DE2324528A1

DE2324528A1 - Sperrdifferential

Info

Publication number: DE2324528A1
Application number: DE19732324528
Authority: DE
Inventors: Galileo Abate
Original assignee: Fiat SpA
Current assignee: Fiat SpA
Priority date: 1972-05-15
Filing date: 1973-05-15
Publication date: 1973-11-22
Also published as: GB1382926A; IT958871B; DE2324528B2; FR2185285A5

Description

"betreffend "Sperrdifferential" Priorität: 15. Mai 1972 - ITALIEN

Die Erfindung betrifft verriegelbare Ausgleichsgetriebe und insbesondere eine Anordnung, mit der das Ausgleichsgetriebe eines Kraftfahrzeugs wahlweise verriegelt werden kann; die Ausführungsformen der Erfindung sind für Lastkraftwagen besonders geeignet.

Das Antriebsmoment eines Kraftfahrzeugmotors wird normalerweise auf zwei Antriebsräder über ein Ausgleichsgetriebe übertragen, in dem es über die beiden Räder in zwei ungefähr gleiche Teile zerlegt wird. Ein normales

309341/0958

Ausgleichsgetriebe ist so aufgebaut, daß die Übertragung der Bewegung in hohem Maße durch die Reibung zwischen den Rädern und der Straßenoberfläche beeinflußt wird. Das Anfahren aus dem Stillstand und die weitere Bewegung ist nur möglich, wenn die Adhäsionsverhältnisse zwischen den Rädern und der Straße einen bestimmten Bereich nicht verlassen. Wenn zwischen einem der Räder und der Straße kein ausreichender Kraftschluß zustande kommt, wird das gesamte Antriebsmoment auf die-* ses Rad übertragen, und das andere Rad bleibt unbeweglich, so daß das Fahrzeug sich nicht in Bewegung setzen kann.

Um diesem Nachteil zu begegnen wird eine Anordnung benutzt, mit der das Ausgleichsgetriebe verriegelt werden kann, so daß die beiden Antriebsräder drehfest miteinander verbunden werden, um zu verhindern, daß eines der Räder bei ungenügendem Kraftschluß durchdreht.

Diese bekannten Dxfferentialsperren sind jedoch kompliziert aufgebaut und schwierig herzustellen, mühsam zusammenzusetzen und sehr voluminös. Darüber hinaus können sie einen Verlust an Antriebskraft herbeiführen, indem der mechanische Wirkungsgrad der Übertragung herabgesetzt wird.

Mit der Erfindung soll eine Anordnung für eine gesteuerte Verriegelung des Differentials angegeben werden, die diese Nachteile nicht aufweist und mit deren Hilfe das dem Differential zugeführte Antriebsmoment,unabhängig von den Straßenverhältnissen und ohne Leistungsverlust auf beide Räder übertragen wird.

Gemäß der Erfindung ist ein für Lastkraftwagen verwendbares Sperrdifferential dadurch gekennzeichnet, daß ein

30Ü47/0S58

innenverzahnter Ring zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung axial verschiebbar auf einer Schulter eines der Tellerräder vorgesehen ist, das auf einer-der Halbachsen angebracht ist, daß eine Anzahl radial gerichteter Ansätze in öffnungen in dem Differentialgehause eingreift, so daß der genannte Ring drehfest gegenüber dem genannten Gehäuse gehalten wird, daß die Schulter des genannten einen Tellerrades eine Außenverzahnung trägt, mit der die genannte Innenverzahnung des Ringes in der ersten Stellung kämmt und das genannte eine Tellerrad gegen eine Verdrehung gegenüber dem Differentialgehäuse verriegelt, so daß die beiden Halbachsen zwangsweise drehfest miteinander verbunden sind und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der der genannte Ring wahlweise in die erste oder die zweite Stellung bringbar ist.

Ein Merkmal der erfindungsgemäßen Ausführungsformen ist, daß sie verhältnismäßig kompakt gebaut sind und damit einem Kraftfahrzeug leichter angepaßt werden können; sie . sprechen außerdem schnell an und sind leicht zu betätigen. Die Betätigung geht so leicht vonstatten, daß die erfindungsgemäßen Ausführungsformen des Sperrdifferentials sogar bei in Bewegung befindlichem Fahrzeug betätigt werden können.

Die Ausführungsformen der Erfindung können so ausgestaltet werden, daß erhebliche Antriebsmomente übertragbar sind; diese Ausführungen sind somit an Lastkraftwagen hoher Motorleistung einsetzbar.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend im einzelnen beispielshalber und an Hand der Zeichnungen beschrieben, die folgendes darstellen:

309847/0958

Fig. 1: einen Axialschnitt durch ein Ausgleichsgetriebe für Lastkraftfahrzeuge, mit einer erfindungsgemäßen Sperranordnung;

Fig. 2: einen Querschnitt längs der Linie II-II in Fig.1;

Figuren 3 und 4: zwei axiale Teilschnitte in größerem Maßstäbe zur Verdeutlichung eines Teiles aus Fig. 1 in zwei unterschiedlichen Betriebsstellungen;'

Fig. 5·" eine Ansicht des Sperrings von vorn;

Fig. 6: einen Schnitt durch einen Anordnungsteil aus Fig. 5 in größerem Maßstab.

Das gezeichnete Ausführungsbeispiel stellt ein doppeltes Ausgleichsgetriebe dar, das ein Außengehäuse 1 aufweist sowie ein drehfest auf der Antriebswelle des Fahrzeugs sitzendes Kegelrad 2, ein mit dem Kegelrad 2 kämmendes Antriebskegelrad 3» ^{das au;f} eine Welle 4 gekeilt ist, die ein Stirnrad 5 von kleinem Durchmesser trägt, das in ein Zahnrad 6 von größerem Durchmesser eingreift, das auf ein Innengehäuse 7 geschraubt ist, das das Gehäuse des Differentialgetriebes darstellt. An den gegenüberliegenden Seiten des Außengehäuses 1 sind zwei Halbachsen 8, 9 angebracht, an deren äußeren Enden die Laufräder des Fahrzeugs angeordnet sind, während an den inneren Enden zwei Tellerräder 1o, 11 sitzen, die mit·Ausgleichsrädern 12 kämmen, die an dem Differentialgehäuse 7 angebracht sind.

Das eine Tellerrad 11 besitzt eine verstärkte Schulter 11a, die eine Außenverzahnung aufweist. Die Schulter 11a ist von einem axial auf der Schulter verschiebbaren Ring 14 umgeben, der eine Innenverzahnung 15 besitzt, die in der

■ - 4 309847/0958

M 9522 C

einen axialen Stellung des Ringes 14 in die Zähne 13 eingreift, im anderen Falle aber, wie in-Fig.'1 gezeichnet, frei steht.

'Der Ring 14 besitzt drei radial gerichtete Ansätze 16 mit äußeren Scheitelflächen 17» die in Öffnungen 16' in dem Differentialgehäuse 7 eingreifen.' Der eine Ansatz 16a des Ringes 14 (Fig. 6) besitzt eine quer verlaufende Öffnung 18, in die zwei unter Federdruck stehende Riegel 19 eingesetzt sind, die von einer einzigen innenliegenden Feder 20 in entgegengesetzten Richtungen beaufschlagt werden und mit Hilfe von Stiften 21, die quer durch die Öffnung führen und sich gegen verlängerte innere Abschlußschultern der Riegel 19 legen, im Inneren der Öffnung gehalten werden. Die Riegel wirken mit den Seiten der Öffnung 16' zusammen, in der der Ansatz 16a steht und erleichtern den Zwangseingriff und das Verbleiben der Teile des Differentials in der Verriegelungsstellung.

Die Axialbewegung des Ringes 14 wird durch eine Hülse 22 gesteuert, die ihrerseits auf einem rohrförmigen Sitz des Differentialgehäuses 7 verschiebbar ist und Hakenelemente aufweist, die die Scheitelflächen 17» 17a der radial gerichteten Ansätze 16, 16a des Verriegelungsringes 14 erfassen. Die Hülse 22 besitzt eine äußere Ringnut 24, in die zwei einander gegenüberstehende Gleitblöcke 25 eingreifen, die mit Hilfe von Zapfen 26 an entsprechende Arme einer Gabel 27 angelenkt sind, die Teil eines Betätigungshebels 28 sind, der um einen Kugelkopf 29 am Außengehäuse schwenkbar ist. Das äußere Ende des Hebels 28 ist mit einem Querstift 30 an eine Schubstange 31 angeschlossen, die mit einem Kolben 32 in einem Zylinder 33 verbunden ist, an dem sich ein Gewindeansatz befindet, über den der Zylinder mit

309847/0958

M 9522

einem unter Druck stehenden Fluid, beispielsweise mit Druckluft verbindbar ist. Eine Feder 35 führt den Kolben 32 in die Ruhelage zurück, wenn der Fluiddruck auf den Normalwert zurückgebracht ist.

Unter normalen Betriebsbedingungen, d. h. wenn die Teile der Anordnung die in den Figuren 1 und 3 gezeichnete Stellung einnehmen, steht der Verriegelungsring 14 axial getrennt von der Verzahnung 13, die sich an der Schulter des Tellerrads 11 befindet, und das Differential arbeitet als normales Ausgleichsgetriebe.

Wenn das Differential gesperrt werden soll, wird Druckluft in den Zylinder 33 geleitet, so daß sich der Kolben 32 nach rechts (in Fig. 1) bewegt und den Hebel 28 um den Kugelkopf 29 schwenkt. Infolgedessen wird die Hülse so bewegt, daß der Ring 14 eine Axialverschiebung derart erfährt, daß die Innenverzahnung 15 des Ringes 14 in die Außenverzahnung 13 an der Schulter des Tellerrads 11 eingreift. Dadurch wird das Tellerrad 11 mit dem Ring 14 verriegelt, der seinerseits durch die radial gerichteten Ansätze 16, 16a, die in die Öffnungen 16' des Gehäuses 7 eingreifen, mit diesem verriegelt ist.

Jetzt nimmt das Differential die in Fig. 4 gezeichnete Lage ein, bei der das Tellerrad 11 mit dem Gehäuse 7 verriegelt ist, und die beiden Halbachsen 8_? 9 sind zwangsweise drehfest miteinander verbunden.

TJm die Anordnung in die Ruhelage zurückzuführen, wird der Zylinder 33 zur Außenluft hin geöffnet, so daß die Feder den schwenkbaren Gabelhebel 28 in seine Anfangslage zurückführt, in der der Verriegelungsring 14 volt den Zähnen 13 an

309847/0958

M 9522 κ

der Schulter 11a des Tellerrades 11 weggenommen ist.

Durch Verriegeln des Tellerrades 11 kann daher das dem Differential zugeführte Antriebsmoment ohne Leistungsverlust auf die beiden Fahrzeugräder übertragen werden. Die Anordnung spricht schnell auf die Steuerwirkung an, die durch Einleiten von Druckluft in den Zylinder 33 hervorgerufen wird und die Sperre des Differentials herbeiführt.

Patentansprüche;

309847/0958

Claims

M 9522 ό* ^Λ

Patentansprüche

;Für Lastkraftwagen verwendbares Sperrdifferential, dadurch gekennzeichnet,, daß ein innenverzahnter Ring (14-) zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung axial verschiebbar auf einer Schulter (11a) eines (11) der Tellerräder (10, 11) vorgesehen ist, das auf einer (9) der' Halbachsen (8, 9) angebracht ist, daß eine Anzahl radial gerichteter Ansätze (16) in Öffnungen in dem Differentialgehäuse (7) eingreift, so daß der genannte Ring (14) drehfest gegenüber dem genannten Gehäuse (7) gehalten wird, daß die Schulter des genannten einen Tellerrades (11) eine Außenverzahnung (13) trägt, mit der die genannte Innenverzahnung (15) des Ringes in der ersten Stellung kämmt und das genannte eine Tellerrad (11) gegen eine Verdrehung gegenüber dem Differentialgehäuse (7) verriegelt, so daß die beiden Halbachsen (8, 9) drehfest miteinander verbunden sind, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der der genannte Ring (14) wahlweise in die erste oder die zweite Stellung bringbar ist.
2. Sperrdifferential nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, mit der der Ring (14) wahlweise bewegbar ist, einen Gabelhebel (28) aufweist, der um einen Zwischenpunkt an einem Paar Gleitblöcke (25) schwenkbar ist, die in eine äußere Ringnut (24) in einer Hülse (22) eingreifen, die auf einem

-309847/0358

U 9522 ^

rohrförmigen Teil des Differentialgehäuses (7) axial verschiebbar ist,-daß die Gleitblöcke (25) an jeweils einem Arm des Gebelendes des Hebels (28) angelenkt sind, daß die Hülse (22) mit Hakenelementen (23) versehen ist, die zugeordnete radial gerichtete Ansätze (16, 16a) des Verriegelungsringes (14) erfassen, die in öffnungen (16^r) des Differentialgehäuses (7) aufgenommen sind, und daß das andere Ende des Gabelhebels an einen Druckzylinder angeschlossen ist und durch diesen bewegt werden kann.

Sperrdifferential nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der radial gerichteten Ansätze (16a) des Verriegelungsringes (14) eine Querbohrung (18) vorgesehen ist, in der sich zwei in entgegengesetzter Sichtung kraftbeaufschlagte Riegel (19) verschieben lassen, die in die Seiten der öffnung (16') in dem Differentialgehäuse (7)» in die dieser eine Ansatz aufgenommen ist, eingreifen und als Arretierung wirken, die den Ring in der ersten oder zweiten Stellung verriegelt.

Für: FIAT Societa per Azioni

PATMrAMWXMI H.FUKK& DIPL-INO. m. »OH» MfeMM. S. STMSUt

309847/0958

Le θ rs eι te