FIG. 8.

in Fig. 1 bis 3 erkennt man ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des selbstsperrenden Differentialgetriebes nach der Erfindung, das insgesamt mit 10 bezeichnet ist und sich für die verschiedensten Zwecke verwenden läßt, sich jedoch insbesondere zum Einbauen in eine Fahrzeugachse eignet. Das Differentialgetriebe 10 umfaßt ein drehbares Differentialgetriebegehäuse 11, einen Ausgleich- und Achswellenkegelrädersatz 12 und eine Lamellenkupplung oder mehrere Lamellenkupplungen 13, die einem oder mehreren der Ausgleich- oder Achswellenkegelräder des Differentialgetriebes zugeordnet sein kann oder sein können und die Aufgabe hat oder haben, die Drehbewegung des oder der Ausgleich- bzw. Achswellenkegelräder gegenüber dem Differentialgetriebegehäuse 11 zu verzögern, um das Durchratschen der Fahrzeugräder auf eine noch zu erläuternde Weise auf ein Mindestmaß herabzusetzen.In Fig. 1 to 3 one recognizes a preferred embodiment of the self-locking differential gear according to the invention, which is designated as a whole with 10 and can be used for a wide variety of purposes, but is particularly suitable for installation in a vehicle axle. The differential gear 10 includes a rotatable differential gear case 11, a suppression and Achswellenkegelrädersatz 12 and a multiplate clutch or multiple plate clutches 13, which may be associated with one or more of the balance-or side gears of the differential gear, or may be, and the task has or have the rotational movement of the or to retard the differential or axle bevel gears with respect to the differential gear housing 11 in order to minimize the skidding of the vehicle wheels in a manner to be explained below.

Das Differentialgetriebegehäuse 11 weist Tragabschnitte oder Lagerzapfen 14 und 15 auf, die von Lagern einer Tragkonstruktion, z. B. eines hier nicht gezeigten Achsgetriebegehäuses, aufgenommen werden können, in dem das Differentialgetriebegehäuse drehbar gelagert ist. Das Differentialgetriebegehäuse 11 besteht im vorliegenden Falle aus zwei miteinander verbundenen und sich ergänzenden Gehäuseteilen 16 und 17, an denen die Lagerzapfen 14 und 15 vorgesehen sind. Die Gehäuseteile sind durch sich durch Flansche 19 und 20 der beiden Gehäuseteile erstreckende Schrauben 18 miteinander verbunden. Die Gehäuseteile 16 und 17 sind hohl und bilden zusammen eine Kammer22, in der der Ausgleich- und Achswellenkegelrädersatz 12 und die Lamellenkupplung 13 angeordnet sind.The differential gear housing 11 has support sections or journals 14 and 15 which are supported by bearings of a support structure, e.g. B. an axle gear housing, not shown here, can be received in which the differential gear housing is rotatably mounted. In the present case, the differential gear housing 11 consists of two mutually connected and complementary housing parts 16 and 17 on which the bearing journals 14 and 15 are provided. The housing parts are connected to one another by screws 18 extending through flanges 19 and 20 of the two housing parts. The housing parts 16 and 17 are hollow and together form a chamber 22 in which the differential and axle bevel gear set 12 and the multi-disc clutch 13 are arranged.

Die Gehäuseteile 16 und 17 sind mit Bohrungen 23 und 24 versehen, die sich durch diejenigen Ab- schnitte der Gehäuseteile erstrecken, an denen die Lagerzapfen 14 und 15 ausgebildet sind, und die auf einer gemeinsamen Achse 25 liegen, bei der es sich um die Drehachse des Differentialgetriebegehäuses 11 handelt. Die axialen Bohrungen23 und 24 nehmen die angetriebenen Kraftabgabewellen auf, die hier in Form der Achswellen 26 und 27 dargestellt sind, deren äußere Enden mit hier nicht gezeigten Fahrzeugrädern od. dgl. verbunden sind; die inneren bzw. einander benachbarten Enden der beiden Achswellen sind auf eine noch zu erläuternde Weise mit dem Ausgleich- und Achswellenkegelrädersatz 12 verbunden.The housing parts 16 and 17 are provided with holes 23 and 24, which cuts through those exhaust of the housing parts extending on which the bearing journals are formed 14 and 15, and lie on a common axis 25 which is about the rotational axis of the differential gear housing 11 is. The axial bores 23 and 24 receive the driven power output shafts, which are shown here in the form of the axle shafts 26 and 27 , the outer ends of which are connected to vehicle wheels (not shown here) or the like; the inner or mutually adjacent ends of the two axle shafts are connected to the differential and axle bevel gear set 12 in a manner that will be explained below.

Das Differentialgetriebe 10 wird durch ein Tellerrad 30, das sich um das Differentialgetriebegehäuse herum erstreckt und an ihm mittels der bereits erwähnten Schrauben 18 befestigt ist, angetrieben. Gemäß Fig. 1 steht dazu ein Antriebsritzel 31 mit dem Tellerrad 30 im Eingriff.The differential gear 10 is driven by a ring gear 30 which extends around the differential gear housing and is fastened to it by means of the screws 18 already mentioned. According to FIG. 1 , a drive pinion 31 is in engagement with the ring gear 30 for this purpose.

Der Ausgleich- und Achswellenkegelrädersatz 12 umfaßt zwei Achswellenkegelräder 32 und 33 sowie mehrere - im vorliegenden Falle zwei - Ausgleichkegelräder 34 und 35, die zwischen den Achswellenkegelrädem angeordnet sind und in diese eingreifen. Die Ausgleichkegelräder 34 und 35 sind in dem Differentialgetriebegehäuse 11 z. B. mit Hilfe einer Achse 36 gelagert, die sich quer durch die Kammer22 erstreckt und in dem Differentialgetriebegehäuse mittels eines Verankerungsstiftes 37, der sich quer durch die Achse erstreckt, festgelegt ist.The differential and side bevel gear set 12 comprises two side bevel gears 32 and 33 as well as several - in the present case two - differential bevel gears 34 and 35 which are arranged between the side bevel gears and mesh with them. The bevel gears 34 and 35 are in the differential gear housing 11 z. B. by means of an axle 36 which extends transversely through the chamber 22 and is fixed in the differential gear housing by means of an anchoring pin 37 which extends transversely through the axis.

Die Achswellenkegelräder32 und 33 sowie die Ausgleichkegelräder 34 und 35 haben gerade Zähne, und die Zahnprofile sind in der üblichen Weise geformt, so daß die Eingriffswinkel Werte aufweisen, die innerhalb des üblichen Bereichs liegen. Die Achswellenkegelräder32 und 33 umfassen jeweils einen ringförmigen Körper 39, an dem die Zähne 40 ausgebildet sind, sowie eine zentrale hohle Nabe 41, die gleichachsig mit der Achse 25 ist. Das Differentialgetriebegehäuse 11 ist mit hohlen ringförmigen Lagerabschnitten 43 und 44 versehen, und die Achswellenkegelräder 32 und 33 sind in dem Differentialgetriebegehäuse mit Hilfe ihrer in diesen Aussparungen angeordneten Naben 41 drehbar gelagert. Außerdem sind die Achswellenkegelräder 32 und 33 innerhalb ihrer Nabenbohrungen mit einer Keilverzahnung 45 versehen, in die jeweils eine entsprechende Keilverzahnung an den inneren Enden der Achswellen 26 und 27 eingreift, um die Achswellen jeweils mit dem zugehörigen Achswellenkegelrad zu verbinden.The side bevel gears 32 and 33 and the differential bevel gears 34 and 35 have straight teeth, and the tooth profiles are shaped in the usual manner so that the pressure angles have values within the usual range. The side bevel gears 32 and 33 each comprise an annular body 39 on which the teeth 40 are formed, and a central hollow hub 41 which is coaxial with the axis 25 . The differential gear case 11 is provided with hollow annular bearing portions 43 and 44, and the side bevel gears 32 and 33 are rotatably supported in the differential gear case by means of their hubs 41 arranged in these recesses. In addition, the side bevel gears 32 and 33 are provided within their hub bores with a spline 45 in which a corresponding spline engages at the inner ends of the axle shafts 26 and 27 to connect the axle shafts with the associated side bevel gear.

Die Gehäuseteile 16 und 17 weisen ringförnüge, zum Aufnehmen von axialen Schubkräften dienende Stirnflächen 46 und 47 auf, welche die hohlen Lagerabschnitte 43 und 44 umgeben und im vorliegenden Falle in parallelen Ebenen liegen und sich etwa rechtwinklig zu der Achse 25 erstrecken. Diese ringfönnigen Stimflächen dienen zum Aufnehmen der nach außen gerichteten axialen Schubkräfte der Achswellenkegelräder 32 und 33, die auf die Eingriffswinkel-Drehmoment-Belastungsreaktion der ineinandergreifenden Zähne des Ausgleich- und Achswellenkegelrädersatzes 12 zurückzuführen sind. Der Körper des Achswellenkegelrades 32 stützt sich bei seiner Drehbewegung entweder unmittelbar an der Stimfläche 46 oder an einem Lagerteil oder einer zwischen dem Achswellenkegelrad und der Stirnfläche 46 angeordneten ringfönnigen Scheibe 49 ab.The housing parts 16 and 17 have annular faces 46 and 47 serving to absorb axial thrust forces, which surround the hollow bearing sections 43 and 44 and in the present case lie in parallel planes and extend approximately at right angles to the axis 25. These annular end faces serve to absorb the outwardly directed axial thrust forces of the side bevel gears 32 and 33 which are due to the pressure angle torque load reaction of the meshing teeth of the differential and side bevel gear set 12. The body of the axle bevel gear 32 is supported during its rotary movement either directly on the end face 46 or on a bearing part or on an annular disc 49 arranged between the axle bevel gear and the end face 46.

Gemäß Fig. 1 und 3 wird die ringförnüge Stirnfläche 47 zum Aufnehmen von Schubkräften durch die radial verlaufende Stirnwand einer seichten Bohrungserweiterung 50 des Gehäuseteils 17 gebildet, und diese Bohrungserweiterung ist gleichachsig mit dem inneren Ende des hohlen Lagerabschnitts 44 an dessen Umfang angeordnet. Die Bohrungserweiterung 50 wird somit teilweise durch die ringförmige Stimfläche 47 bzw. den Boden oder die Stimwand der Bohrungserweiterung und teilweise durch eine ringförmige bzw. sich in der Umfangsrichtung und axial erstreckende Seitenwand 51 (Fig. 3) begrenzt. Der Körper 39 des Achswellenkegelrades 33 ist mit einer ringförmigen, zum übertragen von Schubkräften dienenden Stirnfläche 53 versehen, die der ringförinigen Stirnfläche 47 axial gegenüberliegt und im vorliegenden Falle eine die Nabe 41 umgebende ebene, radial verlaufende Fläche bildet. 1 and 3 , the annular end face 47 for absorbing shear forces is formed by the radially extending end wall of a shallow bore extension 50 of the housing part 17 , and this bore extension is coaxially arranged with the inner end of the hollow bearing section 44 on its circumference. The bore widening 50 is thus limited partly by the annular end face 47 or the bottom or the end wall of the bore widening and partly by an annular or axially extending side wall 51 (FIG. 3) . The body 39 of the side bevel gear 33 is provided with an annular end face 53 serving to transmit thrust forces, which is axially opposite the annular end face 47 and in the present case forms a flat, radially extending surface surrounding the hub 41.

Die Lamellenkupplung 13 spricht bei Aufbringen von Druck an und ist so zwischen den ringförmigen Stirnflächen 47 und 53 des Gehäuseteils 17 bzw. des Achswellenkegelrades 33 angeordnet, daß eine begrenzte axiale Verschiebung des Achswellenkegelrades 33 innerhalb des Differentialgetriebegehäuses 11 nach außen beim Auftreten der erwähnten Drehmomentreaktion des ineinandergreifenden Ausgleich-und Achswellenkegelrädersatzes bewirkt und die Lamellenkupplung betätigt wird. Gemäß Fig. 1 bis 3 weist die Lamellenkupplung 13 einen ersten Satz von Kupplungslamellen 54 und einen zweiten Satz von Kupplungslamellen 55 auf, die jeweils zwischen den Kupplungslamellen 54 des ersten Satzes angeordnet sind.The multi-disc clutch 13 responds when pressure is applied and is so arranged between the annular end faces 47 and 53 of the housing part 17 and the axle bevel gear 33 that a limited axial displacement of the axle bevel gear 33 within the differential gear housing 11 to the outside when the aforementioned torque reaction of the interlocking Compensating and axle shaft bevel gears are effected and the multi-disc clutch is actuated. According to FIGS. 1 to 3 , the multi-plate clutch 13 has a first set of clutch plates 54 and a second set of clutch plates 55 , which are each arranged between the clutch plates 54 of the first set.

Die Kupplungslamellen 54 sind mit dem Differentialgetriebegehäuse 11 durch weiter unten beschriebene Mittel verbunden, während die Kupplungslamellen 55 mit der Nabe 41 des Achswellenkegelrades 33 in Verbindung stehen. Die Nabe 41 ist zu diesem Zweck mit einer sich axial erstreckenden ,56 versehen, und die zugehörigen Keilverzahnung Kupplungsscheiben 55 haben radial nach innen vorspringende Zähne, die gemäß Fig. 3 in die Keilverzahnung 56 eingreifen. Die Keilverzahnungsverbindung zwischen den Kupplungslamellen 55 und der Nabe 41 sowie die Verbindung zwischen den Kupplungslamellen 54 und dem Differentialgetriebegehäuse 11 ermöglichen axiale Bewegungen der Kupplungslamellen für den Fall, daß das Achswellenkegelrad 33 eine begrenzte axiale Auswärtsbewegung ausführt, um die Lamellenkupplung in der obenerwähnten Weise zur Wirkung zu bringen.The clutch plates 54 are connected to the differential gear housing 11 by means described below, while the clutch plates 55 are connected to the hub 41 of the side gear 33 . For this purpose, the hub 41 is provided with an axially extending , 56 , and the associated splines of the clutch disks 55 have teeth protruding radially inward, which, as shown in FIG. 3, engage in the spline 56. The spline connection between the clutch plates 55 and the hub 41 and the connection between the clutch plates 54 and the differential gear housing 11 allow axial movements of the clutch plates in the event that the side bevel gear 33 executes a limited axial outward movement in order to make the multi-plate clutch effective in the above-mentioned manner bring.

Die, übertragung bzw. Konzentrierung von Schubkräften, die entweder der Stirnfläche 47 oder der Stirnfläche 53 zugeordnet sind, erfolgt im vorliegenden Falle durch einen flachen Druckring oder eine ringförmige Beilagscheibe 58, die in der Bohrungserweiterung 50 angeordnet ist, so daß sich das äußere Ende des Stapels von KupplungslameHen der Lamellenkupplung 13 an ihr abstützt. Die Beilagscheibe 58 konzentriert den auf die Lamellenkupplung 13 aufgebrachten Betätigungsdruck auf einen Bereich, der dem Bereich des Außendurchmessers der Lamellenkupplung und des Körpers 39 des Ausgleichkegelrades 33 gegenüberliegt, so daß der auf die Lamellenkupplung aufgebrachte Betätigungsdruck im größten Hebelarmabstand von der Achse 25 zur Wirkung kommt. Auf diese Weise wird die Lamellenkupplung 13 in außerordentlich starkem Maße wirksam, um mit Hilfe von Reibungskräften auf das Achswellenkegelrad 33 eine Halte- oder Bremswirkung auszuüben, durch welche die Drehbewegung dieses Achswellenkegelrades gegenüber dem Differentialgetriebegelfäuse 11 verzögert wird.The, transmission or concentration of thrust forces, which are assigned to either the end face 47 or the end face 53 , takes place in the present case by a flat pressure ring or an annular washer 58, which is arranged in the bore extension 50 so that the outer end of the Stack of coupling lamellae of the multi-disk clutch 13 is supported on her. The washer 58 concentrates the actuating pressure applied to the multi- disc clutch 13 in an area which is opposite the area of the outer diameter of the multi- disc clutch and the body 39 of the differential bevel gear 33 , so that the actuating pressure applied to the multi-disc clutch comes into effect at the greatest lever arm distance from the axis 25. In this way, the multi-plate clutch 13 is extremely effective in order to exert a holding or braking effect on the side shaft bevel gear 33 by means of frictional forces, by means of which the rotational movement of this side shaft bevel gear relative to the differential gear case 11 is delayed.

Ein wichtiges Merkmal der Beilagscheibe 58 besteht darin, daß sie eine geringere radiale Breite besitzt als die ringförmige Stimfläche 47, so daß die gegenüber der Beilagscheibe 58 radial innen liegenden Abschnitte der abschließenden Kupplungslamelle in einem axialen Abstand von der Stirnfläche 47 angeordnet und vom Druck entlastet sind. Dadurch, daß die Beilagscheibe 58 einen solchen Durchmesser erhält, daß sein äußerer Rand an der Seitenwand 51 der Bohrungserweiterung 50 angreift bzw. sich längs dieser Seitenwand erstreckt, wird die Beilagscheibe in der Bohrungserweiterung festgehalten und gegen radiale Verschiebungen innerhalb des Differentialgetriebes 10 gesichert.An important feature of the washer 58 is that it has a smaller radial width than the annular end face 47, so that the portions of the final clutch plate located radially inwardly with respect to the washer 58 are arranged at an axial distance from the end face 47 and are relieved of pressure . Because the washer 58 has a diameter such that its outer edge engages the side wall 51 of the bore extension 50 or extends along this side wall, the washer is held in the bore extension and secured against radial displacements within the differential gear 10.

Die an der ringförmigen Stirnfläche 47 bzw. der Beilags- g cheibe 58 anliegende Kupplungslamelle gehört zu dem Satz von relativ feststehenden Kupplungsiamellen, so daß die Beilagscheibe 58 zwischen zwei sich relativ zueinander nicht drehenden Bauteilen liegt, nämlich zwischen der äußersten Kupplungslamelle 54 a (Fig. 3) und der ringförmigen Stirnfläche 47.The against the annular end face 47 and the Beilags- g cheibe 58 adjacent clutch plate belonging to the set of relatively fixed Kupplungsiamellen so that the washer 58 relative to each other non-rotating component located between two, namely between the outermost clutch plate 54 a (Fig. 3) and the annular end face 47.

Zwar wurde vorstehend davon gesprochen, daß die Beilagscheibe 58 der Stirnfläche 47 des Gehäuseteils 17 zugeordnet ist, doch wurde bereits darauf hingewiesen, daß man diesen Druckring alternativ auch der ringförinigen Stirnfläche 53 des Achswellenkegelrades 33 zuordnen könnte. Im letzteren Falle würde die Beilagscheibe 58 zwischen der Stirnfläche 53 dieses Achswellenkegelrades und der benachbarten, relativ nicht drehbaren innersten Kupplungslamelle 54 b angeordnet sein. Die Anordnung und Arbeitsweise der Beilagscheibe 58 würde im letzteren Falle, d. h., wenn er mit dem äußeren Abschnitt des Körpers des Achswellenkegelrades 33 zusammenarbeitet, in jeder Beziehung der Anordnung und Arbeitsweise der an der Stirnfläche 47 angeordneten Beilagscheibe gleichwertig sein, wie es weiter oben beschrieben wurde; die einzige Ausnahme würde darin bestehen, daß die Beilagscheibe nicht in einer Bohrungserweiterung 50 angeordnet wäre.Although it was mentioned above that the washer 58 is assigned to the end face 47 of the housing part 17 , it has already been pointed out that this pressure ring could alternatively also be assigned to the annular end face 53 of the side gear 33 . In the latter case, the washer 58 would be arranged between the end face 53 of this Achswellenkegelrades and the adjacent, relatively non-rotatable innermost clutch plate 54 b . The arrangement and operation of the washer 58 would in the latter case, i.e. h when it cooperates with the outer portion of the body of Achswellenkegelrades 33, be equivalent in all respects the arrangement and operation of which is arranged on the end face 47 of the washer, as previously described. the only exception would be that the washer would not be located in a bore extension 50 .

Die ringförmige Beilagscheibe 58 ist ohne Rücksicht darauf, ob sie als gesonderter Ring oder in Form eines festen Steges ausgebildet ist, worauf im folgenden eingegangen wird, bezüglich seines Außendurchmessers, seiner radialen Breite und seiner axWen Dicke so bemessen, daß die Lamellenkupplung 13 im maximalen Ausmaß betätigt wird, so daß sie ihre größtmögliche Haltewirkung ausüben kann. Die Dicke der Beilagscheibe, 58 wird gewöhnlich zwischen etwa 0,125 und etwa 0,650 mm liegen, doch kann je nach den Erfordernissen, den Eigenschaften der Lamellenkupplung und verschiedenen anderen Faktoren auch eine größere oder kleinere Dicke vorgesehen sein.The annular washer 58 is regardless of whether it is designed as a separate ring or in the form of a fixed web, which will be discussed below, with regard to its outer diameter, its radial width and its axial thickness so that the multi-plate clutch 13 to the maximum extent is operated so that it can exert its greatest possible holding effect. The thickness of the washer 15, 58 will ordinarily be between about 0.125 and about 0.650 mm, although greater or lesser thickness may be provided depending on requirements, the characteristics of the multi-plate clutch, and various other factors.

Die Verbindung zwischen den Kupplungslamellen 54 und dem Gehäuseteil 17 wird mittels in Umfangsabständen verteilten radialen Verankerungsfortsätzen erreicht. Gemäß Fig. 2 sind an jeder Kupplungslamelle 54 zwei derartige Fortsätze 59 ausgebildet, die einander diametral gegenüberliegen. Diese Fortsätze 59 greifen in entsprechend angeordnete öffnungen oder Aussparungen 60 des Gehäuseteils 17 ein und arbeiten mit den benachbarten Abschnitten dieses Gehäuseteils zusammen, um die Kupplungslamellen54 gegen relative Drehbewegungen gegenüber dem zugehörigen Gehäuseteil zu sichern.The connection between the clutch plates 54 and the housing part 17 is achieved by means of radial anchoring extensions distributed at circumferential intervals. According to FIG. 2, two such projections 59 are formed on each clutch plate 54 and are diametrically opposite one another. These extensions 59 engage in correspondingly arranged openings or recesses 60 of the housing part 17 and work together with the adjacent sections of this housing part in order to secure the clutch disks 54 against relative rotational movements with respect to the associated housing part.

Um eine Abnutzung dieser den Fortsätzen59 benachbarten Abschnitte des Gehäuseteils 17 zu verhindern, sind Einsatzstücke oder Auskleidungen 61 vorgesehen, die in den öffnungen 60 angeordnet sind und auf die die Reaktionsdrebkraft der Kupplungslamellen 54 übertragen wird. Die Teile des Differentialgetriebegehäuses 11 sind als Gußstücke, und zwar gewöhnlich aus Metall, ausgebildet, während die Auskleidungen 61 aus Stahl, gewöhnlich aus gewalztem Stahl, hergestellt und gehärtet sind, so daß sie durch die Fortsätze 59 nicht abgenutzt werden.In order to prevent wear of these sections of the housing part 17 adjacent to the projections 59, inserts or linings 61 are provided which are arranged in the openings 60 and to which the reaction force of the clutch plates 54 is transmitted. The parts of the differential gear housing 11 are cast, usually of metal, while the linings 61 are made of steel, usually rolled steel, and are hardened so that they are not worn by the extensions 59.

Die Auskleidungen 61 sind gemäß Fig. 3 und 4. U-förmig ausgebildet und so in den Aussparungen 60 angeordnet, daß sie um die Fortsätze 59 der Kupplungslamellen 54 herumgreifen. Wenn die Auskleidungen in dieser Weise eingebaut sind, erstrecken sich die Schenkel 61a in einem gegenseitigen Ab- stand in axialer Richtung längs der voneinander abgewandten Seiten der Fortsätze 59. Nach dem Einsetzen der Auskleidungen 61 in die Öffnungen 60 werden sie durch die Kupplungslamellen 54 selbst in ihrer Lage gehalten.The linings 61 are U-shaped according to FIGS. 3 and 4 and are arranged in the recesses 60 so that they grip around the extensions 59 of the clutch plates 54. If the liners are installed in this way, the legs 61a of the spaced sides of the projections 59. After remote extend at a mutual distance-axially along the insertion of the liners 61 in the apertures 60 they are by the coupling plates 54 itself in held their position.

Gegebenenfalls kann das Gehäuseteil 17, mit dem die Fortsätze 59 der Kupplungslamellen zusammenarbeiten, gehärtet werden, um eine Abnutzung durch die Fortsätze auszuschließen. Wenn die genannten Gehäuseteile gehärtet sind, werden die Auskleidungen 61 fortgelassen, so daß die Fortsätze 59 unmittelbar an den gehärteten Gehäuseteilen angreifen.If necessary, the housing part 17, with which the extensions 59 of the clutch plates cooperate, can be hardened in order to exclude wear by the extensions. When the aforementioned housing parts are hardened, the linings 61 are omitted so that the extensions 59 act directly on the hardened housing parts.

Fig. 5 veranschaulicht eine abgewandelte Ausbildungsform für die Beilagscheibe 58, die gemäß Fig. 5 mit der zum Aufnehmen der Schubkräfte dienenden Stirnfläche 47 des Gehäuseteils 17 aus einem Stück besteht und eine gegenüber dieser Stimfläche nach innen vorspringende Ringfläche 58' bildet. Zwar ist diese Ausbildungsform in Fig. 5 für das Gehäuseteil 17 dargestellt, doch könnte statt dessen gegebenenfalls der Körper des Achswellenkegelrades 33 entsprechend ausgebildet sein.Fig. 5 illustrates a modified embodiment of the washer 58 shown in FIG. 5 of the housing part 17 is made with the serving for accommodating the thrust forces end face 47 of a piece and an opposite this end face inwardly projecting annular surface 58 forms'. Although this embodiment is shown in FIG. 5 for the housing part 17 , the body of the side bevel gear 33 could, if necessary, be designed accordingly.

Fig. 6 und 7 zeigen ein selbstsperrendes Differentialgetriebe 65, das dem vorstehend beschriebenen Differentialgetriebe 10 ähnelt, weshalb entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Ein wichtiger Unterschied besteht bei dem abgeänderten Differentialgetriebe 65 darin, daß jedes der Achswellenkegelräder 32 und 33 mit einer Lamellenkupplung 13 sowie mit den betreffenden Lamellenkupplungen zugeordneten Beilagscheiben 58 zum Konzentrieren der Schubkraft versehen ist. 6 and 7 show a self-locking differential gear 65 which is similar to the differential gear 10 described above, which is why corresponding components are denoted by the same reference numerals. An important difference in the modified differential gear 65 is that each of the side shaft bevel gears 32 and 33 is provided with a multi- disk clutch 13 and with washers 58 associated with the respective multi-disk clutches for concentrating the thrust force.

Weitere Unterschiede von geringerer Bedeutung bestehen bei dem abgeänderten Differentialgetriebe 65 darin, daß das Differentialgetriebegehäuse 66 einteilig ist und das auf seinen entgegengesetzten Seiten offen ist, damit die verschiedenen Ausgleich- und Achswellenkegelräder eingebaut werden können. Die Achswellen 26 und 27 sind gemäß Fig. 6 an ihren inneren Enden mit Köpfen 67 versehen, an denen hufeisenförmige Haltescheiben 68 angreifen, damit die Achswellen nicht axial aus dem Differentialgetriebegehäuse herausgezogen werden können. Die Ausgleichkegelräder 34 und 35 werden auf der Achse 36 durch eine Hülse 69 im richtigen Abstand voneinander gehalten.Further differences of lesser importance in the modified differential gear 65 are that the differential gear housing 66 is one piece and is open on its opposite sides so that the various differential and side bevel gears can be installed. The axle shafts 26 and 27 are provided at their inner ends with heads 67 as shown in FIG. 6 , on which horseshoe-shaped retaining disks 68 engage so that the axle shafts cannot be pulled axially out of the differential gear housing. The differential bevel gears 34 and 35 are held on the axle 36 by a sleeve 69 at the correct distance from one another.

Die Arbeitsweise des Differentialgetriebes 65 ist etwa die gleiche, wie sie, für das Differentialgetriebe 10 beschrieben wurde; die einzige Ausnahme besteht darin, daß die Verwendung mehrerer Lamellenkupplungen in Zuordnung zu den Achswellenkegelrädern 32 und 33 eine stärkere Haltewirkung gewährleistet, durch welche die Drehbewegung der Achswellenkegelräder gegenüber dem Differentialgetriebegehäuse 66 verzögert wird.The operation of the differential gear 65 is approximately the same as that described for the differential gear 10 ; the only exception is that the use of several multi-plate clutches in association with the side bevel gears 32 and 33 ensures a stronger holding effect, by means of which the rotational movement of the side bevel gears with respect to the differential gear housing 66 is delayed.

In Fig. 8 bis 11 ist ein weiteres abgeändertes selbstsperrendes Differentialgetriebe, 72 dargestellt, das den beschriebenen Differentialgetrieben 10 und 65 ähnelt, weshalb die entsprechenden Bauteile jeweils mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Bei dem Differentialgetriebe 72 sind vier Ausgleichkegelräder 73 vorgesehen, die durch die Arme 74 eines Achsenkreuzes 75 getragen werden. 8 to 11 , a further modified self-locking differential gear 72 is shown, which is similar to the differential gears 10 and 65 described, which is why the corresponding components are each designated by the same reference numerals. In the differential gear 72 four differential bevel gears 73 are provided, which are carried by the arms 74 of an axles 75 .

Bei dem Differentialgetriebe 72 besitzen die relativ nicht drehbaren Kupplungslamellen 76 der Lamellenkupplungen 13 vier am äußeren Rand in Umfangsabständen verteilte Fortsätze 79, die in Aussparungen 80 der Gehäuseteile 81 und 82 eingreifen. Es sind gehärtete Auskleidungen 83 (Fig. 11) vorgesehen, die um die Fortsätze 79 herumgreifen. Diese Auskleidungen sind etwas anders geformt als die vorstehend beschriebenen Auskleidungen 61 der beiden Differentialgetriebe 10 und 65. Die Auskleidungen 83 sind allgemein U-förmig, doch sind sie so ausgebildet, daß sie einen relativ breiten Endabschnitt 84 aufweisen, der Haltevorsprünge 84a trägt, mittels deren die Auskleidungen in den Gehäuseteilen in ihrer Lage gehalten werden. Die sich in einem gegenseitigen Ab- stand parallel zueinander axial erstreckenden Schenkel 85 der Auskleidungen 83 liegen auf den entgegengesetzten Seiten der Fortsätze 79, um die durch letztere aufgebrachten Kräfte aufzunehmen.In the case of the differential gear 72 , the relatively non-rotatable clutch plates 76 of the multi-plate clutches 13 have four projections 79 which are distributed at circumferential intervals on the outer edge and which engage in recesses 80 in the housing parts 81 and 82. Hardened linings 83 (FIG. 11) are provided which grip around the extensions 79. These liners are shaped somewhat differently than the above-described liners 61 of the two differential gears 10 and 65. The liners 83 are generally U-shaped, but they are designed to have a relatively wide end portion 84 which supports retaining projections 84a by means of which the linings are held in place in the housing parts. The legs 85 of the linings 83 extending axially parallel to one another at a mutual distance lie on the opposite sides of the extensions 79 in order to absorb the forces applied by the latter.

Die Auskleidungen 83 können einteilig ausgebildet sein, doch umfaßt jede Auskleidung vorzugsweise zwei sich ergänzende Hälften 83 a und 83 b, wie es in Fig. 11 gezeigt ist.The liners 83 can be integrally formed, but each liner preferably comprises two complementary halves 83 a and 83 b, as shown in Fig. 11.

Bezüglich der Anordnung der vorstehend beschriebenen Beflagscheiben 58 zum Aufnehmen von Schubkräften sei ferner bemerkt, daß diese Mittel stets so angeordnet sind, daß sie an dem betreffenden Stapel von Kupplungslamellen an dem den größten Durchmesser aufweisenden Teil der Lamellenkupplung 13 oder in dessen Nähe angreifen, wo ein kräftiger Reibungsschluß zwischen den zusammenarbeitenden Kupplungslamellen erwünscht ist, so daß eine maximale Haltekraft der Lamellenkupplung gewährleistet ist, da die Schubkraft in der größtmöglichen Hebelarmentfernung von der Achse 25 angreift. Der Außendurchmesser der Lamellenkupplung 13 richtet sich nach der bei dem betreffenden Differentialgetriebe benötigten Haltekraft sowie nach den für die ringförmigen Stimflächen 47 und 53 des Differentialgetriebegehäuses 11 und des Achswellenkegelrades 33 zulässigen Durchmessern. Der Außendurchmesser der Lamellenkupplung 13 kann größer oder kleiner sein als der größte Durchmesser der Zähne 40 des Achswellenkegelrades 33, doch ist er vorzugsweise ebenso groß wie der Außendurchmesser des Körpers 39 desselben. Bei dem in Fig. 6 und 7 gezeigten Differentialgetriebe hat der Körper 39 der Achswellenkegelräder 32 und 33 somit im wesentlichen den gleichen Außendurchmesser wie die Zähne 40, während der Körper des Achswellenkegelrades 33 bei dem Differentialgetriebe 10 nach Fig. 1 bis 3 einen größeren Außendurchmesser besitzt als die Zähne 40. Bei dem Ausführungsbeispiel 72 nach Fig. 8 bis 11 ist der Außendurchmesser des Körpers der Achswellenkegelräder 32 und 33 kleiner als derjenige der Zähne 40.With regard to the arrangement of the above-described flag disks 58 for absorbing thrust forces, it should also be noted that these means are always arranged so that they act on the relevant stack of clutch disks on the part of the disk clutch 13 having the largest diameter or in its vicinity, where a Strong frictional engagement between the cooperating clutch plates is desired, so that a maximum holding force of the multi-plate clutch is ensured, since the thrust force acts at the greatest possible lever arm distance from the axis 25. The outer diameter of the multi -disc clutch 13 depends on the holding force required for the differential gear in question and on the diameters permissible for the annular end faces 47 and 53 of the differential gear housing 11 and the side bevel gear 33. The outer diameter of the multi-plate clutch 13 can be larger or smaller than the largest diameter of the teeth 40 of the side gear 33, but it is preferably as large as the outer diameter of the body 39 of the same. In the differential gear shown in FIGS. 6 and 7 , the body 39 of the side bevel gears 32 and 33 thus has essentially the same outside diameter as the teeth 40, while the body of the side bevel gear 33 in the differential gear 10 according to FIGS. 1 to 3 has a larger outside diameter than the teeth 40. In the embodiment 72 according to FIGS. 8 to 11 , the outer diameter of the body of the side shaft bevel gears 32 and 33 is smaller than that of the teeth 40.

Aus den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung geht hervor, daß das selbstsperrende Differentialgetriebe von einfacher, raumsparender und zweckmäßiger Konstruktion ist und eine sehr wirksame Lamellenkupplung verwendet, um die Drehbewegung eines oder mehrerer Achswellenkegelräder des Differentialgetriebes gegenüber dem Differentialgetriebegehäuse zu verzögern, so daß das Durchrutschen der Fahrzeugräder auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird. Ferner ist zu erkennen, daß diese Wirkung bei dem Differentialgetriebe nach der Erfindung unter Erzielung einer stärkeren Haltewirkung ohne die Verwendung einer wesentlich komplizierteren Konstruktion und ohne eine ins Gewicht fallende Erhöhung der Herstellungskosten erzielt wird.From the drawings and the preceding description it can be seen that that the self-locking differential gear of simple, space-saving and expedient Construction is and uses a very effective multi-plate clutch to keep the rotary motion one or more side bevel gears of the differential gear opposite the Differential gear case to delay, so that the slipping of the vehicle wheels to a minimum is reduced. It can also be seen that this effect in the differential gear according to the invention to achieve a stronger holding effect without the use of a much more complicated construction and is achieved without a significant increase in manufacturing costs.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Self-locking differential gear, in particular rear axle differential gear in motor vehicles, with differential bevel gears arranged in a driven differential gear housing and axle bevel gears engaging in this and arranged on the axle shafts, in which at least one axle bevel gear is axially displaceable with respect to the differential gear housing by a small amount between a flat face this Achswellenkegekades and a flat face of the differential gear housing a multi-disc clutch is arranged, at least one of the planar end surfaces interacting with the clutch discs, in particular of the differential gear housing, has a radially extending and axially protruding annular surface and the clutch disc adjacent to the protruding annular surface with the protruding annular surface Part is rotatably connected, characterized in that the axially protruding Ringfläc he (58 ') has a much smaller radial extent than the clutch plates (54 and 55) and supports the adjacent clutch plate (54a) only radially on the outside.

2. Self-locking differential gear according to claim 1, characterized in that the axially projecting annular surface is formed by a thin washer (58) . Documents considered: German Patent No. 679 643; Swiss patents No. 86 497, 228 040; USA. Patent Nos. 1,481,889, 2 181797, 2,762,240th