DE1807769A1

DE1807769A1 - Self-locking differential gear

Info

Publication number: DE1807769A1
Application number: DE19681807769
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Otto Busselmeier
Original assignee: BUSSELMEIER DIPL ING OTTO
Current assignee: BUSSELMEIER DIPL ING OTTO
Priority date: 1968-11-08
Filing date: 1968-11-08
Publication date: 1970-05-27

Description

Selbstsperrendes Ausgleichsgetriebe Patentaumeldung P 16 30 133.0 von 10. Juli 1967 des gleiohen snmelcors beschreibt ein selbstsperrendes Differentialgetriebe, daß außer den Achswellen- und Ausgleichskegelrädern Hydraulikpumpen besitzt, die bei Drehzaklunterschieden der Achswellen angetrieben wercen und durch ihr Antriebsdrehmoment die gewünschte Brems- bzw. Sperrwirkung hervorrufen. Die durch diese Anordnung erzialbaren Vorteile lassen sich auch erreichen durch eine Lösung, bei der die Achswellen- und Ausgleichskegelräder entfallen und Hydraulikpumpen sowohl die Funktion des Drehzahlausgleichs als auch die Aufgabe übernehmen, bei größer werdenden Drehzahlunterschieden der Achswellen die gewünschte Brems- bzw. Sperrwirkuung zu erzeugen. Der Stand der Technik sowie die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile sind die gleichen, wie sie in der oben genannten Anmeldung beschrieben wurden; auf ihre Wiederholung kann daher verzichtet werden.Self-locking differential gear, patent change notification P 16 30 133.0 of July 10, 1967 of the same snmelcors describes a self-locking differential gear, that besides the axle shaft and differential bevel gears has hydraulic pumps that in the case of differences in speed of the axle shafts are driven and by their drive torque produce the desired braking or locking effect. The ones that can be created through this arrangement Advantages can also be achieved through a solution in which the axle shaft and Differential bevel gears are omitted and hydraulic pumps both have the function of speed compensation and also take on the task of increasing the speed differences Axle shafts to generate the desired braking or locking effect. The state of the art and the advantages achievable by the invention are the same as in of the above-mentioned application; on their repetition can therefore be waived.

Die der vorgeschlagenen Lösung zugrunde liegende Erfindung wird anhand der folgenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 die grundsätzliche Wirkungsweise, Fig. 2 die Anordnung einer Drossel und einer Versögerungseinrichtung im Druckmittelkreislauf, Fig. 3 die Anwendung eines fliehkraftbetätigten Sperrschiebers, Fig. 4 und 5 mögliche konstruktive Lösungen.The invention on which the proposed solution is based is illustrated by means of of the following drawings. They show: Fig. 1 the basic mode of operation, 2 shows the arrangement of a throttle and a delay device in the pressure medium circuit, Fig. 3 the use of a centrifugal force-operated locking slide, FIGS. 4 and 5 possible constructive solutions.

Das Getriebe besteht, wie Fi . 1 zeigt, aus zwei in einem gemeinsamen Kreislauf hintereinand rbeschaltet-n Hydraulikpumpen 1,1', von denen jede an ihrem Antriebselement mit je einer der beiden Antriebswellen 2,2' verbunden ist. n Stelle zweier Pumpen können auch zwei aus mehreren Einzelpumpen bestehende Gruppen verwendet werden. Das ganze System ist in einen Gehäuse untergebracht, das um die gemeinsame Achse der Halbwellen umläuft und von der Kardanwelle in Pfeilrichtung a angetrieben wird. Die Antriebe der Pumpen versichen sich nun gegenüber dem Gehäuse im Sinne der Pfeile b und b' zu drehen, die dadurch erzeugten Pumpendrücke sind im Druckmittelkreislauf 5 entsprechend den Pfeilen c und c' einander entgegengerichtet, die Pumpenantrieb sind daher blockiert und die beiden Halbwellen werden vom umlaufenden Gehäuse mitgenommen. Tritt nun, z.B. beim Kurvenfahren eines mit dem Ausgleichsgetriebe versehenen Kraftfahrzeugs, ein Drehzahlunterschied zwischen den beiden Halbwellen auf, so drehen sich die Antriebe der Pumpen relativ zueinander in entgegengesetzten Sinn, die Pumpen fördern in gleicher Richtung in den Kreislauf, der Drehzahlausgleich kann stattfinden.The transmission consists, like Fi. 1 shows out of two in one common Circuit connected in series-n hydraulic pumps 1,1 ', each of which at its Drive element is connected to one of the two drive shafts 2, 2 '. n place two pumps, two groups consisting of several individual pumps can also be used will. The whole system is housed in a housing that is around the common The axis of the half-shafts revolves and is driven by the cardan shaft in the direction of arrow a will. The drives of the pumps now insure themselves against the housing in the same way the arrows b and b 'to rotate, the pump pressures generated thereby are in the pressure medium circuit 5 in opposite directions according to arrows c and c ', the pump drive are therefore blocked and the two half-waves are taken along by the rotating housing. If now, e.g. when cornering a motor vehicle equipped with the differential gear, If there is a speed difference between the two half-waves, the drives rotate of the pumps relative to one another in opposite directions, the pumps deliver in the same way Direction in the cycle, the speed compensation can take place.

Um nun wesentlich größere Drehzahlunterschiede, als sie beim Kurvenfahren auftreten, zu verhindern, wird, wie Fig.2 zeigt, eine Drossel 4 in den Kreislauf 5 eingebaut. Lin verzägertes Ansprechen der Drosselung kann erzielt werden, wenn parallel zur Drossel ein Zylinder 5 mit einem zwischen zwei Federn 6,6' gehaltenen Trennkolben 7 vorgesehen wird. Beim Auftreten von Drehzahldifferenzen wird das Druckmittel zunächst nahezu widerstandsfrei in den Zylinder 5 gefördert. Erst wenn der Kolben 7 in einer seiner Endlagen anschlägt, setzt die Drosselung ein, die nunmehr besonders wirksam gewählt werden kann.By now much greater speed differences than when cornering To prevent occurrence, a throttle 4 is added to the circuit, as FIG. 2 shows 5 built in. Lin delayed throttling response can be achieved if parallel to the throttle a cylinder 5 with a 6,6 'between two springs held Separating piston 7 is provided. When speed differences occur, the pressure medium is initially conveyed into the cylinder 5 with almost no resistance. Only when the piston 7 strikes in one of its end positions, the throttling sets in, which is now special can be effectively selected.

Nach dem Aufhören der Drehzahldifferenz kehrt der Kolben 7 unter dem Einfluß der Federn 2,2' wieder in seine Mittellage zurück. Die Drossel 4 kann auch im Trennkolben 7 eingebaut se:n, anstelle von Zylinder und Trennkolben können auch andere zweckentsprechende Elemente, wie Behälter mit Membran, vorgesehen werden. Schließlich kann zum Zweck einer Verzögerung der Drosselwirkung auch vor und nach der Drossel an den Kreislauf je ein druckbeaufschlagter Druckmittelbehälter angeschlossen werden.After the speed difference ceases, the piston 7 returns below the Influence of the springs 2, 2 'back to its central position. The throttle 4 can also built into the separating piston 7 se: n, instead of cylinder and separating piston can also other appropriate elements, such as containers with membrane, can be provided. Finally, for the purpose of delaying the throttling effect, before and after the throttle is connected to a pressurized pressure medium container in each case will.

Soll bei hoher Fahrgeschwindigkeit, bei der keine nennenswerten Kurven mehr gefahren können, das Getriebe ganz gesperrt werden, so kann, entsprechend Fig. 3, ein fliehkraftbetätigter Sperrschieber im Kreislauf angeordnet werden. Das mit dem Getriebegehäuse umlaufende Fliehgewicht 8 zieht bei hoher Geschwindigkeit den Schiebe 9 in seine Sperrstellung. Die Drossel kann im Sperrschieber selbst oder an anderer Stelle des Kreislaufs eingebaut sein.Should be at high driving speed with no noteworthy curves can be driven more, the gearbox can be completely locked, so, according to Fig. 3, a centrifugal force-operated gate valve can be arranged in the circuit. That with the gear housing rotating centrifugal weight 8 pulls the at high speed Slide 9 into its locked position. The throttle can be in the gate valve itself or be installed elsewhere in the circuit.

Um eine dauernd sichere FunKtion des Getriebes zu gewährleisten, muß der Pumpenkreislauf immer ausreichend mit Öl gefüllt sein. Es kann zu diesem Zeck an druckneutraler Stelle im Getriebegehäuse ein Vorratsbehälter angeordnet werden, dessen Ölinhalt durch einen gasdruck- oder federbeaufschlagten Trennkolben bzw. eine Membran unter einem Druck gehalten wird, der ausreicht, um dem Kreislauf verloren gegangenes Lecköl zu ersetzen.In order to ensure that the gearbox functions reliably at all times, the pump circuit must always be sufficiently filled with oil. It can serve this purpose a storage container can be arranged at a pressure-neutral point in the gearbox housing, whose oil content is controlled by a gas-pressure or spring-loaded separating piston or a membrane is kept under a pressure sufficient to be lost from circulation replace leaked oil.

Fig. 4 zeigt nun eine Konstruktion, die Zahnradpumpen vorsieht.Fig. 4 now shows a construction that provides gear pumps.

Das Getriebegehäuse 10 wid in üblicher Weise durch die Kardanwelle über das Tellerrad 11 angetrieben. Die innenverzahnten Ringe 12,12' der Zahnradpumpen sind über die Flansche 13, 13' mit den beiden Halbwellen 2,2' verbunden, sie sind im Gehäuse drehbar. Die im Gehäuse festgespannte Trennplatte 14 trägt Lagerzapfen 15, auf denen beiderseite der Platte die Innenzahnräder 16,16' der Pumpen laufen. Die auf beiden Seiten der Trennplatte 14 angebrachten Formstücke 17 umfassen mit möglichst geringem Spiel die Zahnräder 16,16' und liegen ebenfalls möglichst spielarm an der Innenverzahnung der hin£e 12, 12' an. Die bei einer bestimmten Drehrichtung und ohne Drehzahldifferenz der Halbwellen 2,2' @ @ tehenden Druckräume je zweier einander gegenüberliegender Pumpen sind durch Bohrungen 18 in der Trennplatte 14 paarweise miteinander verbunden.The transmission housing 10 wid in the usual way by the cardan shaft driven via the ring gear 11. The internally toothed rings 12,12 'of the gear pumps are connected via the flanges 13, 13 'to the two half-shafts 2, 2', they are rotatable in the housing. The partition plate 14 clamped in the housing carries bearing journals 15, on which the internal gears 16, 16 'of the pumps run on both sides of the plate. The molded pieces 17 attached to both sides of the partition plate 14 also include The gears 16, 16 'with as little play as possible and are also with as little play as possible on the internal toothing of the back £ e 12, 12 '. The one with a certain direction of rotation and without speed difference between the half-waves 2.2 '@ @ there are two pressure chambers each Pumps lying opposite one another are through bores 18 in the separating plate 14 connected in pairs.

Die Saugräume aller euf der gleichen Seite der Trennplatte 14 liegenden Pumpenhaben über Nuten 19 Verbindung miteinander.The suction spaces of all lying on the same side of the partition plate 14 Pumps are connected to one another via grooves 19.

Die Nuten 19 auf den beiden Seiten c er Trennplatte 14 sind wiederum durch die Drosselbohrungen 20 miteinander verbunden.The grooves 19 on the two sides of the separating plate 14 are in turn connected to one another by the throttle bores 20.

Wird das Getriebegehäuse 10 durch die Kardenwelle angetrieben, so baut sich in allen Druckräumen der Pumpen ein statischer Druck auf, der die Zahnräder 16,16' daran hindert, sich zu drehen, sodaß die beiden Halbwellen 2,2' gleichmäßig angetrieben werden. Bei Kurvenfahrt tritt eine Relativdrehung zwischen Ealbachsen den beiden/2,2' und damit zwischen den Ringen 12,12' auf, die Zahnräder einander gegenüberliegenden/16,16' drehen sich in jeweils entgegengesetztem Sinn und fördern über die Bohrungen 18, die Nuten 19 und die Drosselbohrungen 2C Öl von der einen Seite der Trennplatte 14 auf die andere. Das auf beide Halbwellen 2,21 übertragene Drehmoment ist nahezu gleich. Durch. entsprechende Wahl der Drosselung wird jede zu große Drehzahldifferenz stark gebremst bzw. verhindert.If the gear housing 10 is driven by the card shaft, so A static pressure builds up in all pressure chambers of the pumps, which the gears 16.16 'prevents it from rotating, so that the two half-waves 2.2' are uniform are driven. When cornering, there is a relative rotation between the Ealaxen the two / 2,2 'and thus between the rings 12,12', the gears to each other opposite / 16,16 'rotate in opposite directions and promote Via the bores 18, the grooves 19 and the throttle bores 2C oil from the one Side of the partition plate 14 to the other. That on both half waves 2.21 transferred Torque is almost the same. By. appropriate choice of throttling will be any Too great a speed difference strongly braked or prevented.

In Aussparungen der Trennplatte 14 und der Fornlsticke 17 befinden sich Fliehgewichte 21, die mit den Sperrschiebern 22 verbunden sind. Bei niedriger und mittlerer Fahrgeschwindigkeit liegen die Fliehgewichte 21 unter dem Einfluß der Federn 23 i-n-en an, die Schieber 2% geben die Drosselbohrungen 2C frei. Bei hoher Geschwindigkeit wandern die Fliehgewichte 21 nach außen, die Schieber 22 verschließen die Drosselbohrungen 20, das Getriebe ist gesperrt.Located in recesses in the separating plate 14 and the shaped sticks 17 flyweights 21, which are connected to the locking slides 22. At lower and the average driving speed, the flyweights 21 are under the influence of the springs 23 i-n-en, the slides 2% release the throttle bores 2C. at The flyweights 21 move outwards at high speed and the slides 22 close the throttle bores 20, the transmission is locked.

Trennplatte 14 und Formstücke 17 bilden in der Mitte des Getriebes einen Ölvorratsraum 24, der unter Zwischenschaltung einer Membran 25 vom Gasdruck des Raumes 20 beaufschlagt wird.Separating plate 14 and shaped pieces 17 form in the middle of the transmission an oil reservoir 24, which with the interposition of a membrane 25 from the gas pressure of the room 20 is acted upon.

Verlorengegengenes Lecköl wird aus dem Vorratsraum 24 über die Kanäle 27 erseztt, die an Stellen in die Pumpenräume münden, an denen sich kein wesentlicher Druck aufbauen kann.Lost counter-leak oil is from the storage space 24 via the channels 27 replaced, which open into the pump rooms at points where there is no essential Pressure can build up.

Fig. 5 zeigt eine andere Konstruktionsmöglichkeit, die mit Flügelpumpen arbeitet. Das Getriebegehause ist aus den Flanschen 28, den Ringen 29 und der Trennplatte 14 zusammengesetzt. Im Gehäuse laufen die auf die Halbwellen 2,2' aufgestecken, topfförmigen Käfige 30, welche die Gleitschieber 31 führen. Diese Schiebe 31 werden durch Federn 32, die sich in den Formstücken 33 abstützen, gegen die Kurvenbahnen 34 gepreßt. Die bei einer bestimmten Antriebsdreihrichtung und bei gleichlaufenden Halbwellen 2,2 entstehenden Druckraume der jeweils auf einer Seife der Trennplatte 14 liegenden Purnpen sind durch iTuten 19 in der Trennplatte miteinander verbunden, ebenso die Saugräume. Die einander entsprechenden Nuten auf beiden Seiten der Trennpaltte lt sind ihrerseits durch die Drosselbohrungen 20 verbunden. Die Funktionen des Drehzahlausgleiche, der Bremsung zu größer Drehzahldifferenzen, der Getriebssperrung bi hoher Geschwindigkeit und des Leckölausgleichs aus einem Vorratsraum ergeben sich in grundsätzlich gleicher Weise wie beim Konstruktionsbeispiel nach Fig. 4.Fig. 5 shows another construction option, that with vane pumps is working. The gear housing is made up of the flanges 28, the rings 29 and the partition plate 14 composed. In the housing, they run on the half-shafts 2.2 ', cup-shaped cages 30, which guide the slide 31. This slide 31 will be by springs 32, which are supported in the fittings 33, against the cam tracks 34 pressed. The one with a certain direction of rotation of the drive and with concurrent Half-waves 2.2 resulting pressure spaces each on a soap of the separating plate 14 recumbent pumps are connected to one another by iTuten 19 in the partition plate, likewise the suction chambers. The corresponding Grooves on both Sides of the separating gap lt are in turn connected by the throttle bores 20. The functions of speed compensation, braking to greater speed differences, the transmission lock bi high speed and the leakage oil compensation from one The storage room results in basically the same way as in the construction example according to Fig. 4.

Außer den beschriebenen Beispielen gibt es unter Verwendung der Erfindungsmerkmale noch weitere Konstruktionsmöglichkeiten, die beschriebenen Funktionselemente können in verschiedenen ileise miteinander Kombiniert werden. Vor allem können z.B. auch andere Hydraulikpumpen wie Kolbenpumpen vorgesehen werden, die einen durch 3piel zwischen den einzelnen Pumpenbauteilen möglichen Schlupf auf ein Minimum beschränken.In addition to the examples described, there are features using the invention still further construction options, the functional elements described can can be combined with each other in different ways. Above all, e.g. also Other hydraulic pumps such as piston pumps can be provided, which have a 3-play Limit possible slippage between the individual pump components to a minimum.

Claims

1. Self-locking differential gear, especially for motor vehicles, with a rotating housing (10) driven by the motor and two output drives for the half-waves (2,2 '), thereby g e k e n n n z e i c h n e t that the gear housing Contains two hydraulic pumps or two groups of single pumps connected to the gearbox rotate whose drive elements each have one of the two drives for the half-shafts represent and their promotions at synchronous speed of the half digits (2.2 ') in a common pressure medium circuit (3) are directed against each other.

2. Differential gear according to claim 1, d thereby g e k e n n -z e i c h n e t that in the pressure medium circuit (3) one or more, fixed or adjustable Throttle elements (4, 20) are installed.

3. Differential gear according to claims 1 and 2, characterized g e k e n n z e i c h n e t that the pressure medium circuit (3) through one or more under the action of a spring-loaded flyweights (8,21) standing slide (9.22) can be shut off.

4. Differential gear according to claims 1 and 2, thereby e k e n It is indicated that a cylinder (5) is switched on in the pressure medium circuit (3) is, in which one between two springs (8,6 ') is movable about a central position Piston (7) is located, which contains the throttle.

5. Differential gear according to claims 1 and 2, characterized g e k e n n z e i c h n e t that parallel to the throttle element (4) to the Pressure medium circuit (3) a cylinder (5) with one between springs (6, S ') around a Movable piston (7) in the middle or a container with a separating membrane closed is.

6. Differential gear according to claims 1 and 2, characterized g e k It is noted that the pressure medium circuit (3) before and after the throttle (4) one each acted upon by spring or gas pressure by means of a separating piston or membrane Pressurized fluid tank is connected.

7. Differential gear according to the claims 1 and ff., Thereby g e k It is noted that the leakage substitute is connected to the pressure medium circuit in Connected Vorratsraui (24) is used by a separating piston with a spring or a gas pressure cushion (25,26) is applied.

8. differential gear according to claims 1 and ff., Thereby g e it is not indicated that the pumps are designed as gear pumps, the each of one internally toothed ring connected to the half-shaft (2.2 ') (12, 12t) and mating gears (16, 16 ') housed within this ring.

9. differential gear according to claims 1 and ff., Thereby g e it is not indicated that the pumps are designed as plügel pumps, their Cam tracks (34) are formed through the inner wall of the gear housing (29) and the slider (31) thereof in cup-shaped design, slipped onto the half-shafts (2, 2 ') Cages (30) are performed.

10. differential gear according to claims 1 and ff., Thereby g e it is not noted that the pumps are all piston pumps educated are.

11. Differential gear according to claims 1, 2 and 10, characterized in that g e k e n n n z e i c h n e t that the switching of the inlet and outlet control elements of the piston pumps for the respective direction of rotation is effected by the corresponding The required clearance between the driver and the coupling stop of these elements Angular rotation is made possible.

12. Differential gear according to claims 1 and ff., Thereby e e It is not indicated that the separating plate (14) between the pumps forms the channels (19) and throttles (20) of the pressure medium circuit contains.

13. Differential gear according to en claims 1 and ff., Thereby g e k It is noted that the partition plate (14) between the pumps has one or more Flyweights (8.21) with slides (9.22) to block the fluid circulation contains.

14. Use of a differential gear according to one or more of the Claims 1 to 13 as means in preventing an individual driven one from locking up Vehicle wheel when braking.