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Title:
DIFFERENTIAL GEAR WITH A MULTI-PLATE CLUTCH AS LOCKING CLUTCH
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1989/002549
Kind Code:
A1
Abstract:
A differential box (1) drives two output gears (6, 7) by means of at least one differential gear (5) mounted on a differential bollt (4). The differential box (1) is mounted on two tapered roller bearings (9) in an axle housing (10). The differential box (1) forms an outer clutch plate carrier, one output gear (6) forms an inner clutch plate carrier. The clutch plate carriers form with outer clutch plates (13) and inner clutch plates (14) the multi-plate clutch (16) that acts as a locking clutch for the differential gear. The hydraulic fluid contained in an actuating chamber (19) between a stationary piece (17) and a working piece (18) of a closing cylinder (20) presses, through the working piece (18), a thrust bearing (25) and a thrust ring (24), a group (15) of clutch plates from the multi-plate clutch (1) against a frontal face (39) of the differential box (1), before the differential bolt (4), seen in the axial direction, pulls through the differential box (1) a guard ring (28) mounted on a bearing neck (29) of the differential box (1) and presses back again through a support ring (27) a counter support (26) against the stationary piece (17) of the closing cylinder (20). Recoil springs (23) arranged between the thrust ring (24) and the differential box (1) press the working piece (18) against the stationary piece (17), through the thrust ring (24) and the thrust bearing (25), and open the multiplate clutch (16) completely.

Inventors:
GAZYAKAN UENAL (DE)
ROEGNER HORST (DE)
RUF GERHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP1988/000783
Publication Date:
March 23, 1989
Filing Date:
August 31, 1988
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
F16H48/22; F16H48/08; F16H48/30; F16H48/34; F16H48/20; F16H48/32; (IPC1-7): F16H1/445; B60K17/20
Foreign References:
US2894416A1959-07-14
GB1379416A1975-01-02
DE3444843A11986-06-19
DE3345927A11985-06-27
EP0264579A11988-04-27
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Claims:
A n s p r ü c h e
1. Differentialgetriebe mit einer Lamellenkupplung als Sperrkupplung, mit den Merkmalen: ein Motor treibt ein Differentialgehäuse (1) mit einem Differentialgehäusetopf (2) und einem Differentialgehäusedeckel (3) r das Differentialgehäuse (1) treibt über mindestens einen Ausgleichsbolzen (4) und mindestens ein Auεgleichεrad (5) auf diesem Ausgleichsbolzen (4) ein erstes und ein zweites Abtriebsrad (6, 7) , das Differentialgehäuεe (1) ist über zwei Kegelrollenlager (9) gelagert in einem Achsgehäuεe (10) mit einem Achsgehäusetopf (11) und einem Achsgehäusedeckel (12) , der Differentialgehäusetopf (2) bildet einen Außenlamellenträger und trägt Außenlamellen (13) , das erste Abtriebsrad (6) bildet einen Innenlamellenträger und trägt Innenlamellen (14) , die Außenlamellen (13) und Innenlamellen (14) bilden ein Lamellenpaket (15) und mit dem Außenlamellenträger und dem Innenlamellenträger eine Lamellenkupplung (16) , die Lamellenkupplung (16) bildet eine Sperrkupplung für das Differentialgetriebe, ein Ruheteil (17) und ein Arbeitsteil (18) mit einer Betätigungskammer (19) für Druckfluid bilden einen Schließzylinder (20) für die Lamellenkupplung (16) , der Ruheteil (17) und über den Ruheteil (17) auch der Arbeitsteil (18) sind drehfest zum Achsgehäuse, ein Druckring (24) ist drehfest zum Differentialgehäuεe (1) , Druckfluid in der Betätigungskammer (19) drückt über den Arbeitsteil (18) des Schließzylinders (20) , ein Drucklager (25) und den Druckring (24) das Lamellenpaket (15) der Lamellenkupplung (16) gegen eine Stirnfläche (39) des Differentialgehäuses (1) axial vor dem Ausgleichsbolzen (4) , zieht über einen axialen Teil des Differentialgehäuses (1) an einem Sicherungsring (28) auf einem Lagerhals (29) des Differentialgehäusedeckelε (3) und drückt über einen Stützring (27) und ein Gegenlager (26) wieder zurück gegen den Ruheteil (17) des Schließzylinders (20) , Rückstellfedern (23) zwischen dem Druckring (24) und dem Differentialgehäusedeckel (3) drücken über den Druckring (24) und das Drucklager (25) den Arbeitsteil (18) gegen den Ruheteil (17) des Schließzylinders (20) und öffnen die Lamellenkupplung (16) vollständig, zwei Dichtringe (41, 42) in zwei Nuten (43, 44) in zwei innenzylindrischen Flächen (45, 46) deε Arbeitsteiles (18) liegen dicht an zwei außenzylindrischen Dichtflächen (47, des Ruheteiles (17) an.
2. Differentialgetriebe nach Anspruch 1, mit den Merkmalen: axiale Stifte (21, 22) in dem Ruheteil (17) halten den Ruheteil (17) und über den Ruheteil (17) auch den Arbeitsteil (18) drehfest zum Achsgehäusedeckel (12) , die Rückstellfedern (23) halten den Druckring (24) drehfest zum Differentialgehäusedeckel (3) , Druckstifte (37) in axialen Bohrungen (38) des Differentialgehäusedeckels (3) übertragen eine Schließkraft des Schließzylinders (20) vom Druckring (24) auf das Lamellenpaket (15) .
3. Differentialgetriebe nach Anspruch 1, mit den Merkmalen: Druckfluid kann aus einer Leitung (30) in dem Achsgehäusedeckel (12) über radiale Löcher (31) in eine Leitung (32) in dem Ruheteil (17) und von dort in die Betätigungskammer (19) fließen, Dichtringe (33) in Nuten (34) in einer innenzylindrischen Fläche (35) des Ruheteiles (17) liegen dicht an einer außenzylindrischen Dichtfläche (36) des Achεgehäusedeckels (12) an.
Description:
Differentialgetriebe mit einer Lamellenkupplung als Sperrkupplung

Die Erfindung betrifft ein Differentialgetriebe mit einer Lamellenkupplung als Sperrkupplung, mit den Merkmalen: ein Motor treibt ein Differentialgehäuse, das Differentialgehäuse treibt über mindestens einen Ausgleichsbolzen und mindestens ein Ausgleichsrad auf diesem Ausgleichsbolzen ein erstes und ein zweites Abtriebsrad, das Differentialgehäuse hat einen Differentialgehäusetopf und einen Differentialgehäusedeckel, das Differentialgehäuse ist mit zwei Kegelrollenlagern in einem Achεgehäuse gelagert, das Achsgehäuse hat mindestens einen Achsgehäusedeckel, der Differentialgehäusetopf bildet einen Außenlamellenträger und trägt Außenlamellen, das erste Abtriebsrad bildet einen Innenlamellenträger und tr gt Innenlamellen, die Außenlamellen und Innenlamellen bilden ein Lamellenpaket und zusammen mit dem Außenlamellenträger und dem Innenlamellenträger eine Lamellenkupplung, die Lamellenkupplung bildet die Sperrkupplung für das Differentialgetriebe, ein Ruheteil und ein Arbeitsteil mit einer Betätigungskammer für Druckfluid bilden einen Schließzylinder für die Lame1lenkupplung, der Ruheteil und über den Ruheteil auch der Arbeitsteil sind drehfest zum Achsgehäuse, ein Druckring ist drehfest zum Differentialgehäuse, Druckfluid in der Betätigungskammer drückt über den Arbeitsteil des Schließzylinders, das Drucklager, den Druckring und das Lamellenpaket gegen eine erste Schulter des Differentialgehäuεes, zieht über das Differentialgehäuse

an einer zweiten Schulter des Differentialgehäuses und drückt über die zweite Schulter und ein Gegenlager zurück gegen den Ruheteil des Schließzylinders.

Bei einem Differentialgetriebe dieser Art mit einer Lamellenkupplung als Sperrkupplung kann man ein Sperrdrehmoment zwischen den zwei Abtriebsrädern des Differentialgetriebes zwischen einer oberen und einer unteren Grenze willkürlich oder selbsttätig ändern und damit den Drehzahlausgleich mehr oder weniger hemmen.

Ein bekanntes Differentialgetriebe dieser Art

(DE-OS 33 45 927) hat zusätzlich die Merkmale: das Drucklager 15 und das Gegenlager 17 sind auf gleichem

Durchmesser axial hintereinander angeordnet, der Ruheteil ld des Schließzylinders 12, ld ist ein

Ringzylinder mit einer außenzylindrischen Dichtfläche und einer innenzylindrischen Dichtfläche in geringem radialen

Abstand,

- der Arbeitsteil 12 des Schließzylinders 12, ld ist ein Ringkolben mit einem Dichtring in einer Nut in einer innenzylindrischen Fläche und mit einem Dichtring in einer Nut in einer außenzylindrischen Fläche, Druckfluid fließt unmittelbar zum Ruheteil ld des Schließzylinders 12, ld durch eine biegsame Leitung innerhalb des Achsgehäuses 1, eine Tellerfeder 11 zwischen der ersten Schulter 2a des Differentialgehäuses 2 und dem Lamellenpaket 9 erzeugt ein Sperrdrehmoment zwischen den zwei Abtriebszahnrädern 7a, 7b auch dann, wenn der Schließzylinder nicht betätigt ist, die zwei Schultern 2a, 16a des Differentialgehäuses 2 liegen in großem Abstand zueinander an den axialen Enden des Differentialgehäuses 2, dieser große Abstand muß durch lange axiale Finger 13a, 14a an zwei Ringen 13, 14 überbrückt werden, große Durchbrüche und Aussparungen für diese Finger 13a, 14a vermindern die Steifigkeit des Differentialgehäuses 2.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Differentialgetriebe dieser Art zu verbessern: die axiale Baulänge des Differentialgetriebes (in Richtung der gemeinsamen Achse der Abtriebsräder) soll kleiner werden, die beiden Teile des Schließzylinders sollen leichter zu fertigen sein, die biegsame Leitung innerhalb des Achsgehäuses mit ihren

Einbau-, Ausbau- und Dichtproblemen soll entfallen, das Sperrdrehmoment soll zwischen einer möglichst geringen unteren Grenze und einer möglichεt hohen oberen Grenze veränderbar sein, der axiale Abεtand zwischen den zwei Schultern des

Differentialgehäuses, zwischen denen die Schließkraft des

Schließzylinders als Zugkraft wirkt und das

Differentialgehäuse axial dehnen will, soll sehr gering sein, und das Differentialgehäuse selbst soll in seinem

Abschnitt zwischen den zwei Schultern sehr steif sein, damit nur ein kleiner Teil der Schließkraft als symmetrisch wirkende, zusätzliche axiale Kraft die zwei Kegelrollenlager belastet.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 der Erfindung gelöst: das Drucklager und das Gegenlager liegen in einer gemeinsamen Axialebene - das verringert die axiale Baulänge, der Ruheteil und der Arbeitsteil des Schließzylinders sind als Stufenkolben ausgebildet mit zwei außenzylindrischen Dichtflächen und als Stufenzylinder mit Dichtringen in Nuten in zwei innenzylindrischen Flächen - das vereinfacht die Fertigung,

ein Kragen an dem Achsgehäusedeckel hat eine außenzylindrische Dichtfläche; der Ruheteil hat Dichtringe in Nuten in einer außenzylindrischen Fläche; Druckfluid fließt aus einer Leitung in dem Kragen über radiale Löcher in eine Leitung in dem Ruheteil und von dort in die Betätigungskammer - das vermeidet die Schwierigkeiten einer biegsamen Leitung innerhalb des Achsgehäuses, die zwei Schultern des Differentialgehäuses liegen in geringem Abstand zueinander auf der gleichen axialen Seite des Ausgleichsbolzenε; das Differentialgehäuse hat nur wenige kleine Durchbrüche für die Druckstifte zwischen dem Druckring und dem Lamellenpaket und ist daher axial sehr steif - das verringert die zusätzliche Belastung der zwei Kegelrollenlager durch die Schließkraft, die Rückstellfedern öffnen die Lamellenkupplung vollständig - das ergibt ein sehr geringes kleinstes Sperrdrehmoment.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Ausschnit au einem Schnitt (entlang der gemeinsamen Achse der zwei Abtriebsräder) durch ein Differentialgetriebe nach der Erfind

Ein (nicht dargestellter) Motor treibt ein Differentialgehäuse 1 mit einem Differentialgehäusetopf 2 und einem Differentialgehäusedeckel 3. Das Differentialgehäuse 1 treibt über einen Ausgleichsbolzen 4 und Ausgleichsräder 5 ei erstes und ein zweites Abtriebsrad 6, 7, die in einer gemeins Achse 8 angeordnet sind. Das Differentialgehäuse 1 ist über z Kegelrollenlager 9 in einem Achsgehäuse 10 gelagert mit einerr. Achsgehäusetopf 11 und einem Achsgehäusedeckel 12.

Der Differentialgehäusetopf 2 bildet einen Außenlamellenträger und trägt Außenlamellen 13. Das erste Abtriebsrad 6 bildet einen Innenlamellenträger und trägt Innenlamellen 14. Die Außenlamellen 13 und Innenlamellen 14 bilden ein Lamellenpaket 15 und zusammen mit dem Außenlamellenträger und Innenlamellenträger eine Lamellenkupplung 16. Die Lamellenkupplung 16 bildet eine Sperrkupplung für das Differentialgetriebe und kann einen Drehzahlausgleich zwischen den zwei Abtriebsrädern 6, 7 hemmen.

Ein Ruheteil 17 und ein Arbeitsteil 18 mit einer Betätigungskammer 19 für Druckfluid bilden einen

Schließzylinder 20 für die Lamellenkupplung 16. Axiale Stifte 21, 22 in dem Ruheteil 17 halten den Ruheteil 17 und über den Ruheteil 17 auch den Arbeitsteil 18 drehfest zum

Achsgehäusedeckel 12. Zwei Dichtringe 41, 42 in zwei Nuten 43, 44 in zwei innenzylindrischen Flächen 45, 46 des Arbeitsteiles 18 liegen dicht an zwei außenzylindrischen Dichtflächen 47, 48 des Ruheteiles 17 an.

Rückstellfedern 23 zwischen einem Druckring 24 und dem Differentialgehäusedeckel 3 drücken den Druckring 24 über ein Drucklager 25 gegen den Arbeitsteil 18 und damit auch gegen den Ruheteil 17 des Schließzylinders 20 und drücken den Ruheteil 17 über ein Gegenlager 26 gegen einen Stützring 27 vor einem Sicherungsring 28 auf einem Lagerhals 29 des

Differentialgehäusedeckels 3. Die Rückstellfedern 23 halten den Druckring 24 drehfest zum Differentialgehäusedeckel 3.

Druckfluid kann aus einer Leitung 30 in dem Achsgehäusedeckel 12 über radiale Löcher 31 in eine Leitung 32 in dem Ruheteil 17 und von dort in die Betätigungskammer 19 fließen. Dichtringe 33 in Nuten 34 in einer innenzylindrischen Fläche 35 des Ruheteiles 17 liegen dicht an einer außenzylindrischen Dichtfläche 36 des Achsgehäuεedeckelε 12 an.

Druckfluid in der Betätigungskammer 19 drückt über den Arbeitsteil 18, das Drucklager 25, den Druckring 24 und Druckstifte 37 in axialen Bohrungen 38 des Differentialgehäusedeckels 3 das Lamellenpaket 15 der Lamellenkupplung 16 gegen eine Stirnfläche 39 des Differentialgehäusetopfes 2 axial vor dem Ausgleichsbolzen 4, zieht über einen Teil des Differentialgehäusetopfes 2 und über einen Teil des Differentialgehäusedeckels 3 an dem Sicherungsring 28 hinter dem Stützring 27 und drückt über den Stützring 27 und das Gegenlager 26 wieder gegen den Ruheteil 17 des Schließzylinders 20.

Die Stirnfläche 39 des Differentialgehäusetopfes 2 und der Sicherungsring 28 auf dem Lagerhals 29 des

Differentialgehäusedeckels 3 bilden eine erste und eine zweite Schulter des Differentialgehäuεes 1. Diese zwei Schultern liegen in einem geringen axialen Abstand voneinander. Eine von dem Druckfluid in der Betätigungskammer 19 erzeugte Schließkraft des Schließzylinders 20 wirkt als Zugkraft nur zwischen diesen zwei Schultern, nur in einem kleinen Teil des Differentialgehäusetopfes 2 und nur in einem Teil des Differentialgehäusedeckels 3.

Bezugszeichen