DE2033832A1

DE2033832A1 - Schmiersystem fur Grenz Schlupf Differentiale

Info

Publication number: DE2033832A1
Application number: DE19702033832
Authority: DE
Inventors: Ivan Edward Willoughby Wilder William Henry Lyndhurst Ohio Benjamin (V St A)
Original assignee: Eaton YaIe & Towne Ine , Cleveland, Ohio (V St A)
Priority date: 1969-07-11
Filing date: 1970-07-08
Publication date: 1971-02-04
Also published as: CA920839A; JPS5022766B1; GB1312720A; ES381646A2; ZA704623B; SE358121B

Description

Eaton YaIe & Towne Inc., 100, Erieview Plaza, Cleveland, Ohio/USA

"Schmiersystem für Grenz-Schlupf-Differentiale"

Die Erfindung richtet sich auf ein Grenz-Schlupf-Differential, das insbesondere zur Verwendung in einer Fahrzeugachse geeignet ist, um auf jedes der Antriebsräder eines Fahrzeuges, z.B. eines Lastkraftwagens, ein Drehmoment positiv zu übertragen. Näher bezeichnet richtet sich die Erfindung auf ein wahlweise in Eingriff bringbares Grenz-Schlupf-Differential mit einer vorbelasteten Reibscheibenkupplungspackung und einem verbesserten Schmiersystem zur Schmierung der Lager und wichtiger noch, der Küpplungspackung zur Erhöhung der Lebensdauer derselben.

Der Vorteil eines Grenz-Schlupf-Differentials besteht darin, daß durch dessen Verwendung ein verbesserter Fahrzeugantrieb erreicht wird. Wenn ein Rad des Fahrzeuges auf einer schlüpfrigen Oberfläche und das andere auf einer trockenen Oberfläche steht, so schleudert das eine Rad nicht wie bei einem normalen Differential. Stajtt dessen überträgt ein Qrenz-Schlupf-Differential Drehmoment auf das andere Rad und das Fahrzeug ist in der Lage, sich zu bewegen.

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Federbelastete Kupplungspackungen wurden in der Vergangenheit verwendet, um eine Grenz-Schlupfdifferentialwirkung zu erzielen. Die Pederbelastung schafft eine Sicherheit, die die Kupplungspackung durchdrehen läßt und verhindert unzulässige Beanspruchungen der Achswelle.

In der US-Anmeldung Serial No. 626 216 vom 27.3.1967 ist eine federbelastete Reibungskupplung mit Grenz-Schlupf-Differential ■ beschrieben, die bereits gegenüber dem Stand der Technik Vorteile aufweist insofern, als diese in Eingriff"bringbar ist, sofern dies erforderlich ist. Beim¹ Stand der Technik war die Einheit ständig in Eingriff. Dies erzeugte extrem hohen Verschleiß an den Kupplungsscheiben, die wenigstens in einem bestimmten Maß während der ganzen Betriebszeit des Fahrzeuges gegeneinanderrieben. In der vorerwähnten Anmeldung ist ein Schmiersystem beschrieben, welches Schmiermittel sowohl der Kupplungspackung äLs auch den Lagern und den Getrieben des Differentials zuführt. Das Systemprinzip ist hierbei in Fig. 1 der Zeichnung der vorerwähnten Anmeldung insbesondere dargestellt.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung des Sehmier systems gemäß der vorerwähnten Anmeldung und schafft vor allem eine positivere Schmierung der Kupplungspackung.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Differentialmechanismus gemäß *

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: der vorerwähnten USA-Patentanmeldung Serial No. 626 216 ;und in ■

Fig. 2 einen Pig. I ähnlichen Schnitt durch einen Differentialmechanismus mit einem verbesserten Schmiersystem gemäß der Erfindung.

Wie Fig. 1 zeigt, ist ein begrenztes Schlupfdifferential 10 in einem Gehäuse 14 angeordnet. Ein Differentialträger 12 ist am Gehäuse 14 .mittels eines Flansches 16 und Bolzen 1-8 befestigt. ™ In dem Differentialträger 12 ist eine öffnung 20 zur Aufnahme einer Lageranordnung 22 vorgesehen, welche aus zwei Rollenlagern 26 besteht, von denen jedes,einen äußeren Lagerkranz 24 und einen inneren Kranz und Rollen 28 aufweist. Die beiden inneren Kränze und Rollen 28 stützen drehbar das Eingangszahnrad 30 ab, das mittels eines Flansches 32 mit einer nichtgezeigten Antriebswelle

verbunden ist. ·

Ein Ringzahnrad 34 kämmt mit dem Eingangszahnrad 30 und ist an M einem topfförraigen Differentialgehäuse 47 mittels Bolzen 38 befestigt und drehbar abgestützt. Die Bolzen 38 halten ebenfalls eine Differentialgehäuseabdeckung 36 an Ort und Stelle. Die Differentialgehäuseabdeckung 36 weist eine sich axial erstrekkende Nabe 40 auf, die drehbar im Differentialträger 12 durch ein Rollenlager 42 abgestützt ist.

Die rechte Seite des Differentialgehäuses 47 ist in einem Lager 146 abgestützt. Das Differentialgehäuse 47 und das Ringzahnrad 34 bilden zusammen eine Kammer 44, welche einen Differentialmechanis-

i-, 4 V 009886/1986 ·

mus aufnimmt.

Das Differentialgehäuse 47 weist zwei Hälften 48 und 50 auf» Die Hälfte 48 schließt einen Plansch 52 ein, mit dem das Ringzahnrad 34 befestigt ist. Die Differentialseitenzahnräder 54 und 56 sind auf Achswellen 58 und 60 verkeilt und kämmen mit Zahnrädern 62. Die Zahnräder 62 sind drehbar auf Differentialzahnräderwellen 64 montiert, deren Enden mit dem Differentialgehäuse 47 zwecks Drehung mit diesem befestigt sind. Die beiden Hälften 48 und 50 des Differentialgehäuses 47 werden durch Bolzen 66 zusammengehalten, die sich durch öffnungen 68 der Hälfte 50 und in Gewindebohrungen in der Hälfte 48 erstrecken.

Eine Reibungskupplungspackung 70 ist innerhalb der Kammer 44 angeordnet. Reibscheiben 72 sind am Außenumfang in geeigneter Weise mit der linken Hälfte 48 verbunden. Die Reibscheiben 72 drehen' derart mit dem Ringzahnrad 34. Zwischen alternierende Reibscheiben sind Reibscheiben 74 eingeschoben, die an ihrem Innenumfang mit einem ringförmigen Zwischenzahnrad 88 verkeilt sind. Die Reibscheiben 74 drehen demnach mit dem ringförmigen Zwischenzahnrad 88. Die Scheiben 72 und 74 werden durch Kompressionsfedern 102 gegeneinander gedrückt.

Eine Nabe 80 des Seitenzahnrades 54 erstreckt sich in die Kammer und weist Zähne 82 auf. Eine selektiv betätigbare Kupplung 85 weist ein ringförmiges Kupplungsgleitglied 86 auf. Zähne 87 an diesem können mit den Zähnen 82 des Seitenzahnrades 54 in Eingriff kommen. Ebeneo weist das ringförmige Zahnrad oder Reibscheibenantriebsglied 88 Zähne 90 auf, die mit Zähnen 89 des Kupplungsgleitgliedes 86 in Eingriff sind. Wenn das Gleitkupplungsglied 86 nach rechts gemäß Fig. 1 bewegt wird, kommen die Zähne 87 und 82 in Eingriff

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miteinander.

In der Linksposition (gestrichelt) der Fig. 1 sind die Zähne 87 und 82 außer Eingriffj obschon eine gewisse Überlappung der Zähne 89 und SO gegeben ist, so daß das ringförmige Zahnrad 88 und die Kupplungsmuffe 86 in Eingriff bleiben.

Wenn das Glied 86 nach rechts bewegt wird, findet die folgende Aktion statt:

Die Zähne 82 und 87 kommen in Eingriff, um eine positive Kupplung zwischen dem Ringzahnrad j>h und dem Seitenzahnrad 5^ über die Kupplungspackung 70, das Zwischenzahnrad 88 und das Kupplungszahnrad 86 zu bewirken.

Derart werden das Ringzahnrad J>k und das Seitenzahnrad 5^ miteinander versperrt bis zu dem Punkt, an dem die Drehmomentbelastung der Achswelle 58 ein Rutschen der Kupplungspackung 70 bewirkt.

Wenn das Ringzahnrad 3^ und das Seitenzahnrad 5^ miteiaander versperrt sind, können sich die Zahnräder 62 nicht drehen. Daher ist keine Differentialwirkung vorhanden und die Achswellen 58 und 60 drehen mit gleicher Geschwindigkeit.

Das untere !Teil des Achsgehäuses bildet ein Schmiermittelreservoir 120, das 90P außer Stellung wiedergegeben ist. Ein ringförmiges Glied 122» das durch die Bolzen 66 an der Differentialgehäuse- hälft· 50 gehalten ist, bewegt sich durch das Reservoir 120, um Schmiermittel aufzunehmen. Das aufgenommene Schmiermittel auf der-

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Außenseite des Gliedes 122 wird durch einen nichtschmirgelnden, schmiegsamen Schaber 126 entfernt, der an einer Wandung 128 befestigt ist. Eine Öffnung 130 führt das Schmiermittel von dem Schaber 126 zu einer Fließkammer 132. Eine öffnung 134 führt das Schmiermittel zur Lageranordnung 22, welche das Eingangszahnrad 30 abstützt. Eine öffnung 136 führt zu einem Durchtritt I38 in einer Nabe I¹JO der Differentialgehäusehälfte 50. Dies schmiert das Lager 146 und führt Schmiermittel ferner in die Seitenzahn-P räder 54 und 56 und die Zahnräder ß2. Wenn die Zahnräder 54, 56,

62 drehen, bewegt sich Schmiermittel durch in eine Kammer 148. Von dieser fließt das Schmiermittel durch Leitungen 15O zur Außenseite der Kupplüngspackung 70. Das Schmiermittel fließt von der Kupplungspackung 70 im wesentlichen längs der Außenseite des Kupplungsgliedes 86 ab, zurück zum Sumpf 120.

Bei der Konstruktion gemäß Pig. 1 hat es sich nun gezeigt, daß die Zentrifugalkraft das Schmiermittel auf die Außenseite der Kupplungspackung 70 wirft und damit die Innenseite der Kupplungspackung nicht genügend Schmierung erhält. Ausfälle der Kupplungspackungen waren das Ergebnis.

Gemäß der Erfindung wird nun ein neues Schmiermittelsystem zur Zufuhr von Schmiermittel in die Innenseite der Kupplungspackung, ebenso wie zum Außenkernumfang des Zahnrades 88 vorgesehen und damit eine Verbesserung der Schmierung während aller Arbeitszustände sowie eine neuartige Schmiermittelaufnahme und Schaberanordnung und eine neuartige Schmiermittelabführung.

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Wie Fig. 2 zeigt, sind axial-gerichtete öffnungen 152 in der linken Hälfte 48 des Differentialgehäuses 47 ausgebildet. Die öffnungen 152 führen von der Kammer 148 zum Innenumfang der Kupplungspackung 70, ebenso wie zum Außenumfang des Zahnrades 88. Diese Leitungen 152 führen direkt zu dem ringförmigen Zwischenzahnrad 88 und zwischen jede der Reibscheiben 72 und 74. Dies ist durch Erweitern des Spiels zwischen der Innenseite der Scheiben 74 und dem Außenkern- bzw. Wurzeldurchmesser bzw. Umfang des Zahnrades 88 ermöglicht. Wenn die Reibscheiben 72 und 7^ drehen, bewegt deren Zentrifugalkraft das Schmiermittel von der Innenseite ™ nach außen.

Dies bewirkt, daß das Schmiermittel sich radial auswärts längs der aneinanderliegenden Flächen der Reibscheiben nach außen zur Peripherie bewegt. Die Reibscheiben werden derart in Schmiermittel über ihre, gesamten Flächen gebadet.

Zusätzlich bewegt sich Schmiermittel von den öffnungen 152 längs des Innenumfangs des Zwisehenringzahnrades 88 zur Schmierung der Λ Zähne 90 und ebenso der Zähne 89 des Gleitkupplungsgliedes

Das Schmiermittel tritt aus der Kammer 44 durch die Radialöffnungen 154 aus, die im Außenumfang des topfförmigen Differentialgehäuses 36 angeordnet sind. Die Größe der öffnungen 154 ist der-, art, daß Schmiermittel durch die öffnungen 152 schneller eintritt, als es durch die öffnungen 154 austritt. Derart wird genügend Schmiermittel ebenfalls dem Lager 42 und dem ringförmigen Kupplüngsglied 86 zugeführt.

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Die Differentialgehäusehälfte 50 ist mit einer zylindrischen Fläche 156 ausgebildet. Ein Schaber 158 aus nichtschmirgelndem, schmiegsamem Material ist an der Wandung 128 befestigt und erstreckt sich ein genügendes Stück auswärts, um mit der zylindrischen Fläche 156 in Kontakt zu stehen. Diese Anordnung schafft einen verbesserten Schmiermittelfluß zur Kammer 132, da der Schaber die Mündung der Auslaßleitung 130 vollständig überspannt. Dies erzeugt .einen Stoß auf das Schmiermittel, wenn sich dieses durch die öffnung 130 in die Kammer 132 bewegt.

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß mit Vorteil von den Zentrifugalkräften Gebrauch gemacht wird, die in der Kupplungspackung 70 selbst zur Vorsehung ihrer eigenen Schmierung hervorgerufen werden.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche :

Schmiermittelsystem für einen Differential-Antriebsmechanismus

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mit einem Differentialmantel mit drehmomentübertragenden Mitteln, die Krafteingangsmittel aufweisen, welche mit einem Differentialgehäuse in Antriebsverbindung stehen, welches einen Differentialantriebsmechanismus enthält mit wenigstens zwei angetriebenen Ausgangszahnrädern, mit einer Differentialgehäuseabdeckung, die mit dem Äußeren des Differentialgehäuses befestigt ist und ein Kupplungsgehäuse mit dem Differentialgehäuse bildet, mit einer drehbaren Reibungskupplungspackung innerhalb des Kupplungsgehäuses, mit drehbaren Kupplungsmitteln, die - zwischen Eingriffs- und Außereingriffstellung zur wahlweisen Verbindung der Reibungskupplungspackung mit einem der angetriebenen AusgangsZahnräder betätigbar sind, wobei die Reibungskupplungspackung wenigstens ein erstes Reibungskupplungsglied aufweist, das mit den Krafteingangsmitteln drehbar verbunden ist und mindestens ein zweite Reibungskupplungsglied, das mit den drehbaren Kupplungsmitteln drehend ver bunden ist und federnde Mittel die ersten und zweiten Reibungskupplungsglieder zur übertragung eines Antriebsdrehmomentes von den Krafteingangsmitteln zu einem der AusgangsZahnräder in Reibeingriffs&ntriebsbeziehung drücken, wenn die Kupplungsmittel in Eingriff sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialmantel

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(12) ein pchmiermittelreservoir (120) aufweist sowie Schmier-

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nrittelaufjsahmemittel (156), die sioh durch das Reservoir zur Aufnähme von Schmiermittel und Abführung des Schmiermittels aus dem Reservoir bewegen und daß Schraiermittelrichtmittel (158) vorgesehen sind, die in Eingriff mit den Aufnahmemitteln zur Entfernung

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des Schmiermittels von den Aufnahmemitteln sind sowie den Aufnahmemitteln zugeordnete Leitungsmittel (152), die sich in das Kupplungsgehäuse (44) zur Bewegung des Schmiermittels in Berührung mit dem Innen-Durchmesser bzw. -Umfang der Reibungskupplungspackung (70) erstraäcen und daß Abführöffnungen (154) sich durch das Kupplungsgehäuse erstrecken, die mit dem Schmiermittelreservoir (120) in Verbindung stehen.

^2. Schmiermittelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Richtmitteln (158) zugeordneten Leitungsmittel (152) in das Differentialgehäuse (47) führen, welches eine Wandung aufweist, die die Kupplungspackung (70) abstützt, wobei ein Zwischenzähnrad (88) zwischen die Kupplungspackung und die drehbaren Kupplungsmittel (86) geschoben ist und die axial gerichteten Leitungsmittel (152) von dem Differentialgehäuse sich durch die Wandung in den mittleren Teil des Kupplungsgehäuses (44) erstrecken, die in Kontakt mit dem Zwischenzahnrad führen und zum Innendurchmesser bzw. Umfang der Reibkupplungspackung,·und wobei das Spiel zwischen der Innenseite des zweiten Reibscheibengliedes (74) und dem Außenkerndurchmesser bzw. Umfang des Zwischenzahnrades (88) größer als normal ist.

3. Schmiermittelsystem nach Anspruch'1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiermittelaufnahmeiiittel eine zylindrische Fläche (156) am Differentialgehäuse (47) aufweisen und die Schmiermittelricht- -mittel einen Wischer (158) aus nichtschmirgelndem, schmiegsamen Material aufweisen, der am Differentialmantel (12) abgestützt 1st und mit der zylindrischen Fläohe (156) in Eingriff ist, um Schmiermittel von diesem zu wischen und in die zugeordneten Leitungsmittel

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(152) zu lenken.

4. Schmiermittelsystem nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsmittel (152) derart ausgebildet sind, daß diese Schmiermittel auch in Kontakt mit dem Zwischenzahnrad (88)bringen.

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