CS232625B1

CS232625B1 - Self-acting lamella differential

Info

Publication number: CS232625B1
Application number: CS831560A
Authority: CS
Inventors: Pavol Fabana; Milan Danko; Milan Mikles; Jaroslav Chalama
Original assignee: Pavol Fabana; Milan Danko; Milan Mikles; Jaroslav Chalama
Priority date: 1983-03-07
Filing date: 1983-03-07
Publication date: 1985-02-14
Also published as: CS156083A1

Abstract

Samospínací lamelový diferenciál je určený pre nápravy stavebných, zemných a ροϊnohospodárskych strojov, u ktorých sa vyžaduje dobrá priechodivosť v máloúnosných terénoch. Zabezpečuje plný přenos ťažtoej sily hnacieho motora na kolesá. Diferenciál je zaměnitelný za klasický. Upevňuje sa do skrine diferenciálu pomoeou čapov středového telesa. Středové teleso prenáša bočným ozubením so šikmými bokmi tažná silu na unášacie telesá, ktoré pritláčujú lamely o skriňu diferenciálu, a tým zabezpečujú přenos hnacej sily na přenosné náboje a ďalej cez hnacie hriadele až na kolesá. Využitelnost je v odbore stavebných strojov, lesných fahačoch, pofnohospodárskych traktorocih a tažných vozidláchThe self-locking lamellar differential is intended for the axles of construction, earthmoving and agricultural machinery, which require good cross-country ability in low-bearing terrains. It ensures full transmission of the heavy power of the drive motor to the wheels. The differential is interchangeable with a classic one. It is attached to the differential case using the pins of the central body. The central body transmits the traction force through side gearing with slanted sides to the drive bodies, which press the lamellae against the differential case, thereby ensuring the transmission of driving force to the portable hubs and further through the drive shafts to the wheels. It can be used in the field of construction machinery, forestry machines, agricultural tractors and towing vehicles

Description

Vynález sa týká samospínacieho lamelového diferenciálu montovaného do hnacej nápravy zemných strojov, potnohospodárských traktorov a lesných ťahačov, u ktorých sa vyžaduje dobrá priechodivosť v ťažko prejazdných, málo únosných terénoch. Pri práci sa vyžaduje minimálny preklz kolies. Požaduje sa uzamykanie diferenciálu bez zastavenia, pri plnom zatažení.The invention relates to a self-engaging multi-plate differential mounted on the drive axle of earth moving machines, agricultural tractors and forestry tractors, where good passability is required in difficult to pass, low-bearing terrain. Minimum wheel slip is required when working. Differential locking without stopping at full load is required.

Doteraz používané mechanické uzávierky diferenciálov u naších strojov majú tú nevýhodu, že sa rádia v kfude stroja. Priopatovnom rozjezde dochádza k prekízavaniu hnacích kolies, čo znižuje prejazdnosť celého stroja.The mechanical differential locks used so far in our machines have the disadvantage that they are radial in each machine. Drive-off starts to overdrive the drive wheels, which reduces the throughput of the entire machine.

Uvedené nevýhody odstraňuje samospínací lamelový diferenciál podfa vynálezu, ktorý je zaměnitelný za klasický diferenciál, je ho možné zabudovat do zhodnej skrine diferenciálu, nakolko na obvode vnútornej skrine musia byť vytvořené drážky pre aretovanie lamiel s vonkajším ozubením. Zariadenie podfa vynálezu sa upevňuje obdobným sposobom do skrine ako klasický diferenciál, štyrmi válcovými čapmi po· obvode středového telesa.The above-mentioned disadvantages are overcome by the self-switching lamella differential according to the invention, which is interchangeable with a classical differential, can be built into the same differential housing, since grooves must be formed on the periphery of the inner housing for locking the slats with external teeth. The device according to the invention is fixed in a similar manner to the housing as a classical differential, with four cylindrical pins around the periphery of the central body.

Podstata vynálezu spočívá v usporiadaní jednotlivých dielcov tak, aby bolo možné plné využit ťažnú silu na pohon strojov pohybujúcich sa v málo únosných terénoch pri zabezpečení maximálnej životnosti pneumatik, bez preklzu kolies. Súčasné sa znižuje pracovně zaťaženie obsluhy stroja.The essence of the invention consists in arranging the individual parts so that the tractive force can be fully utilized to drive machines moving in low-load terrains while ensuring maximum tire life without wheel spin. At the same time, the workload of the machine operator is reduced.

Samosvorný lamelový diferenciál citlivo reaguje na stav povrchu vozovky terénu. Pracuje automaticky bez zásahu riadiča a zabraňuje případnému prekízu pri znížení adhézie u niektorého z kolies a tým straty dynamickej ťažnej sily.The self-locking multi-plate differential sensitively responds to ground conditions. It works automatically without the driver's intervention and prevents any possible hindrance when the adhesion is reduced on either of the wheels and thus the dynamic pulling force is lost.

Na obrázku 1 je znázorněný nárys usporiadania celého zariadenia tak, ako pracuje pri priamej jazde, pri plnom přenose hnacej sily, obrázek 2 představuje jednotlivé dielce samospínacieho lamelového diferenciálu v axonometrickom pohfade tak, ako nasledujú v zostave, obrázok 3 znázorňuje dielce v polohe přenosu sil pri rovnomernom přenose na každú z hnacích kolies, obrázok 4 zachytává funkciu samospínacieho lamelového diferenciálu pri činnosti.Figure 1 shows a front view of the arrangement of the entire apparatus as it operates in direct drive, with full transmission of driving force; Figure 2 shows the individual parts of the self-switching vane differential in axonometric view as follows in the assembly; even transmission to each of the drive wheels, Figure 4 illustrates the function of the self-engaging vane differential in operation.

V danom případe sa jedná o prejazd 1'avotočivej zákruty. Relativný pohyb konajú iba lamely s vnútorným ozubením, přenosný náboj a hnací hriadel'.In the present case, it is a passage of a 1 'twist. Relative movement is performed only by internal toothed slats, portable hub and drive shaft.

Samospínaci lamelový diferenciál je uložený v skrini 13 diferenciálu, ktorá je otočne uložená v stredovej časti nápravy. Podía zobrazenia na obrázku 1 a 2 sa samospínací lamelový diferenciál skládá zo středového telesa 14, opatřeného po obvode štyrmi čapmi 141 pre upevnenie do skrine 13 diferenciálu. Na bokoch. středového telesa 14 je vytvořené šikmé ozubenie 142 pre zasunutie odpovedajúceho ozubenia 151 unášacích telíes 15. Skriňa 13 diferenciálu má vo vnútornej časti po obvode vytvořené drážkovanie 132 pre aretovanie vonkajších lamiel 16 s vonkajším ozubením 161. Vnútorné lamely 17 sú opatřené vnútorným ozubením 171, čím sú aretované vo vonfcajšom drážkovaní 1B1 přenosového náboja 18.The self-engaging multi-plate differential is housed in a differential housing 13 which is rotatably mounted in the center portion of the axle. Referring to Figures 1 and 2, the self-engaging vane differential consists of a central body 14 provided with four pins 141 circumferentially for mounting in the differential housing 13. On the sides. The center housing 14 is provided with a helical toothing 142 to receive a corresponding toothing 151 of the carriages 15. The differential housing 13 has a groove 132 formed in the circumferential portion for locking the outer slats 16 with the outer serration 161. locked in the external splines 1B1 of the transmission hub 18.

Přenosný náboj 18 má va-lcovú část pre jeho otočné uloženie v skrini 13 diferenciálu a vnútorné drážkovanie 182 pre jeho spojenie s hnacím hriadelom 19.The portable hub 18 has a cylindrical portion for rotatably mounted therein a differential housing 13 and an internal groove 182 for engaging it with the drive shaft 19.

Rozperná pružina 20 vtláča ovládacie krúžky 22, 23 do unášacích telies 15 cez zalisované riadiace krúžky 21 a opěrnou ploškou 212.The spacer spring 20 pushes the control rings 22, 23 into the entraining bodies 15 via the pressed-in control rings 21 and the support surface 212.

Ovládací krúžok favý 22 a ovládací krúžok pravý 23 je opatřený vonkajšími drážkami 222, 232 zhodného typu a veíkositi odpovedajúcich drážkovaniu riadiaceho krúžku 211, pre vzájemné spojenie a ovládanie unášacích telies 15.The control ring right 22 and the control ring right 23 are provided with outer grooves 222, 232 of the same type and size corresponding to the grooving of the control ring 211, for interconnecting and controlling the entraining bodies 15.

Na spojenie ovládacích krúžkov 22, 23 je vytvořené v ovládačem k,růžku lavom 22 vybranie 221, v ovládacom torúžku 23 západka 231. Ovládacie krúžky 22, 23 svojím tvarom umožňujú přenos prítlačnej sily od pružiny 20 na unášacie krúžky 15 tým, že ovládacie krúžky 22, 23 sa svojími ploškami 223, 233 opierajú o opěrné plošky riadiaceho k,růžku 212.In order to connect the control rings 22, 23, a recess 221 is formed in the actuator k, by the left-hand 22, and in the control ring 23 by a latch 231. The control rings 22, 23 by their shape allow transmission of the pressing force 23, with their pads 223, 233 rest on the pads directed to the corner 212.

Rozpěrka 24 zhotovená v tvare čapu s osadením slúžl k určeniu polohy hnacích hriadefov 19.The spigot 24 in the form of a pin with a shoulder served to determine the position of the drive shafts 19.

Funkcia samospínacieho lamelového diferenciálu podfa obr. 1 a 2:Function of the self-switching flap differential according to fig. 1 and 2:

Tažná sila privádzaná vstupným pastorkom 11 cez tanierové koleso 12 sa prenáša na otočné uložená skriňu 13 diferenciálu a tým na středové teleso 14 pomocou čapov středového telesa 141. Šikmým ozubením středového telesa 142 je zabezpečovaný přenos sily na odpo veda júce šikmé ozubenie unášacieho telesa 151 unášacieho telesa 15, ktoré sa axiálnou zložkou obvodovej sily posuvu po bokoch šikmého ozubenia a rovnou plochou 153 pritláča vonkajšie lamely 16 a vnútorné lamely 17 o stenu 131 diferenciálu, čím sa vytvára potřebné trenie pře přenos sily. Vonkajšie lamely 16 s vonkajším ozubením 161 zapadajú do drážok 132 skrine 13 diferenciálu, čím sú trvale aretované v stálej polohe.The tensile force supplied by the input pinion 11 via the gear wheel 12 is transmitted to the rotatably mounted differential housing 13 and hence to the central body 14 by means of the center body pins 141. The angular toothing of the center body 142 provides force transmission to the corresponding helical toothing of the carrier body 151. 15, the outer lamellas 16 and inner lamellas 17 are pressed against the differential wall 131 by the axial component of the circumferential force of the sides of the helical toothing and the flat surface 153, thereby creating the necessary friction against the force transmission. The outer vanes 16 with external teeth 161 engage in the grooves 132 of the differential housing 13, thereby permanently arresting them in a fixed position.

Vnútorné lamely 17 svojím vnútorným ozubením 171 zapadajú do vonkajšieho drážkovania 181 přenosného náboja 184, cez vnútorné drážkovanie 182 přenosného náboja 184 sa tažná sila prenáša na hnacie hriadele 19. Týmto sposobom je zabezpečovaný přenos ťažnej sily pri priamom smere jazdy s tým, že pri rozjezde stroja je prvotné trenie medzi lamelami 16, 17 zabezpečované přítlačnou pružinou 20, ktorá posobí cez obládací krúžok favý 22, ovládací krúžok pravý 23 na unášacie telesá 15 za pomoci riadiacich krúžkov 21.The inner slats 17, with their internal teeth 171, fit into the outer groove 181 of the portable hub 184, through the inner groove 182 of the portable hub 184 the tractive force is transmitted to the drive shafts 19. In this way the tractive force is transmitted in direct travel. the primary friction between the slats 16, 17 is provided by a compression spring 20, which, via the lining ring, fits 22, the control ring right 23 onto the driving bodies 15 by means of the steering rings 21.

U tohoto riešenia nedochádza ku žiadmemu vzájomnému pohybu časti tak, ako je to znázorněné na obr. 3. Přenos sily pri zabezpečení dobrých adhezných podmienok je deleiný po 50 % na každú stranu.In this solution, there is no relative movement of the part as shown in FIG. 3. The force transmission while maintaining good adhesion conditions is 50% divergent on each side.

232825232825

Pri priamej jazde, jazde do kopca a z kopca samospinací diferenciál praouje podía popísaného sposobu, nedochádza ku vzájomnému pootáčaniu vnútorných lamiel 17, přenosného náboja 18 a hnacieho hriadela 19 na jednej zo stráň.During direct driving, uphill and downhill self-switching, the differential flows according to the described method, there is no mutual rotation of the inner fins 17, the portable hub 18 and the drive shaft 19 on one of the hillsides.

Pri priamej jazde za -zníženia adhézie medzi pneumatikou na jednej straně, nedochádza ku vzájomnej zmene polohy jednotlivých dielcov diferenciálu, automaticky sa znižuje zaťaženie zo strany so zníženou adhéziou a toto sa presúva na stranu s dobrou adhéziou. Tu nedochádza ku preklzu kolesa, připadne zvyšovaniu obrátok. Obrátky hnacích 'hriadelov 19 sú zhodné.Direct driving of the adhesion load between the tires on one side does not change the position of the individual differential parts relative to each other, automatically reduces the load on the reduced adhesion side, and this moves to the good adhesion side. There is no slip of the wheel, or an increase in speed. The rotations of the drive shafts 19 are identical.

Prejazd 1'avotočivou zákrutou (obr. 4):Crossing 1 'through a twist (Fig. 4):

Pri započatí prechádzania zákrut sa prenesie celé zaťaženie na vnútornú stranu (100 percentj, nezvyšujú sa obrátky lávej strany, ktorá tvoří nepohyblivý celok. Relativná rýchlosť vi středového' telesa 14 a vnútorných lamiel 17 na 1'avej straně sú zhodné. Na právej straně vplyvom zvýšenia obrátok kolesa a tým aj hnacieho hriadela 19 přenosného náboja 18 a vnútorných lamiel 17 sa odlahčí unášacie teleso 15 a vzájomným třením sa pootočí v smere pohybu, zároveň dochádza -k vzájemnému pohybu lamiel, čo je umožněné tým, že pri pootočení unášacieho telesa 15, so zalisovaným riadiacím krúžkom 21, s vnútorným drážkováním 211 sa unáša cez ozubemie 232 ovládací krúžok pravý 23 vo smere pohybu o vzdiale-nosť „X“, ktorá je vymedzená šířkou vybrania 221 ovládacieho krúžku 1'avého 22 a západky 231 ovládacieho krúžku pravéhoAt the start of bending, the entire load is transferred to the inner side (100 percent, the speed of the lava side forming the immovable unit does not increase. The relative velocity v of the center body 14 and the inner slats 17 on the left side are equal. the rotation of the wheel and hence the drive shaft 19 of the portable hub 18 and the inner lamellae 17 is unloaded by the carrier body 15 and rotated by friction in the direction of movement, while the lamellas move relative to each other. A press-on control ring 21, with internal grooving 211, drives the right-hand drive ring 23 in the direction of travel by a spacing "X" defined by the width of the recess 221 of the left-hand drive ring 22 and right-hand drive latch 231.

23. Po dorazení boku západky 231 o stenu vybrania 221 ostane unášacie teleso 15 stát a aretuje sa v polohe vyznačenej na obr. 4 (1’avá -strana vzhladom na přenos zaťaženia je nepohyblivá). Týmto přestane na právej straně působit axiálna zložka obvodové] sily Fi. Na lamely působí len predpatie prítlačnej pružiny 20. Vtedy dochádza k relativnému pohybu medzi v-onkajšími lamelami 18 a vnútornými 17, přenosným nábojom 18 a hnacím hriadelom 19 počas přechodu celou zákrutou. Rýchlosť lamiel 17 vz > vi (lamiel 18). Pri přechode pravotočivou zákrutou si strany diferenciálu vzájomne vymenia funkciu.23. After the side of the latch 231 has reached the wall of the recess 221, the driver 15 remains stationary and locks in the position shown in FIG. 4 (1 'left -stage with respect to load transfer is immobile). Thus, the axial component of the circumferential force F 1 ceases to act on the right side. Only the bias of the compression spring 20 acts on the slats. At that time, there is a relative movement between the outer slats 18 and the inner 17, the portable hub 18 and the drive shaft 19 during the entire twist. The velocity of the slats 17 is higher (slats 18). When passing through a right-hand turn, the sides of the differential exchange function.

Změna zmyslu jazdy pri priamom smere, alebo pri znížení adhézie u jedného z kolies (priama jazdaj je funkcia obdobná ako sme už opisovali, Dochádza iba ku zmene stykových ploch -u šikmého ozubenia unášacích telies 15 a středového telesa 14. Pri tejto jazde dochádza k opačnému přenosu — tlačnej sily od kolies ce-z hnacie hriadele 19, přenosný náboj 18, vnútornú lamelu 17 a vonkajšiu lamelu 16. Tlačná -sila postupné prechádza až ku hnacej jednotke, kitorou je náprava a teda vozidlo přibrzďované.Changing the direction of travel in a straight direction or reducing adhesion on one of the wheels (direct travel is a function similar to that described above. There is only a change in the contact surfaces - the helical toothing of the driving bodies 15 and the center body 14. the transmission force from the wheels to the drive shaft 19, the portable hub 18, the inner plate 17 and the outer plate 16. The push force gradually passes to the drive unit which is the axle and thus the vehicle is braked.

Jalzda z kopca a přechod zákrutou (1'avotočivoiu ):Downhill ride and twisting (1'avotočivoiu):

P-red započatím zákruty, diferenciál pracoval podía popisu v pre-došlom odstavci. Pri započatí zákruty ostává pevná pravá strana (vonkajšia), prenáša tlačná silu od kolesa. Přenos sily prechádza cez hnací hriadel' 19 až na středové teleso 14 podl'a popisu. Na vnútornej straně (1'avá — vnútorná) dochádza vplyvom nižšej uhlovéj rýchlosti ku relativnému pohybu lamiel a teda aj ostatných dielcov — v skutočnosti na tejto st-rane koleso v styku s vozovkou má nižší u obvodová rýchlosť. Pri takejto jazde je hnacou jednotkou přibrzďovaná pravá — vonkajšia strana nápravy včítane kolesa.P-red by commencing a bend, the differential worked as described in the previous paragraph. When cornering starts, the right side (outer) remains, transmitting the pushing force from the wheel. The force transmission passes through the drive shaft 19 to the center body 14 as described. On the inner side (1'-inner), due to the lower angular velocity, the relative movement of the slats and hence of the other components occurs - in fact on this side the wheel in contact with the road has a lower u peripheral speed. During such a ride, the right-hand side of the axle, including the wheel, is braked by the drive unit.

Claims

232625 5 In direct driving, uphill driving and the self-timer differential operates in the manner described above, the inner slats 17, the hub 18 and the drive shaft 19 are rotated relative to one another. In direct driving by reducing tire adhesion on one side, there is no change in the position of the different differential parts, automatically reducing the load from the side with reduced adherence and moving it to the good adhesion side. There is no slippage, there is an increase in turnover. The shafts of the drive shafts 19 are identical. Passing a 1 'turn (Fig. 4): When starting a twist, the entire load on the inside / outside (100percent) is carried, not increasing! the turn of the lava side, which forms a fixed whole. The relative velocity v of the central body 14 and the inner lamellae 17 on the left side are identical. On the right hand side, as a result of the increase in the wheel hub and thus the drive hub 19 of the portable hub 18 and the inner beams 17, the carrier body 15 is swiveled and rotates relative to each other by the friction, while the movement of the wheels is interrupted. that when turning the driving body 15, with the pressed ring 21, with the inner groove 211, the right-hand drive ring 23 is driven through the toothing 232 by a distance "X" which is defined by the width of you the guard 221 of the control ring of the left 22a latch 231 of the right control ring 23. After the latch side of the latch 231 has been retracted, the driver body 15 remains locked in the position shown in Fig. 4 (the load side 6 is stationary ). As a result, the axial component of the perimeter network Fi no longer acts on the right. Only the preload of the compression spring 20 acts on the lamellae. There is a relative movement between the outer lamellae 16 and the inner 17, movable hubs 18 and the drive shaft 19 during the transition through the entire twist. The speed of the slats 17 (slats 16). When passing through a dextrorotary twist, the differential sides mutually change the function. A change in the direction of travel in a straight line or a reduction in adhesion in one of the co-rails is a similar function to that described above. There is only a stepping surface in the helical toothing of the grip bodies 15 and the center body. the opposite transmission of the pushing force from the wheels through the drive shaft 19, the portable hub 18, the winding lamella 17 and the outer lamella 16. The pushing force gradually passes to the drive unit, the sensor being the axle and thus braking the vehicle. Downhill and twist transition (1'avo-točivoiu): Before starting a twist, the differential worked as described in the previous paragraph. Transmission of the force passes through the drive shaft 19 to the central body 14 according to the description. Due to the lower angular velocity, the relative movement of the slats and thus the other parts occurs on the inner side (inwardly) - in fact, on this side the wheel in contact with the ground has a lower circumferential speed. The right-hand side of the axle, including the wheel, is braked with this lamb drive. OBJECT

A self-timer lamella differential comprising a central body (14) having studs (141) formed therein for fixed engagement with the diffuser housing (13) and having a slanting tooth (142) formed therebetween for engagement with a corresponding toothing (151) formed on the entraining body (15), which has an opposing side surface (153) for pressing the lamella-like coupling consisting of outer lamellae (16) fixedly seated in the grooves ( 132), the differential housing (13) and the inner lanes (17) with the internal toothing (171) for the YNALEZ are actually fixed in the outer groove (181) of the portable hub (18) provided with the inner groove (182) for the drive shaft.

2. The self-timer lamella differential of sub-floor 1, characterized in that it is provided with a compression spring housed in a ring actuator (22), which has on the surface an external toothing (222), from the inner side it has recesses (221) for inserting a foot (231) ) of another actuating ring (23) having a co-toothing (232) on the surface.

3 sheets of drawings