DE4021653A1

DE4021653A1 - Claw clutch for locking differential gear - has small holding force and release force on sliding sleeve

Info

Publication number: DE4021653A1
Application number: DE19904021653
Authority: DE
Inventors: Reinhard Friedl; Harald Wendl; Max Schuster
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1989-07-14
Filing date: 1990-07-07
Publication date: 1991-01-24

Abstract

The claw clutch has a sliding sleeve (70) which slides the movable half (60) of the clutch (6) against the fixed half (50) via intermediate members (77) spread out round the circumference, thereby closing the clutch and then fixing with an axially aligned locking face (74) each intermediate member (77) axially between a support face (64) of the movable half (60) and an axially fixed retaining face (4) in the locking position. The support face (64) and the retaining face (4) form a wedge angle (65) so that with a closed clutch (6) a torque of the clutch (6) produces via an axial deflecting force of the coupling teeth (51,61) at each intermediate member (77) a radial force which presses the intermediate member (77) against the locking face (74). When the sliding sleeve (70) is moved back and thus releases the intermediate members (77) the torque opens the clutch. USE - Claw clutch for differential of motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung mit den Merkmalen:The invention relates to a clutch with the Features:

- The coupling has an axially fixed and an axially movable half;
- the halves of the coupling bear each other Dome teeth;
- Driving surfaces of the dome teeth are with a Deflection angle inclined to the axial direction.

Eine Kupplung dieser Art soll sich auch bei größtem Drehmoment mit einer kleinen Haltekraft geschlossen halten lassen, bei jedem Drehmoment mit einer kleinen Lösekraft schnell und zuverlässig öffnen und bei kleinem Drehmoment und kleiner Relativdrehzahl schnell und zuverlässig schließen lassen.A clutch of this type should also look great Keep torque closed with a small holding force at any torque with a small loosening force open quickly and reliably and with low torque and small relative speed quickly and reliably let close.

Die erste Forderung führt zu einem kleinen oder sogar negativen Abweiswinkel. Dann ist nur eine kleine oder gar keine Haltekraft an der beweglichen Hälfte nötig, um die Kupplung auch bei größtem Drehmoment geschlossen zu halten.The first requirement leads to a small or even negative rejection angle. Then only a small one or no holding force is necessary on the movable half, around the clutch closed even with the greatest torque to keep.

Die beiden anderen Forderungen führen zu einem großen Abweiswinkel. Wenn der Abweiswinkel groß genug ist, öffnet jedes Drehmoment selbsttätig über die Abweiskraft der Kuppelzähne schnell und zuverlässig die Kupplung, und eine Lösekraft an der beweglichen Hälfte ist überflüssig. Mit einem derart großen Abweiswinkel läßt sich die Kupplung bei kleinem Drehmoment und kleiner Relativdrehzahl auch leicht schließen, weil die Zahnlücken der Kuppelzähne dann so breit sind, daß die Zahnköpfe ihre Zahnlücken immer schnell und zuverlässig finden.The other two demands lead to a big one Deflection angle. If the rejection angle is large enough, open each torque automatically via the repelling force of the Coupling teeth quickly and reliably the clutch, and one Solving power on the movable half is superfluous. With the coupling can be made with such a large deflection angle with low torque and low relative speed too close easily because the tooth gaps of the dome teeth then are so wide that the tooth heads always have their tooth gaps find quickly and reliably.

Ein Axiallager, das die axiale Haltekraft von einem äußeren Betätigungsglied unmittelbar auf die bewegliche Hälfte übertragen muß, bereitet Schwierigkeiten entweder durch seinen Verschleiß oder durch seine Baugröße, wenn man den Abweiswinkel über die bisher übliche Grenze hinaus vergrößern will, weil ein derart großer Abweiswinkel bei größtem Drehmoment eine sehr große Abweiskraft erzeugt.A thrust bearing that provides the axial holding force of one outer actuator directly on the movable Half of the transference creates difficulties either by its wear or by its size, if the rejection angle is beyond the usual limit wants to enlarge, because such a large rejection angle at maximum torque generates a very high repellency.

Dies gilt auch für eine bekannte Klauenkupplung nach DE-OS 19 30 668.This also applies to a known dog clutch DE-OS 19 30 668.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die alle drei oben genannten Forderungen erfüllt.The invention has for its object a To create coupling of the type described in the introduction all three of the above requirements are met.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst:
Der Umweg über die Zwischenglieder axial zwischen der Stützfläche der beweglichen Hälfte und der axial festen Haltefläche sorgt auch bei größtem Abweiswinkel und größtem Drehmoment für eine kleine äußere Haltekraft und eine kleine Lösekraft an der Schiebehülse, und allein das Drehmoment öffnet selbsttätig schnell und zuverlässig die Kupplung.This object is achieved with the features of claim 1:
The detour via the intermediate links axially between the support surface of the movable half and the axially fixed holding surface ensures a small external holding force and a small releasing force on the sliding sleeve, even with the largest deflection angle and the greatest torque, and the torque alone automatically and quickly opens the coupling.

Es ist eine Kupplung an sich bekannt (DE-PS 9 45 201), bei der eine Schiebehülse über Kugeln als Zwischenglieder eine bewegliche Hälfte gegen eine feste Hälfte schiebt, und bei der eine zylindrische Sperrfläche die Zwischenglieder zwischen einer Stützfläche der beweglichen Hälfte und einer axial festen Haltefläche in einer Sperrlage festhält. Die Kupplung ist jedoch eine Reiblamellenkupplung, bei der man keinen Abweiswinkel ändern und damit einen Kompromiß zwischen leichtem Halten und leichtem Lösen der Kupplung suchen kann, sondern bei der an der beweglichen Hälfte immer eine große axiale Haltekraft nötig ist, um die Kupplung geschlossen zu halten, und bei der das Lösen der Kupplung immer nur eine geringe oder gar keine Lösekraft erfordert.A clutch is known per se (DE-PS 9 45 201), where a sliding sleeve over balls as intermediate links pushing a movable half against a fixed half, and in which a cylindrical locking surface Intermediate links between a support surface of the movable Half and an axially fixed holding surface in one Holding position. However, the clutch is one Friction plate clutch, where you have no deflection angle change and thus a compromise between easy holding and looking for easy release of the clutch, but at always a large axial one on the movable half Holding force is needed to close the clutch hold, and the release of the clutch only one requires little or no dissolving power.

Anspruch 2 nennt mögliche Winkelbereiche für den Abweiswinkel der Kuppelzähne, für den Keilwinkel zwischen der Stützfläche der beweglichen Hälfte und der axial festen Haltefläche und für einen Lösewinkel der Sperrfläche der Schiebehülse. Durch den Lösewinkel der Sperrfläche liefert das Drehmoment der Kupplung über die axiale Abweiskraft der Kuppelzähne und die radiale Kraft der Zwischenglieder einen Beitrag zur Lösekraft an der Schiebehülse.Claim 2 names possible angular ranges for the Rejection angle of the dome teeth, for the wedge angle between the support surface of the movable half and the axial fixed holding surface and for a release angle of Locking surface of the sliding sleeve. Through the release angle of the Locking area delivers the torque of the clutch over the axial repelling force of the dome teeth and the radial force the pontics contribute to the loosening power at the Sliding sleeve.

Anspruch 3 nennt bevorzugte Winkelbereiche für die drei Winkel nach Anspruch 2.Claim 3 names preferred angular ranges for the three angles according to claim 2.

Anspruch 4 nennt Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispieles, bei dem die Abweiskraft der Kuppelzähne nur die Bauteile der Kupplung belastet.Claim 4 names features of a preferred Embodiment in which the repellency of Coupling teeth only loaded the components of the coupling.

Anspruch 5 nennt Merkmale eines Differentialgetriebes für ein Fahrzeug, bei dem eine Kupplung nach der Erfindung besonders vorteilhaft verwendet werden kann.Claim 5 names features of a differential gear for a vehicle in which a clutch according to the invention can be used particularly advantageously.

Ansprüche 6 und 7 nennen bevorzugte Anordnungsbeispiele für eine Kupplung nach der Erfindung bei einem Differentialgetriebe nach Anspruch 5.Claims 6 and 7 name preferred Arrangement examples for a clutch according to the invention in a differential gear according to claim 5.

Ansprüche 8 und 9 nennen weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele. Claims 8 and 9 name further preferred Embodiments.

Die Merkmale der Ansprüche 5 bis 9 sind teilweise an sich bekannt, aber nicht in Verbindung mit den Merkmalen des Anspruches 1.The features of claims 5 to 9 are partially known, but not in connection with the characteristics of claim 1.

Die Zeichnung zeigt drei verschiedene Ausführungsbeispiele nach der Erfindung. Fig. 1, 1A, 2, 2A, 3 und 3A zeigen Ausschnitte aus Längsschnitten durch Differentialgetriebe mit Kupplungen nach der Erfindung. Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus einer Draufsicht auf Kuppelzähne nach der Erfindung in größerem Maßstab. Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 1A in größerem Maßstab. Im einzelnen zeigen:The drawing shows three different embodiments according to the invention. Fig. 1, 1A, 2, 2A, 3 and 3A show areas of the longitudinal sections through differential gear with couplings according to the invention. Fig. 4 shows a detail of a plan view of dome teeth according to the invention on a larger scale. FIG. 5 shows a detail from FIG. 1A on a larger scale. In detail show:

Fig. 1 und 1A eine Kupplung, offen und geschlossen, nach den Ansprüchen 1, 3 und 8; Figures 1 and 1A, a clutch, open and closed, according to claims 1, 3 and 8;

Fig. 2 und 2A eine Kupplung, geschlossen und offen, nach den Ansprüchen 1, 3 und 9; Figures 2 and 2A a clutch, closed and open, according to claims 1, 3 and 9;

Fig. 3 und 3A eine Kupplung, offen und geschlossen, nach den Ansprüchen 1, 3, 4, 5 und 6; Figures 3 and 3A a clutch, open and closed, according to claims 1, 3, 4, 5 and 6;

Fig. 4 die Kuppelzähne bei offener Kupplung und Fig. 4, the clutch teeth with the clutch open and

Fig. 5 eine Kugel als Zwischenglied bei geschlossener Kupplung. Fig. 5 shows a ball as an intermediate member with the clutch closed.

Fig. 1 bis 3: Ein Planetenträger 10 ist in zwei Planetenträgerlagern 11 in einem Gehäuse 1 gelagert. Der Planetenträger 10 treibt über Planetenräder 20 zwei Zentralräder 30, 35. Die Planetenräder 20 und die Zentralräder 30, 35 sind Kegelzahnräder mit Kegelzähnen 21, 31. Die Planetenräder 20 sind radial auf Planetenachsen 23 und axial in kugeligen Lagerschalen 22 in dem Planetenträger 10 gelagert. Die Zentralräder 30, 35 sind axial gegen ebene Anlaufscheiben 32 in dem Planetenträger 10 gelagert und radial in dem Planetenträger 10 geführt, unter Last aber im wesentlichen durch die Kegelzähne 21, 31 zentriert. Jedes Zentralrad 30, 35 ist über radiale Mitnahmezähne 33, 43 drehfest mit einer Achswelle 40, 45 verbunden und treibt über diese Achswelle 40, 45 ein nicht gezeigtes Antriebsrad auf einer Antriebsachse eines Fahrzeugs. Figs. 1 to 3: A planet carrier 10 is mounted in two planet carrier bearings 11 in a housing 1. The planet carrier 10 drives two central gears 30 , 35 via planet gears 20 . The planet gears 20 and the central gears 30 , 35 are bevel gears with bevel teeth 21 , 31 . The planet gears 20 are mounted radially on planet axes 23 and axially in spherical bearing shells 22 in the planet carrier 10 . The central wheels 30, 35 are mounted axially against planar thrust washers 32 in the planet carrier 10 and guided radially in the planet carrier 10, under load but substantially centered by the conical teeth 21, 31st Each central wheel 30 , 35 is connected in a rotationally fixed manner to an axle shaft 40 , 45 via radial driving teeth 33 , 43 and drives a drive wheel (not shown) on a drive axle of a vehicle via this axle shaft 40 , 45 .

Fig. 1: Ein Zentralrad 30 trägt axial gegenüber den Kegelzähnen 31 axiale Kuppelzähne 51 und bildet damit eine axial feste Hälfte 50 einer Kupplung 6. Eine axial bewegliche Hälfte 60 der Kupplung 6 ist über radiale Mitnahmezähne 13, 63 drehfest in dem Planetenträger 10 angeordnet und trägt ebenfalls axiale Kuppelzähne 61. Fig. 1: A central gear 30 carries axially opposite the conical teeth 31 axial coupling teeth 51 and thus forms an axially fixed half 50 of a clutch 6. An axially movable half 60 of the clutch 6 is arranged in a rotationally fixed manner in the planet carrier 10 via radial driving teeth 13 , 63 and likewise carries axial coupling teeth 61 .

Fig. 4: Mitnahmeflächen 52, 62 der Kuppelzähne 51, 61 der festen Hälfte 50 und der beweglichen Hälfte 60 sind mit einem Abweiswinkel 55 zur Achsrichtung geneigt, derart, daß ein Drehmoment eine axiale Abweiskraft erzeugt, die die Kupplung 6 öffnen will. Fig. 4: Driving surfaces 52 , 62 of the coupling teeth 51 , 61 of the fixed half 50 and the movable half 60 are inclined with a deflection angle 55 to the axial direction, such that a torque generates an axial deflection force that the clutch 6 wants to open.

Fig. 1: Radiale Mitnahmezähne 13, 103 und ein Sicherungsring 101 halten einen Haltering 100 mit einer axial festen Haltefläche 4 fest in dem Planetenträger 10. Die bewegliche Hälfte 60 hat axial gegenüber den Kuppelzähnen 61 eine Stützfläche 64. Radiale Mitnahmezähne 72, 102 verbinden eine zu der beweglichen Hälfte 60 axial bewegliche Schiebehülse 70 drehfest mit dem Haltering 100 und damit auch drehfest mit dem Planetenträger 10 und der beweglichen Hälfte 60. Die Schiebehülse 70 schiebt über am Umfang verteilte Zwischenglieder 77 die bewegliche Hälfte 60 gegen die feste Hälfte 50, schließt damit die Kupplung 6 und hält dann mit einer im wesentlichen zylindrischen Sperrfläche 74 die Zwischenglieder 77 zwischen der Stützfläche 64 der beweglichen Hälfte 60 und der axial festen Haltefläche 4 des Halteringes 100 in einer Sperrlage fest. Fig. 1: Radial entrainment teeth 13, 103 and a lock ring 101 hold a retaining ring 100 with an axially fixed support surface 4 fixedly in the planetary carrier 10. The movable half 60 has a support surface 64 axially with respect to the coupling teeth 61 . Radial driving teeth 72 , 102 connect a sliding sleeve 70 which is axially movable to the movable half 60 in a rotationally fixed manner with the retaining ring 100 and thus also in a rotationally fixed manner with the planet carrier 10 and the movable half 60 . The sliding sleeve 70 pushes the movable half 60 against the fixed half 50 via circumferentially distributed intermediate members 77 , thereby closing the coupling 6 and then holding the intermediate members 77 between the support surface 64 of the movable half 60 and the axially fixed one with a substantially cylindrical locking surface 74 Holding surface 4 of the retaining ring 100 in a locked position.

Fig. 1A, 2, 3A und 5: Die Stützfläche 64 und die Haltefläche 4 bilden einen Keilwinkel 65 derart, daß die axiale Abweiskraft der Kuppelzähne 51, 61 eine radiale Kraft erzeugt, die die Zwischenglieder 77 gegen die Sperrfläche 74 der Schiebehülse 70 drückt. Die Sperrfläche 74 der Schiebehülse 70 ist mit einem kleinen Lösewinkel 75 zur Achsrichtung geneigt, derart, daß die radiale Kraft der Zwischenglieder 77 die Schiebehülse 70 mit geringer axialer Kraft in Öffnungsrichtung schieben will. Fig. 1A, 2, 3A and 5: The support surface 64 and the support surface 4 form a wedge angle 65 so that the axial deflection force of the coupling teeth 51, 61 generates a radial force pressing the intermediate members 77 against the locking surface 74 of the sliding sleeve 70. The locking surface 74 of the sliding sleeve 70 is inclined with a small release angle 75 to the axial direction, such that the radial force of the intermediate members 77 wants to push the sliding sleeve 70 with little axial force in the opening direction.

Fig. 1 und 1A: Das Gehäuse 1 bildet einen Ringzylinder 80 für einen Ringkolben 81. Dichtringe 83, 84 dichten den Ringkolben 81 gegen den Ringzylinder 80. Ein Sicherungsring 86 begrenzt einen Hub des Ringkolbens 81. Druckfluid in einer Kammer 82 zwischen dem Ringkolben 81 und dem Ringzylinder 80 schiebt den Ringkolben 81 über ein Axiallager 90 gegen die Schiebehülse 70, um die Kupplung 6 zu schließen. Eine Feder 71 zwischen der Schiebehülse 70 und dem Planetenträger 10 schiebt die Schiebehülse 70 und über das Axiallager 90 den Ringkolben 81 wieder zurück. Die Abweiskraft der Kuppelzähne 51, 61 schiebt dann die bewegliche Hälfte 60 aus der festen Hälfte 50 hinaus und drückt dabei auch die Zwischenglieder 77 radial aus ihrer Sperrlage hinaus. Damit öffnet im wesentlichen das Drehmoment über die Abweiskraft die Kupplung 6. Dabei hilft eine Feder 68 zwischen der beweglichen Hälfte 60 und der am Planetenträger 10 befestigten Anlaufscheibe 32. Die Feder 68 hält dann die bewegliche Hälfte 60 von der festen Hälfte 50 entfernt und hält damit die Kupplung 6 offen. Figs. 1 and 1A, the housing 1 forms an annular cylinder 80 for a ring piston 81. Sealing rings 83 , 84 seal the ring piston 81 against the ring cylinder 80 . A locking ring 86 limits a stroke of the annular piston 81 . Pressure fluid in a chamber 82 between the ring piston 81 and the ring cylinder 80 pushes the ring piston 81 against the sliding sleeve 70 via an axial bearing 90 in order to close the clutch 6 . A spring 71 between the sliding sleeve 70 and the planet carrier 10 pushes the sliding sleeve 70 and, via the axial bearing 90, the annular piston 81 back. The repelling force of the coupling teeth 51 , 61 then pushes the movable half 60 out of the fixed half 50 and also presses the intermediate members 77 radially out of their locked position. The torque 6 essentially opens the clutch 6 via the repelling force. A spring 68 between the movable half 60 and the thrust washer 32 attached to the planet carrier 10 helps. The spring 68 then keeps the movable half 60 away from the fixed half 50 and thus keeps the clutch 6 open.

Fig. 2 und 2A: Die Achswelle 40 ist in einem Achswellenlager 41 axial fest in dem Gehäuse 1 gelagert. Der Planetenträger 10 trägt axial außen axiale Kuppelzähne 51 und bildet damit eine axial feste Hälfte 50 der Kupplung 6. Eine axial bewegliche Hälfte 60 der Kupplung 6 ist über radiale Mitnahmezähne 42, 63 drehfest auf der Achswelle 40 angeordnet und trägt ebenfalls axiale Kuppelzähne 61. Die Achswelle 40 bildet eine axial feste Haltefläche 4. Die bewegliche Hälfte 60 hat axial gegenüber den Kuppelzähnen 61 eine Stützfläche 64. Radiale Mitnahmezähne 67, 72 verbinden eine zu der beweglichen Hälfte 60 axial bewegliche Schiebehülse 70 drehfest mit der beweglichen Hälfte 60 und damit auch drehfest mit der Achswelle 40 und dem Zentralrad 30. Die Schiebehülse 70 ist axial begrenzt beweglich zwischen zwei Stirnflächen 7, 8 der beweglichen Hälfte 60. Die Schiebehülse 70 schiebt über Zwischenglieder 77 die bewegliche Hälfte 60 gegen die feste Hälfte 50, schließt damit die Kupplung 6 und hält dann mit einer im wesentlichen zylindrischen Sperrfläche 74 die Zwischenglieder 77 zwischen der Stützfläche 64 der beweglichen Hälfte 60 und der Haltefläche 4 der Achswelle 40 in einer Sperrlage fest. Figs. 2 and 2A: The axle shaft 40 is mounted in a side bearing 41 axially fixed in the housing 1. The planet carrier 10 carries axially outer axial coupling teeth 51 and thus forms an axially fixed half 50 of the coupling 6 . An axially movable half 60 of the clutch 6 is arranged on the axle shaft 40 in a rotationally fixed manner via radial driving teeth 42 , 63 and likewise carries axial coupling teeth 61 . The axle shaft 40 forms an axially fixed holding surface 4 . The movable half 60 has a support surface 64 axially with respect to the coupling teeth 61 . Radial driving teeth 67 , 72 connect a sliding sleeve 70 which is axially movable to the movable half 60 in a rotationally fixed manner with the movable half 60 and thus also in a rotationally fixed manner with the axle shaft 40 and the central wheel 30 . The sliding sleeve 70 is axially movable between two end faces 7 , 8 of the movable half 60 . The sliding sleeve 70 pushes the movable half 60 against the fixed half 50 via intermediate members 77 , thereby closing the coupling 6 and then holding the intermediate members 77 between the support surface 64 of the movable half 60 and the holding surface 4 of the axle shaft 40 with a substantially cylindrical locking surface 74 in a locked position.

Fig. 2, 2A, 3 und 3A: In dem Gehäuse 1 ist eine Schaltgabel 95 geführt. Die Schaltgabel 95 drückt über ein erstes Axiallager 90 gegen die Schiebehülse 70, um die Kupplung 6 zu schließen. Die Schaltgabel 95 zieht über ein zweites Axiallager 91 die Schiebehülse 70 zurück. Die Abweiskraft der Kuppelzähne 51, 61 schiebt dann die bewegliche Hälfte 60 aus der festen Hälfte 50 hinaus und drückt dabei auch die Zwischenglieder 77 radial aus ihrer Sperrlage zwischen der Stützfläche 64 und der Haltefläche 4 hinaus. Damit öffnet im wesentlichen das Drehmoment über die Abweiskraft die Kupplung 6. Danach hält die Schaltgabel 95 über das zweite Axiallager 91, die Schiebehülse 70 und eine Stirnfläche 8 der beweglichen Hälfte 60 die bewegliche Hälfte 60 von der festen Hälfte 50 entfernt und damit die Kupplung 6 offen. Fig. 2, 2A, 3 and 3A: In the housing 1, a shift fork 95 is guided. The shift fork 95 presses against the sliding sleeve 70 via a first axial bearing 90 in order to close the clutch 6 . The shift fork 95 pulls the sliding sleeve 70 back via a second axial bearing 91 . The repelling force of the coupling teeth 51 , 61 then pushes the movable half 60 out of the fixed half 50 and also pushes the intermediate members 77 radially out of their blocking position between the support surface 64 and the holding surface 4 . The torque 6 essentially opens the clutch 6 via the repelling force. The shift fork 95 then holds the movable half 60 away from the fixed half 50 via the second axial bearing 91 , the sliding sleeve 70 and an end face 8 of the movable half 60 and thus the clutch 6 is open.

Fig. 3 und 3A: Die Achswelle 40 ist in einem Achswellenlager 41 axial fest in dem Gehäuse 1 gelagert. Eine axial feste Hälfte 50 einer Kupplung 6 ist über radiale Mitnahmezähne 42, 53 und einen Sicherungsring 56 fest mit der Achswelle 40 verbunden und bildet damit einen Teil der Achswelle 40. Die feste Hälfte 50 als Teil der Achswelle 40 trägt axiale Kuppelzähne 51. Eine axial bewegliche Hälfte 60 der Kupplung 6 ist über radiale Mitnahmezähne 13, 63 drehfest in dem Planetenträger 10 angeordnet und trägt ebenfalls axiale Kuppelzähne 61. Eine Verlängerung 105 ist über radiale Mitnahmezähne 63, 107 und einen Sicherungsring 106 fest mit der beweglichen Hälfte 60 verbunden und bildet damit einen Teil der beweglichen Hälfte 60. Die Verlängerung 105 als Teil der beweglichen Hälfte 60 bildet eine Stützfläche 64 der beweglichen Hälfte 60. Die feste Hälfte 50 als Teil der Achswelle 40 bildet eine axial feste Haltefläche 4. Radiale Mitnahmezähne 72, 108 verbinden eine zu der beweglichen Hälfte 60 axial bewegliche Schiebehülse 70 drehfest mit der Verlängerung 105 und damit auch drehfest mit der beweglichen Hälfte 60 und dem Planetenträger 10. Die Schiebehülse 70 ist axial begrenzt beweglich zu der beweglichen Hälfte 60 zwischen zwei Stirnflächen 7, 8 der Verlängerung 105. Die Schiebehülse 70 schiebt über Zwischenglieder 77, geführt in der Verlängerung 105, die bewegliche Hälfte 60 gegen die feste Hälfte 50, schließt damit die Kupplung 6 und hält dann mit einer im wesentlichen zylindrischen Sperrfläche 74 die Zwischenglieder 77 zwischen der Stützfläche 64 der beweglichen Hälfte 60 an der Verlängerung 105 und der axial festen Haltefläche 4 der festen Hälfte 50 auf der Achswelle 40 in einer Sperrlage fest. FIGS. 3 and 3A: The axle shaft 40 is mounted in a side bearing 41 axially fixed in the housing 1. An axially fixed half 50 of a clutch 6 is fixedly connected to the axle shaft 40 via radial driving teeth 42 , 53 and a locking ring 56 and thus forms part of the axle shaft 40 . The fixed half 50 as part of the axle shaft 40 carries axial coupling teeth 51 . An axially movable half 60 of the clutch 6 is arranged in a rotationally fixed manner in the planet carrier 10 via radial driving teeth 13 , 63 and likewise carries axial coupling teeth 61 . An extension 105 is fixedly connected to the movable half 60 via radial drive teeth 63 , 107 and a locking ring 106 and thus forms part of the movable half 60 . The extension 105 as part of the movable half 60 forms a support surface 64 of the movable half 60 . The fixed half 50 as part of the axle shaft 40 forms an axially fixed holding surface 4 . Radial driving teeth 72 , 108 connect a sliding sleeve 70 which is axially movable to the movable half 60 in a rotationally fixed manner with the extension 105 and thus also in a rotationally fixed manner with the movable half 60 and the planet carrier 10 . The sliding sleeve 70 is axially movable to the movable half 60 between two end faces 7 , 8 of the extension 105 . The sliding sleeve 70 pushes over intermediate links 77 , guided in the extension 105 , the movable half 60 against the fixed half 50 , thus closes the coupling 6 and then holds the intermediate links 77 between the support surface 64 of the movable half 60 with a substantially cylindrical locking surface 74 on the extension 105 and the axially fixed holding surface 4 of the fixed half 50 on the axle shaft 40 in a locked position.

Weitere sinnvolle Kombinationen von Merkmalen nach den Ansprüchen 1 bis 10 ergeben weitere Kupplungen nach der Erfindung, zum Beispiel eine Kombination der Merkmale der Ansprüche 1, 3, 4, 5 und 7.Further meaningful combinations of characteristics after claims 1 to 10 result in further Couplings according to the invention, for example one Combination of the features of claims 1, 3, 4, 5 and 7.

Die Schaltgabel 95 kann eine Schiebegabel auf einer Schiebestange sein, wobei entweder die Schiebegabel auf der Schiebestange verschieblich und die Schiebestange in dem Gehäuse 1 befestigt oder die Schiebegabel auf der Schiebestange befestigt und die Schiebestange in dem Gehäuse 1 verschieblich sein kann. Die Schaltgabel 95 kann aber auch eine in dem Gehäuse 1 gelagerte Schwenkgabel sein, die an ihren Gabelenden Gleitsteine trägt, die mit zwei Stirnflächen der Schiebehülse 70 zwei Axiallager bilden.The shift fork 95 can be a push fork on a push rod, wherein either the push fork is displaceable on the push rod and the push rod is fastened in the housing 1 or the push fork is fastened on the push rod and the push rod can be displaceable in the housing 1 . The shift fork 95 can, however, also be a pivot fork mounted in the housing 1 , which carries sliding blocks on its fork ends, which form two axial bearings with two end faces of the sliding sleeve 70 .

Das Achswellenlager 41 kann ein beliebiges geeignetes Wälz- oder Gleitlager sein.The axle shaft bearing 41 can be any suitable rolling or sliding bearing.

Anstelle eines Ringzylinders 80 mit einem Ringkolben 81 kann auch ein ringförmiger Elektromagnet mit einem ringförmigen Magnetanker die Kupplung schließen.Instead of an annular cylinder 80 with an annular piston 81 , an annular electromagnet with an annular magnet armature can also close the clutch.

Die Kupplung 6 ist allgemein verwendbar, besonders als Sperrkupplung für Differentialgetriebe für Fahrzeuge.The clutch 6 is generally usable, especially as a locking clutch for differential gears for vehicles.

Das Differentialgetriebe kann ein Querdifferentialgetriebe zum Verteilen einer Antriebskraft auf mindestens zwei Antriebsräder einer Antriebsachse oder ein Längsdifferentialgetriebe zum Verteilen der Antriebskraft auf mindestens zwei Antriebsachsen eines Fahrzeuges sein. Das Differentialgetriebe kann ein Kegelrad-Planetengetriebe oder ein Stirnrad- Planetengetriebe sein.The differential gear can Cross differential gear for distributing a driving force on at least two drive wheels of a drive axle or a longitudinal differential gear to distribute the Driving force on at least two driving axles one Vehicle. The differential gear can Bevel gear planetary gear or a spur gear Be planetary gear.

Die Zähnezahlen der Zentralräder können einander gleich oder ungleich sein. Das Differentialgetriebe kann damit die Antriebskraft gleichmäßig oder ungleichmäßig in einem festen Verhältnis verteilen. The number of teeth of the central wheels can be one another be the same or different. The differential gear can so the driving force is even or uneven in distribute a fixed ratio.

Die äußere Kraft zum Bewegen der Schaltgabel kann eine Handkraft oder eine Kolbenkraft eines Fluidzylinders sein. Die bewegliche Hälfte 60 kann aus mehreren Teilen bestehen.The external force for moving the shift fork can be a manual force or a piston force of a fluid cylinder. The movable half 60 can consist of several parts.

BezugszeichenReference numerals

  1 Gehäuse (gear case)
  4 Haltefläche (support face)
  6 Kupplung (clutch)
  7 Stirnfläche (face)
  8 Stirnfläche (face)
10 Planetenträger (planet carrier)
11 Planetenträgerlager (planet carrier bearing)
13 Mitnahmezahn (spline)
20 Planetenrad (planet)
21 Kegelzahn (bevel gear tooth)
22 Lagerschale (thrust shell)
23 Planetenachse (planet axle)
30 Zentralrad (central gear)
31 Kegelzahn (bevel gear tooth)
32 Anlaufscheibe (thrust plate)
33 Mitnahmezahn (spline)
35 Zentralrad (central gear)
40 Achswelle (axle shaft)
41 Achswellenlager (axle shaft bearing)
42 Mitnahmezahn (spline)
43 Mitnahmezahn (spline)
45 Achswelle (axle shaft)
50 Feste Hälfte (fixed claw)
51 Kuppelzahn (clutch tooth)
52 Mitnahmefläche (flank)
53 Mitnahmezahn (spline)
55 Abweiswinkel (rejecting angle)
56 Sicherungsring (guard ring)
60 Bewegliche Hälfte (sliding claw)
61 Kuppelzahn (clutch tooth)
62 Mitnahmefläche (flank)
63 Mitnahmezahn (spline)
64 Stützfläche (bearing face)
65 Keilwinkel (wedge angle)
67 Mitnahmezahn (spline)
68 Feder (spring)
70 Schiebehülse (sliding collar)
71 Feder (spring)
72 Mitnahmezahn (spline)
74 Sperrfläche (locking surface)
75 Lösewinkel (releasing angle)
77 Zwischenglied (intermediate member)
80 Ringzylinder (ring cylinder)
81 Ringkolben (ring piston)
82 Kammer (chamber)
83 Dichtring (sealing)
84 Dichtring (sealing)
86 Sicherungsring (guard ring)
90 Axiallager (axial bearing)
91 Axiallager (axial bearing)
95 Schaltgabel (shift fork)
100 Haltering (support ring)
101 Sicherungsring (guard ring)
102 Mitnahmezahn (spline)
103 Mitnahmezahn (spline)
105 Verlängerung (prolongation)
106 Sicherungsring (guard ring)
107 Mitnahmezahn (spline)
108 Mitnahmezahn (spline) 1 housing (gear case)
4 support face
6 clutch
7 face
8 face
10 planet carriers
11 planet carrier bearing
13 driving tooth (spline)
20 planet gear
21 bevel gear tooth
22 thrust shell
23 planet axle
30 central gear
31 bevel gear tooth
32 thrust plate
33 driving tooth (spline)
35 central gear
40 axle shaft
41 axle shaft bearing
42 driving tooth (spline)
43 driving tooth (spline)
45 axle shaft
50 fixed claw
51 clutch tooth
52 driving surface (flank)
53 driving tooth (spline)
55 rejecting angle
56 guard ring
60 Movable half (sliding claw)
61 clutch tooth
62 driving surface (flank)
63 driving tooth (spline)
64 bearing face
65 wedge angle
67 driving tooth (spline)
68 spring
70 sliding collar
71 spring
72 driving tooth (spline)
74 locking surface
75 releasing angle
77 intermediate member
80 ring cylinder
81 ring piston
82 chamber
83 sealing ring
84 sealing ring
86 guard ring
90 axial bearing
91 axial bearing
95 shift fork
100 support ring
101 guard ring
102 driving tooth (spline)
103 driving tooth (spline)
105 prolongation
106 guard ring
107 driving tooth (spline)
108 driving tooth (spline)

Claims

1. Coupling with the features:

- The coupling ( 6 ) has an axially fixed half ( 50 ) and an axially movable half ( 60 );
- The halves ( 50 , 60 ) of the coupling ( 6 ) carry matching coupling teeth ( 51 , 61 );
Driving surfaces ( 52 , 62 ) of the coupling teeth ( 51 , 61 ) are inclined with a deflection angle ( 55 ) to the axial direction,

characterized by the features:

- A sliding sleeve ( 70 ) pushes on the circumferentially distributed intermediate members ( 77 ), the movable half ( 60 ) against the fixed half ( 50 ), thus closes the coupling ( 6 ) and then holds each with an essentially axially extending locking surface ( 74 ) Intermediate member ( 77 ) fixed axially between a support surface ( 64 ) of the movable half ( 60 ) and an axially fixed holding surface ( 4 ) in a locked position;
- The support surface ( 64 ) and the holding surface ( 4 ) form a wedge angle ( 65 ), such that when the clutch ( 6 ) is closed, a torque of the clutch ( 6 ) via an axial repelling force of the clutch teeth ( 51 , 61 ) on each intermediate member ( 77 ) generates a radial force which presses the intermediate member ( 77 ) against the locking surface ( 74 );
- If you move the sliding sleeve ( 70 ) back and thus loosen the intermediate links ( 77 ), the torque via the repelling force opens the clutch ( 6 ).

2. Coupling according to claim 1 with the features:

- The locking surface ( 74 ) is inclined at a release angle ( 75 ) between 3 degrees and 12 degrees to the axial direction;
- The rejection angle ( 55 ) is between 12 degrees and 35 degrees;
- The wedge angle ( 65 ) is between 15 degrees and 45 degrees.

3. Coupling according to claim 2 with the features:

- The release angle ( 75 ) is between 4 degrees and 7 degrees;
- The rejection angle ( 55 ) is between 15 degrees and 25 degrees;
- The wedge angle ( 65 ) is between 20 degrees and 30 degrees.

4. Coupling according to claim 1 with the features:

- The fixed half ( 50 ) carries the holding surface ( 4 );
- An extension ( 105 ) of the movable half ( 60 ) engages over the coupling teeth ( 51 , 61 ) and the holding surface ( 4 ), guides the intermediate links ( 77 ) and supports the support surface ( 64 );
- The locking surface ( 74 ) is an inner surface.

5. Coupling according to claim 1 with the features:

- A planetary gear has a planet carrier ( 10 ), two central gears ( 30 , 35 ) and at least one planet gear ( 20 );
- The planet carrier drives via the planet gear ( 20 ) and the central wheels ( 30 , 35 ) two axle shafts ( 40 , 45 );
- The clutch ( 6 ) connects an axle shaft ( 40 ) with the planet carrier ( 10 ).

6. Coupling according to claim 4 and 5 with the features:

- The axle shaft ( 40 ) carries the fixed half ( 50 );
- The planet carrier ( 10 ) drives the movable half ( 60 ).

7. Coupling according to claim 4 and 5 with the features:

- The planet carrier ( 10 ) carries the fixed half ( 50 );
- The movable half ( 60 ) drives the axle shaft ( 40 ).

8. Coupling according to claim 1 and 5 with the features:

- A central wheel ( 30 ) carries the fixed half ( 50 );
- The planet carrier ( 10 ) carries the holding surface ( 4 );
- The planet carrier ( 10 ) drives the movable half ( 60 ) and the sliding sleeve ( 70 );
- The blocking surface ( 74 ) is an outer surface.

9. Coupling according to claim 1 and 5 with the features:

- The planet carrier ( 10 ) carries the fixed half ( 50 );
- An axle shaft ( 40 ) carries the holding surface ( 4 );
- The movable half ( 60 ) drives the axle shaft ( 40 ) and the sliding sleeve ( 70 );
- The locking surface ( 74 ) is an inner surface.