DE3831493A1

DE3831493A1 - Differential for the driving axles of motor vehicles, especially those with front-wheel drive

Info

Publication number: DE3831493A1
Application number: DE19883831493
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl Ing Bausch; Paul-Werner Dipl Ing Wilbat; Hans-Peter Dipl Ing Hemmer
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1988-09-16
Filing date: 1988-09-16
Publication date: 1990-03-22
Also published as: DE3831493C2

Abstract

A differential for the driving axles of motor vehicles, especially those with front-wheel drive, has an engageable differential lock, such that an engageable and disengageable hydrostatic coupling, designed as planetary gearing, is provided for the releasable connection of one of the two wheel drive shafts to the differential gear housing (differential cage). The hydrostatic coupling is arranged in a housing, flange-mountable on the differential, in such a way that the housing encloses the relevant drive shaft essentially concentrically. The hydrostatic coupling can be manually engaged and automatically switched off above a predetermined vehicle speed.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ausgleichsgetriebe für die Antriebsachsen von Kraftfahrzeugen, insbesondere solchen mit Frontantrieb, mit zuschaltbarer Differentialsperre, dergestalt, daß eine als Planetengetriebe ausgebildete, ein- und ausrückbare hydrostatische Kupplung zur lösbaren Verbindung einer der beiden Radantriebswellen mit dem Aus gleichsrädergehäuse (Differentialkäfig) vorgesehen ist.The invention relates to a differential for the drive axles of motor vehicles, especially those with front-wheel drive, with selectable differential lock, in such a way that a planetary gear, engaging and disengaging hydrostatic coupling for releasable Connection of one of the two wheel drive shafts to the off same gear housing (differential cage) is provided.

Ein derartiges Ausgleichsgetriebe ist durch die DE 35 42 184 A1 bekannt geworden. Es handelt sich hierbei, genauer gesagt, um ein hydraulisch selbstsperrendes Planeten-Differential getriebe, bestehend aus einem als Abtrieb dienenden inneren Zentralrad, einem als Antriebsglied dienenden Planetenrad träger mit darin gelagerten Planeten und einem als Abtrieb dienendem äußeren Zentralrad, bei dem der Planetenradträger so ausgebildet ist, daß von ihm dicht umschlossene Zahnräder ein geeignetes Druckmedium in Druckräume fördern. Wahlweise können alle oder nur bestimmte Zahnräder als Zahnladpumpe wirken. Es sind keine besonderen Kanäle für den Ölstrom vorgesehen. Der Aufbau des Sperrdrehmomentes erfolgt durch Drosselung des Leckölrückstromes in Spalten zwischen den Zahnrädern und dem Planetenradträger. Such a differential is through DE 35 42 184 A1 known. More specifically, a hydraulically self-locking planetary differential gear, consisting of an inner serving as an output Central gear, a planet gear serving as a drive member carrier with planets stored therein and one as an output serving outer central gear, in which the planet carrier is designed so that it tightly enclosed gears convey a suitable pressure medium into pressure rooms. Optional can use all or only certain gears as a loading pump Act. They are not special channels for the oil flow intended. The locking torque is built up by Throttling the leakage oil backflow in columns between the Gears and the planet carrier.

Eine Anwendung des bekannten selbstsperrenden Ausgleichsge triebes zur Quersperrung der Antriebsachsen frontgetrie bener Fahrzeuge würde zu hohe Lenkrückstellmomente bedeuten. Insbesondere könnten sich oberhalb einer bestimmten Fahrzeug geschwindigkeit bei plötzlich auftretenden unterschiedlichen Reibwerten für die beiden Räder auf der Fahrbahn Lenkkräfte aufbauen, auf die der Fahrer nicht gefaßt ist.An application of the well-known self-locking compensating ge drives to cross-lock the drive axles front gear The other vehicles would mean steering restoring torques that were too high. In particular, could be above a certain vehicle speed when suddenly appearing different Coefficients of friction for the two wheels on the road steering forces build up that the driver is not prepared for.

Zur Abhilfe des vorgenannten Problems denkbare elektronisch geregelte Differentialsperren wären aufwendig in der Konstruk tion und mit sehr hohen Kosten verbunden.To remedy the aforementioned problem conceivable electronically regulated differential locks would be complex to construct tion and associated with very high costs.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein insbesondere für frontge triebene Kraftfahrzeuge geeignetes Ausgleichsgetriebe zu schaffen, das mit vergleichsweise einfachen konstruktiven Mitteln realisierbar ist und keine unerwünschten Lenkkräfte zur Folge hat.The object of the invention is, in particular for frontge driven motor vehicles to suitable differential gear create that with comparatively simple constructive Means is realizable and no undesirable steering forces has the consequence.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einem Ausgleichs getriebe der eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst, daß die hydrostatische Kupplung in einem an das Ausgleichs getriebe anflanschbaren Gehäuse angeordnet ist, derart, daß das Gehäuse die betreffende Radantriebswelle im wesent lichen konzentrisch umschließt, und daß die hydrostatische Kupplung manuell zuschaltbar und oberhalb einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch abschaltbar ist.According to the invention, the object is a compensation gearing of the type described in the introduction solved that the hydrostatic clutch in one to the balancing gearbox-mounted housing is arranged, such that the housing in question the wheel drive shaft in question lichen concentrically and that the hydrostatic Clutch can be switched on manually and above a specified one Vehicle speed can be switched off automatically.

Die erfindungsgemäße hydrostatische Kupplung zeichnet sich einmal dadurch aus, daß sie sich - zum Beispiel bei Anwendung an frontgetriebenen Fahrzeugen - an einer vorhandenen Schalt getriebe/Differentialgetriebe-Einheit außen (und gegebenen falls noch nachträglich) anbringen läßt. Sie bewirkt außerdem eine wesentliche Verbesserung der Anfahrfähigkeit des Fahrzeu ges auf sehr schlechter Fahrbahnoberfläche, zum Beispiel auf extremem Mikrosplitt. Zugleich bleibt aber bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten eine bestmögliche Fahrwerkabstim mung, die sich nur ohne Differentialsperre erreichen läßt, gewährleistet. Darüber hinaus macht sich das erfindungsgemäße Ausgleichsgetriebe auch den dem bekannten Ausgleichsgetriebe nach DE 35 42 184 A1 eigenen Vorteil, der in einer linear verlaufenden Sperrmomenten-Kennlinie besteht, zunutze.The hydrostatic clutch according to the invention is characterized again by the fact that they - unit differential gear outside (and, if appropriate even subsequently) can be to an existing manual transmission / install - for example, when applied to front wheel drive vehicles. It also brings about a significant improvement in the ability of the vehicle to start off on very poor road surfaces, for example on extreme microsplit. At the same time, however, the best possible suspension tuning, which can only be achieved without a differential lock, is guaranteed at higher vehicle speeds. In addition, the differential gear according to the invention also makes use of the advantage inherent in the known differential gear according to DE 35 42 184 A1, which consists in a linear locking torque characteristic.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Grundgedankens der Erfindung können den Ansprüchen 2 bis 9 und 11 bis 14 entnommen werden.Advantageous further developments of the basic idea of the invention can be found in claims 2 to 9 and 11 to 14.

Zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe trägt weiterhin wesentlich ein Erfindungsgedanke bei, der darin besteht, daß die hydrostatische Kupplung als flüssigkeitsdicht geschlos sene Baueinheit ausgebildet ist, derart, daß Sonnenrad und Planetenräder von einem zylinderförmigen Verschlußblech umschlossen sind, das - beidseitig des Sonnenrades und der Planetenräder - an dem Planetenträger dichtend angreift, wobei der Planetenträger zugleich einen Teil des geschlos senen Kupplungsgehäuses bildet.To solve the problem set out further contributes significantly to an inventive idea, which consists in the fact that the hydrostatic clutch is designed as a liquid-tight closed unit, such that the sun gear and planet gears are enclosed by a cylindrical sealing plate that - on both sides of the sun gear and the planet gears - Seals on the planet carrier, the planet carrier also forming part of the closed clutch housing.

Der vorstehende Erfindungsgedanke ermöglicht vorteilhaft die Einfüllung von Ölen mit verschiedener Viskosität in die geschlossene Baueinheit der hydrostatischen Kupplung. Dadurch wird der wesentliche Vorteil erreicht, daß das Sperrmoment durch die Viskosität des jeweiligen Öles variiert werden kann. Die hydrostatische Kupplung ist somit unabhängig vom Getriebeöl, welches den Planetenträger (außerhalb der geschlossenen Baueinheit) umgibt. Ein nicht unerheblicher Vorzug dieses Erfindungsgedankens ist auch darin zu sehen, daß er auch dann anzuwenden ist, wenn die Sperrung des erfindungsgemäßen Planeten-Differential-Getriebes nicht zu- und abschaltbar ist.The above inventive concept advantageously enables the filling of oils with different viscosity in the closed assembly of the hydrostatic coupling. The main advantage is achieved that the Locking torque varies due to the viscosity of the respective oil can be. The hydrostatic clutch is therefore independent from the gear oil, which the planet carrier (outside the closed unit) surrounds. A not inconsiderable one The advantage of this inventive idea can also be seen in that it should also be applied if the Planetary differential gear according to the invention not can be switched on and off.

Zur Veranschaulichung und näheren Erläuterung der Erfindung dienen Ausführungsbeispiele, die in der Zeichnung dargestellt und nachstehend ausführlich beschrieben sind. Es zeigt: To illustrate and explain the invention serve embodiments shown in the drawing and are described in detail below. It shows:

Fig. 1 eine Draufsicht (schematisch) auf Fahrwerk und Antriebsaggregate eines frontgetriebenen Personenkraftwagens, Fig. 1 is a plan view (schematic) of the chassis and drive units of front-wheel driven passenger car,

Fig. 2 eine Ausführungsform eines zuschaltbaren selbst sperrenden Differentials mit hydrostatischer Kupplung, im Längsschnitt und in gegenüber Fig. 1 vergrößerter Darstellung, Fig. 2 shows an embodiment of a self-locking differential shiftable with hydrostatic clutch, in longitudinal section and in respect to Fig. 1 an enlarged scale;

Fig. 3 die Einzelheit "X" aus Fig. 2, in gegenüber Fig. 2 vergrößerter Darstellung, Fig. 3 shows the detail "X" from Fig. 2, enlarged in comparison to FIG. 2 showing

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 2, in gegenüber Fig. 2 vergrößerter Darstellung, Fig. 4 shows a section along the line IV-IV in Fig. 2, enlarged in comparison to FIG. 2 showing

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 2, in gegenüber Fig. 2 vergrößerter Darstellung, Fig. 5 is a section along the line VV in Fig. 2, enlarged in comparison to FIG. 2 showing

Fig. 6 eine gegenüber Fig. 2 etwas abgewandelte Ausfüh rungsform eines zuschaltbaren selbstsperrenden Differentials mit hydrostatischer Kupplung, in Darstellung entsprechend Fig. 2, und Fig. 6 a compared to Fig. 2 somewhat modified Ausfüh approximate shape of a switchable self-locking differential with hydrostatic clutch, in the representation corresponding to FIG. 2, and

Fig. 7 in Diagrammdarstellung den Verlauf des Sperr moments, aufgetragen über der Drehzahldifferenz (rechtes und linkes Rad der betreffenden Fahrzeug achse), bei einem selbstsperrenden Diffelential mit hydrostatischer Kupplung nach der Erfin dung. Fig. 7 in a diagram the course of the locking torque, plotted against the speed difference (right and left wheel of the vehicle in question), with a self-locking differential with hydrostatic clutch according to the inven tion.

In Fig. 1 bezeichnet 10 die Umrißkonturen eines frontgetrie benen Personenkraftwagens. Hierbei ist erkennbar die Hinter achse 11 mit den beiden nicht angetriebenen Hinterrädern 12 und 13 und die Vorderachse 14 mit den beiden angetrie benen Vorderrädern 15 und 16. Für die Antriebsenergie sorgt ein vor der Vorderachse 14 querliegender Vierzylinder-Reihen motor 17, an den ein Schaltgetriebe 18 mit integriertem Ausgleichsgetriebe 19 angeflanscht ist. Die Antriebswellen der Vorderräder 15 und 16 sind mit 20 bzw. 21 beziffert. An das gemeinsame, mit 22 bezeichnete Gehäuse des Schaltgetrie bes 18 und des Ausgleichsgetriebes 19 ist ein insgesamt mit 23 beziffertes selbstsperrendes hydrostatisches Sperr differential angeflanscht. Das hydrostatische Sperrdifferen tial 23 ist durch einen Einschalter 24 manuell zuschaltbar und durch einen Hubmagneten 25 betätigbar. Der Hubmagnet 25 ist bei Überschreitung bestimmter Fahrzeuggeschwindig keiten automatisch abschaltbar. Hierzu ist am rechten Hinter rad 13 ein Geschwindigkeitssensor 26 vorgesehen, der den Hubmagneten 25 über eine elektronische Steuereinheit 27 ansteuert.In Fig. 1, 10 denotes the outline contours of a front-transmission passenger car. Here you can see the rear axle 11 with the two non-driven rear wheels 12 and 13 and the front axle 14 with the two driven front wheels 15 and 16 . The drive energy is provided by a four-cylinder in-line engine 17 which lies transversely in front of the front axle 14 and to which a manual transmission 18 with an integrated differential 19 is flanged. The drive shafts of the front wheels 15 and 16 are numbered 20 and 21 , respectively. At the common, designated 22 housing of the gearbox 18 and the differential gear 19 is a total of 23 self-locking hydrostatic locking differential flanged. The hydrostatic locking differential 23 can be switched on manually by a switch 24 and actuated by a solenoid 25 . The lifting magnet 25 is automatically switched off when certain vehicle speeds are exceeded. For this purpose, a speed sensor 26 is provided on the right rear wheel 13 , which controls the solenoid 25 via an electronic control unit 27 .

Fig. 2 zeigt nun eine nähere konstruktive Ausgestaltung einer derartigen Differentialsperre 23. Diese ist - im Unterschied zu der Variante 23 b nach Fig. 6 - mit 23 a bezeich net. Wie Fig. 2 erkennen läßt, ist die Differentialsperre 23 a in einem Zusatzgehäuse untergebracht, welches mit 28 bezeichnet und an das Ausgleichsgetriebegehäuse 22 bei 29 angeflanscht ist. Ein Antriebsrad (nicht dargestellt) für einen Differential käfig 31 ist mittels Kegelrollenlager 32 im Ausgleichs getriebegehäuse 22 gelagert. Es sitzt drehfest auf einer Hohlwelle 33, die aus dem Ausgleichsgetriebegehäuse 22 heraus in das Zusatzgehäuse 28 hineinragt und dort einen Gehäuseteil einer insgesamt mit 34 a bezeichneten hydrostati schen Kupplung bildet. Mit 30 ist der Antrieb für den Tachometer bezeichnet. Die Hohlwelle 33 wird durchsetzt von einer verlängerten Antriebswelle 35 eines als Kegelrad ausgebildeten und mit 36 bezifferten Ausgleichszahnrades des Ausgleichsgetriebes 19. Die verlängerte Antriebswelle 35 ist im Zusatzgehäuse 28 mittels eines Kugellagers 37 gelagert. Sie besitzt dort eine Keilverzahnung 38, die zur drehfesten Fixierung eines Antriebsgelenkes 39 (Fig. 1) dient, welches die Verbindung zu der (in Fig. 2 nicht gezeig ten, jedoch aus Fig. 1 ersichtlichen) Radantriebswelle 21 darstellt. Fig. 2 is now a more detailed structural embodiment shows such a differential stopper 23. In contrast to the variant 23 b according to FIG. 6 , this is denoted by 23 a . As can be seen in FIG. 2, the differential lock 23 a is accommodated in an additional housing, which is designated 28 and is flanged to the differential gear housing 22 at 29 . A drive wheel (not shown) for a differential cage 31 is mounted by means of tapered roller bearings 32 in the differential gear housing 22 . It sits rotatably on a hollow shaft 33 which protrudes out of the differential gear housing 22 into the additional housing 28 and forms there a housing part of a hydrostatic coupling designated overall with 34 a . With 30 the drive for the speedometer is designated. The hollow shaft 33 is penetrated by an extended drive shaft 35 of a differential gear 19 of the differential gear 19, which is designed as a bevel gear and numbered 36 . The extended drive shaft 35 is mounted in the additional housing 28 by means of a ball bearing 37 . There it has a spline 38 , which serves for the rotationally fixed fixing of a drive joint 39 ( FIG. 1), which represents the connection to the (not shown in FIG. 2, but visible from FIG. 1) wheel drive shaft 21 .

Zur weiteren Fixierung der Differentialsperre 23 a dient eine Halter-Befestigung 40, die einerseits am Motorblock 17 (Fig. 1), andererseits - bei 41, 42 - am Zusatzgehäuse 28 angreift.For further fixation of the differential lock 23 a is used a holder attachment 40 , which engages on the one hand on the engine block 17 ( FIG. 1), and on the other hand - at 41, 42 - on the additional housing 28 .

Aus Fig. 2, insbesondere aber auch aus Fig. 4 und 5, geht nun der spezielle Aufbau der nach Art eines Planetengetriebes konzipierten hydrostatischen Kupplung 34 a hervor. Diese besitzt ein zentrales Sonnenrad 43, welches mittels Keilen 44, 45 auf der Antriebswelle 35 drehfest und axial unver schiebbar angeordnet ist. Das Sonnenrad 43 kämmt mit insgesamt drei Planetenrädern 46, 47 und 48, die in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Winkelabständen von 120° zueinander angeord net sind. Die Planetenräder 46 bis 48 sind mittels Lagerbol zen 49 bis 51 an einem Planetenträger gelagert, der aus zwei im axialen Abstand voneinander angeordneten, Sonnenrad 43 und Planetenräder 46 bis 48 zwischen sich einschließenden, durch die Lagerbolzen 49 bis 51 miteinander verbundenen Scheiben 52 und 53 besteht. Die eine Scheibe 52 des Planeten trägers 52, 53 greift hierbei an der Hohlwelle 33 an und bildet zusammen mit dieser eine einstückige Baueinheit. Insgesamt ist die hydrostatische Kupplung 23 a als flüssig keitsdicht geschlossene Baueinheit ausgebildet. Zu diesem Zweck ist ein zylinderförmiges Verschlußblech 54 vorgesehen, welches zusammen mit den beiden Scheiben 52 und 53 des Planetenträgers ein geschlossenes Kupplungsgehäuse bildet. Hierbei ist das Verschlußblech 54 beidseitig (bei 55 und 56) in die äußeren Stirnflächen des Planetenträgers 52, 53 "eingerollt".From Fig. 2, but in particular also from Figs. 4 and 5, now is the specific construction of the designed in the manner of a planetary gear hydrostatic clutch 34 produces a. This has a central sun gear 43 , which is arranged by means of wedges 44 , 45 on the drive shaft 35 in a rotationally fixed and axially immovable manner. The sun gear 43 meshes with a total of three planet gears 46 , 47 and 48 , which are net angeord in the circumferential direction at uniform angular intervals of 120 °. The planet gears 46 to 48 are supported by means of bearing bolts zen 49 to 51 on a planet carrier which consists of two axially spaced apart, sun gear 43 and planet gears 46 to 48 between them, connected by the bearing bolts 49 to 51 to each other discs 52 and 53 . One disk 52 of the planet carrier 52 , 53 engages the hollow shaft 33 and forms an integral unit together with this. Overall, the hydrostatic clutch 23 a is designed as a liquid-tight closed unit. For this purpose, a cylindrical closure plate 54 is provided which, together with the two disks 52 and 53 of the planet carrier, forms a closed clutch housing. Here, the closure plate 54 is "rolled" on both sides (at 55 and 56 ) into the outer end faces of the planet carrier 52 , 53 .

Wie Fig. 2 und 4 des weiteren erkennen lassen, ist mit dem Planetenträger 52, 53 eine Planetenträgerplatte 57 drehfest verbunden, die mit drei segmentartigen Ausformun gen 58, 59 und 60 die Zwischenräume zwischen den einzelnen Planetenrädern 46, 47 und 48 ausfüllt. In die segmentartigen Ausformungen sind Druckentlastungsbohrungen 61 eingearbeitet. Aufgrund der genannten Maßnahmen ergeben sich im Bereich 62 des Sonnenrades 43 insgesamt sechs hydraulische Druckräume, die durch die Druckentlastungsbohrungen 61 mit einem sich am Außenumfang der Planetenträgerplatte 57 erstreckenden zylindrischen Hohlraum 63 verbunden sind. Die genannten Druckräume 62 und 63 innerhalb des geschlossenen Kupplungs gehäuses 52, 53, 54 werden mit einer Flüssigkeit einer bestimmten Viskosität gefüllt. Die Kupplungsflüssigkeit muß nicht mit dem innerhalb des gemeinsamen Schaltgetriebe/ Differentialgetriebegehäuse 22 eingefüllten Getriebeöl identisch sein. Die Einfüllung der Kupplungsflüssigkeit erfolgt durch eine axiale Bohrung 64 des Planetenträgerteils 53. Die Bohrung 64 kann anschließend durch einen Öleinfluß stopfen 65 verschlossen werden.As can be seen in FIGS. 2 and 4, a planet carrier plate 57 is connected in a rotationally fixed manner to the planet carrier 52 , 53 , and fills the gaps between the individual planet gears 46 , 47 and 48 with three segment-like formations 58 , 59 and 60 . Pressure relief bores 61 are machined into the segment-like formations. Due to the measures mentioned, a total of six hydraulic pressure chambers result in the area 62 of the sun gear 43 , which are connected through the pressure relief bores 61 to a cylindrical cavity 63 extending on the outer circumference of the planet carrier plate 57 . The pressure chambers 62 and 63 mentioned within the closed clutch housing 52 , 53 , 54 are filled with a liquid of a certain viscosity. The clutch fluid need not be identical to the transmission oil filled within the common manual transmission / differential case 22 . The clutch fluid is filled through an axial bore 64 of the planet carrier part 53 . The bore 64 can then be plugged 65 by an oil influence.

Solange die hydrostatische Kupplung 34 a nicht gesperrt ist, können sich bei auftretenden Differenzdrehzahlen zwischen dem Differentialkäfig 31 bzw. der mit diesem drehfest verbun denen Hohlwelle 33 und der Antriebswelle 35 die mit der Hohlwelle 33 über den Planetenträger 52, 53 verbundenen Planetenräder 46 bis 48 auf dem mit der Antriebswelle 35 drehfest verbundenen Sonnenrad 43 abwälzen. Dabei wird das in dem geschlossenen Kupplungsgehäuse 54 befindliche Hydrauliköl, ähnlich wie bei einer Zahnradpumpe, gefördert, und vermag jeweils durch die Druckentlastungsbohrungen 61 radial von innen nach außen bzw. von außen nach innen zu entweichen.As long as the hydrostatic clutch 34 a is not locked, when differential speeds occur between the differential cage 31 or the non-rotatably connected hollow shaft 33 and the drive shaft 35, the planet gears 46 to 48 connected to the hollow shaft 33 via the planet carrier 52 , 53 Roll the sun gear 43 connected to the drive shaft 35 in a rotationally fixed manner. The hydraulic oil located in the closed clutch housing 54 is conveyed, similarly to a gear pump, and is able to escape radially from the inside to the outside or from the outside to the inside through the pressure relief bores 61 .

Zur Sperrung der hydrostatischen Kupplung 34 a sind in der Planetenträgerplatte 57 drei in gleichmäßigen Winkelabständen von 120° zueinander versetzte axiale Bohrungen 66, 67 und 68 vorgesehen, die jeweils am Schnittpunkt zweier sich kreuzender Druckentlastungsbohrungen 61 angeordnet sind. In jeder axialen Bohrung 66 bzw. 67 bzw. 68 ist ein Verschluß bolzen 69 (vgl. Fig. 2 und 3) in Pfeilrichtung 70 verschieb bar angeordnet. In seiner rechten Endstellung (Fig. 2) gibt der Verschlußbolzen 69 die Druckentlastungsbohrungen 61 frei, und die hydrostatische Kupplung 34 a ist nicht gesperrt. In der linken Endstellung der Verschlußbolzen 69 dagegen (siehe Fig. 3) werden die Druckentlastungsbohrungen 61 verschlossen, und die hydrostatische Kupplung 34 a ist somit gesperrt.To lock the hydrostatic coupling 34 a , three axial bores 66 , 67 and 68 are provided in the planet carrier plate 57 at equal angular intervals of 120 °, which are each arranged at the intersection of two intersecting pressure relief bores 61 . In each axial bore 66 or 67 or 68 , a locking bolt 69 (see. Fig. 2 and 3) in the direction of arrow 70 is arranged bar. In its right end position ( Fig. 2), the locking bolt 69 releases the pressure relief holes 61 , and the hydrostatic clutch 34 a is not locked. In contrast, in the left end position of the locking bolt 69 (see FIG. 3), the pressure relief bores 61 are closed, and the hydrostatic coupling 34 a is blocked.

Wie weiterhin aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, besitzen die Verschlußbolzen 69 an ihrem innerhalb der Kupplung 34 a befindlichen Endbereich eine abgestufte Verjüngung 71 und eine sich am Ende daran anschließende tellerartige Verbreiterung 72. Die tellerförmige Verbreiterung 72 des Verschlußbolzens 69 wird von einer Schraubendruckfeder 73 beaufschlagt, die ebenso wie die tellerartige Verbreitelung 72 des Verschlußbolzens 69 in einer erweiterten Fortsetzung 74 der Axialbohrung 66 angeordnet ist und sich mit ihrem rückwärtigen Ende an dem Scheibenteil 52 des Planetenträgers 52, 53 abstützt. Die Verschiebung der Verschlußbolzen 68 in ihre linke Endstellung (Sperrstellung der Kupplung, Fig. 3) erfolgt somit gegen den Widerstand der Schrauben druckfedern 73, wohingegen das Öffnen der Kupplung (Verschie bung der Verschlußbolzen 69 nach rechts, Fig. 2) selbsttätig durch die vorgespannten Schraubendruckfedern 73 bewirkt wird.As can also be seen from FIGS. 2 and 3, the locking bolts 69 have a stepped taper 71 at their end region located within the coupling 34 a and a plate-like widening 72 adjoining it at the end. The plate-shaped widening 72 of the locking bolt 69 is acted upon by a helical compression spring 73 which, like the plate-like widening 72 of the locking bolt 69, is arranged in an enlarged continuation 74 of the axial bore 66 and is supported with its rear end on the disk part 52 of the planet carrier 52 , 53 . The displacement of the locking bolt 68 in its left end position (locking position of the clutch, Fig. 3) thus takes place against the resistance of the compression springs 73 , whereas the opening of the clutch (displacement of the locking bolt 69 to the right, Fig. 2) automatically by the preloaded Helical compression springs 73 is effected.

Zur Betätigung der Verschlußbolzen 69 und damit der hydrostati schen Kupplung 34 a dient eine Ausrückscheibe 75, die - außerhalb der eine geschlossene Baueinheit darstellenden hydrostatischen Kupplung 34 a - auf der Antriebswelle 35 axial verschiebbar angeordnet ist. Wie Fig. 2 und 3 zeigen, sind die Verschlußbolzen 69 mit ihrem außerhalb des Kupplungs gehäuses 54 befindlichen Ende 76 an der Ausrückscheibe 75 befestigt.To actuate the locking bolt 69 and thus the hydrostatic coupling's 34 a serves a disengagement plate 75 , which - is arranged axially displaceably on the drive shaft 35 - outside the hydrostatic coupling 34 a , which is a closed structural unit. As shown in FIGS. 2 and 3, the locking bolts 69 are fastened to the release disk 75 with their end 76 located outside the clutch housing 54 .

Wie aus Fig. 5 hervorgeht, wird die Ausrückscheibe 75 durch eine Schaltgabel 77 bewegt, die bei 78, 79 an der Ausrück scheibe 75 gelenkig angreift. Die Gelenkbolzen 78, 79 der Schaltgabel 77 greifen hierbei in ein Gleitstück 80 bzw. 81 ein. Die Gleitstücke 80, 81 sind in einer Ringnut 82 der Ausrückscheibe 75 in Umfangsrichtung verschieblich angeordnet. Hierdurch wird eine Drehbewegung der Ausrück scheibe 75 (zusammen mit der hydrostatischen Kupplung 34 a) gegenüber der durch einen Bolzen 83 gehäusefest gelagerten Schaltgabel 77 ermöglicht. Die Schaltgabel 77 wird ihrerseits durch den bereits erwähnten Hubmagneten 25 (vgl. auch Fig. 1) betätigt, der in einem speziellen Gehäuseteil 84 untergebracht ist.As can be seen from Fig. 5, the release disk 75 is moved by a shift fork 77 which at 78, 79 on the release disk 75 articulated attack. The hinge pins 78 , 79 of the shift fork 77 engage in a slide 80 and 81, respectively. The sliders 80 , 81 are arranged in an annular groove 82 of the disengaging plate 75 so as to be displaceable in the circumferential direction. This enables a rotational movement of the disengagement disk 75 (together with the hydrostatic clutch 34 a ) relative to the shift fork 77 which is mounted fixed to the housing by a bolt 83 . The shift fork 77 is in turn actuated by the already mentioned lifting magnet 25 (cf. also FIG. 1), which is accommodated in a special housing part 84 .

Zur flüssigkeitsdichten Abdichtung der hydrostatischen Kupplung 34 a gegenüber dem vom Gehäuse 28 umschlossenen Raum sind verschiedene Dichtringe vorgesehen, die aus Fig. 2 und 3 ersichtlich und mit 85, 86 und 87 beziffert sind.Various sealing rings are provided for the liquid-tight sealing of the hydrostatic coupling 34 a with respect to the space enclosed by the housing 28 , which are shown in FIGS. 2 and 3 and numbered 85, 86 and 87 .

Die Ausführungsform der hydrostatischen Kupplung 34 b nach Fig. 6 entspricht in fast allen wesentlichen Teilen der Ausführungsform 34 a nach Fig. 2 bis 5. Eine Besonderheit der Variante nach Fig. 6 gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 2 und 3 besteht jedoch darin, daß die zur Rückstel lung der Verschlußbolzen 69 bzw. der Ausrückscheibe 65 dienenden Schraubendruckfedern - in Fig. 6 mit 88 bezeichnet - außerhalb des geschlossenen Kupplungsgehäuses 52, 53, 54 angeordnet sind. Die Schraubendruckfedern 88 umgeben hierbei konzentrisch die Verschlußbolzen 69 und stützen sich einerseits an der Ausrückscheibe 75, andererseits an der gegenüberliegenden Stirnfläche des Planetenträgerteils 53 ab.The embodiment of the hydrostatic coupling 34 b according to FIG. 6 corresponds in almost all essential parts of the embodiment 34 a according to FIGS. 2 to 5. A special feature of the variant according to FIG. 6 compared to the embodiment according to FIGS. 2 and 3 is that the helical compression springs used to reset the locking bolts 69 and the disengaging plate 65 - designated in FIG. 6 by 88 - are arranged outside the closed clutch housing 52 , 53 , 54 . The helical compression springs 88 concentrically surround the locking bolts 69 and are supported on the one hand on the release disk 75 and on the other hand on the opposite end face of the planet carrier part 53 .

Die Ausführungsform nach Fig. 6 unterscheidet sich des weiteren von der Variante nach Fig. 2 und 3 dadurch, daß in der Planetenträgerplatte 57 Leckölbohrungen 89, 90 vorge sehen sind, die - bei gesperrter hydrostatischer Kupplung 34 b - für den Leckölabfluß hinter den Verschlußbolzen 69 in den druckfreien Raum 63 sorgen. The embodiment according to FIG. 6 also differs from the variant according to FIGS. 2 and 3 in that in the planet carrier plate 57 leakage oil holes 89 , 90 are easily seen, which - with the hydrostatic coupling 34 b blocked - for the leakage oil drain behind the locking bolts 69 into the pressure-free room 63 .

Um die Differentialsperre einzuschalten, muß also nach dem im Vorstehenden Gesagten die Ausrückscheibe - bezogen auf die Darstellungen nach Fig. 2, 3 und 6 - von rechts nach links bewegt werden, bis die Verschlußbolzen 69 ihre aus Fig. 3 ersichtliche Sperrstellung erreicht haben. Die Betätigung der Ausrückscheibe 75 kann hierbei manuell, hydraulisch oder pneumatisch oder aber auch mittels Stellmotor erfolgen. Die in der Zeichnung gewählte Variante einer automatischen Betätigung der Ausrückscheibe 75 durch einen Hubmagneten 25 in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrzeugge schwindigkeit wurde bereits erwähnt.In order to switch on the differential lock, the disengaging disk must be moved from right to left - based on the representations according to FIGS. 2, 3 and 6 - until the locking bolts 69 have reached their locking position shown in FIG. 3. The release disk 75 can be actuated manually, hydraulically or pneumatically or else by means of a servomotor. The variant selected in the drawing of an automatic actuation of the release disk 75 by a lifting magnet 25 as a function of the respective speed of the vehicle has already been mentioned.

Bei eingeschalteter Differentialsperre (Schließstellung der Verschlußbolzen 69 gemäß Fig. 3) erzeugen nun die Planeten räder 46, 47 und 48 einen Druckaufbau in den diversen hydrau lischen Druckräumen. Aufgrund der durch die Verschlußbolzen 69 unterbrochenen Druckentlastungsbohrungen 61 kann das Hydrauliköl innerhalb des geschlossenen Kupplungsgehäuses 52, 53, 54 nicht mehr radial entweichen, und es entsteht infolgedessen eine Sperrwirkung. Hierbei wird die Antriebs welle 35 mit der Hohlwelle 33 gekuppelt. Die sich durch das Zahnspiel zwischen dem Sonnenrad 43 und den mit diesem kämmenden Planetenrädern 46 bis 48 sowie seitlich an den Planetenrädern 46 bis 48 ergebenden Spalte sind so bemessen, daß eine gewisse gedrosselte Teilölmenge abströmen kann. Die Spalte lassen sich derart dimensionielen, daß sich mit wachsender Differenzdrehzahl zwischen Sonnenrad 43 und Kupplungsgehäuse 52, 53, 54 ein lineal ansteigendes Sperrmoment der hydrostatischen Kupplung 34 a bzw. 34 b ergibt (vgl. Fig. 7).With the differential lock switched on (closed position of the locking bolt 69 according to FIG. 3), the planet wheels 46 , 47 and 48 now generate a pressure build-up in the various hydraulic pressure chambers. Due to the pressure relief bores 61 interrupted by the locking bolts 69 , the hydraulic oil can no longer escape radially within the closed clutch housing 52 , 53 , 54 and, as a result, there is a locking effect. Here, the drive shaft 35 is coupled to the hollow shaft 33 . The resulting from the backlash between the sun gear 43 and the meshing with this planet gears 46 to 48 and laterally on the planet gears 46 to 48 are dimensioned so that a certain throttled amount of oil can flow out. The gaps can be dimensioned in such a way that with increasing differential speed between sun gear 43 and clutch housing 52 , 53 , 54, a locking torque of the hydrostatic clutch 34 a or 34 b increases in a linear manner (cf. FIG. 7).

Claims

1. Differential gear for the drive axles of motor vehicles, in particular those with front-wheel drive, with switchable differential lock, such that a hydrostatic clutch designed as a planetary gear, can be engaged and disengaged for releasable connection of one of the two wheel drive shafts with the differential gear housing (differential cage) is provided, characterized in that the hydrostatic coupling ( 34 a , 34 b ) is arranged in a housing ( 23 a , 28 ) which can be flanged onto the differential ( 18 , 19 , 22 ), such that the housing ( 23 a , 28 ) the relevant drive shaft ( 35 ) closes substantially concentrically, and that the hydrostatic clutch ( 34 a , 34 b ) can be switched on manually and automatically switched off above a predetermined vehicle speed.

2. A differential drive according to claim 1, characterized in that the hydrostatic coupling (34 a, 34 b) is actuated by a shaft of the relevant drive (35) axially displaceably arranged Ausrückscheibe (75), axially directed at the Ausrückscheibe (75) Attack locking bolts ( 69 ) which close or open the pressure release bores ( 61 ) inside the hydrostatic coupling ( 34 a , 34 b ) when the release disk ( 75 ) is actuated.

3. Differential gear according to claim 2, characterized in that the disengaging plate ( 75 ) can be actuated hydraulically or pneumatically or by means of a servomotor.

4. differential gear according to claim 2 or 3, characterized in that the disengaging plate ( 75 ) and thus the hydrostatic clutch ( 34 a , 34 b ) can be actuated by a speed sensor-controlled lifting magnet ( 25 ).

5. differential gear according to claim 1 or 4, characterized in that the speed sensor ( 26 ) controls an electronic control unit ( 27 ) which breaks the electrical power supply to the lifting magnet ( 25 ) above a predetermined vehicle speed ( Fig. 1).

6. differential gear according to one or more of claims 2 to 5, characterized in that for actuating the hydrostatic coupling's ( 34 a , 34 b ) on the disengaging plate ( 75 ) engages a shift fork ( 77 ) (at 78, 79 ).

7. differential gear according to one or more of claims 2 to 6, characterized in that the locking bolts ( 69 ) against the resistance of springs ( 73 , 88 ) in the sense of engagement of the hydrostatic clutch ( 34 a , 34 b ) can be actuated, and that the springs ( 73 , 88 ) are dimensioned such that when the disengagement disk ( 75 ) is relieved, this is reset together with the locking bolts ( 69 ) in the sense of disengaging the clutch.

8. differential gear according to one or more of the preceding claims, characterized in that the hydrostatic clutch ( 34 a , 34 b ) on the associated drive shaft ( 35 ) rotatably seated sun gear ( 43 ) and one with the differential cage ( 31 ) via a the drive shaft ( 35 ) concentrically enclosing hollow shaft ( 33 ) connected NEN planet carrier ( 52 , 53 ) on which several with the sun gear ( 43 ) meshing planet gears ( 46 , 47 , 48 ) are mounted.

9. differential gear according to claim 8, characterized in that the planet carrier from two axially spaced from each other, sun gear ( 43 ) and planet gears ( 46-48 ) between them, by bearing bolts ( 49 , 50 , 51 ) of the planet gears ( 46 , 47 , 48 ) interconnected disks ( 52 , 53 ), one of which ( 52 ) engages the hollow shaft ( 33 ), preferably forms an integral unit with the latter.

10. differential gear for the drive axles of motor vehicles, especially those with front-wheel drive, with switchable differential lock, such that a hydrostatic clutch designed as a planetary gear, can be engaged and disengaged for releasable connection of one of the two wheel drive shafts with the differential gear housing (differential cage) is provided, in particular according to claim 8 and 9, characterized in that the hydrostatic coupling ( 34 a , 34 b ) is designed as a liquid-tight closed unit, such that the sun gear ( 43 ) and planet gears ( 46-48 ) by a cylindrical Ver closing plate ( 54 ) are enclosed, which - on both sides of the sun gear ( 43 ) and the planet gears ( 46-48 ) - sealingly ( 85, 86 ) engages on the planet carrier ( 52 , 53 ), the planet carrier ( 52 , 53 ) at the same time Forms part of the closed clutch housing ( 52 , 53 , 54 ).

11. Differential gear according to one or more of claims 8 to 10, characterized in that the springs ( 73 , 88 ) cooperating with the locking bolts ( 69 ) are designed as compression springs and are supported in the rearward direction on the planet carrier ( 52 or 53 ) .

12. differential gear according to claim 11, characterized in that the helical compression springs ( 88 ) outside the liquid-tight housing ( 52 , 53 , 54 ) of the hydrostatic coupling ( 34 b ) - the locking bolts ( 69 ) concentrically surrounding - are arranged and on the one hand the disengagement disc ( 75 ), on the other hand on the opposite end face of the planet carrier ( 53 ) or clutch housing ( 52 , 53 , 54 ) support ( Fig. 6).

13. differential gear according to one or more of claims 2 to 12, characterized in that the locking bolts ( 69 ) in bores ( 66 , 67 , 68 ) of a with the planet carrier ( 52 , 53 ) connected planet carrier plate ( 57 ) are guided, and that the planet carrier plate ( 57 ) in the circumferential direction between the planet gears ( 46-48 ) - each filling the gaps - is arranged, and that the planet carrier plate ( 57 ) contains the pressure relief bores ( 61 ).

14. differential gear according to claim 13, characterized in that in the planet carrier plate ( 57 ) in addition leakage oil holes ( 89 , 90 ) are provided, which serve with engaged clutch ( 34 b ) to leak oil behind the locking bolt ( 69 ) in the pressure-free space ( 63 ) derive the clutch ( Fig. 6).