DE102010012418B4

DE102010012418B4 - Four-wheel drive Hoflader with infinitely adjustable limited slip differential

Info

Publication number: DE102010012418B4
Application number: DE201010012418
Authority: DE
Inventors: Friedhelm Brede; Anton Suelmann
Original assignee: SCHAEFFER MASCHINENFABRIK GmbH; Schaffer Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: SCHAEFFER MASCHINENFABRIK GmbH; Schaffer Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2012-08-30
Anticipated expiration: 2030-03-24
Also published as: DE102010012418A1

Abstract

Allradangetriebener Radlader, insbesondere Hoflader, mit einem als Sperrdifferential (2) ausgebildeten Differentialgetriebe (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Differentialgetriebe (1) als gestuft oder stufenlos zuschaltbares und/oder schaltbares Sperrdifferential (2) ausgebildet ist, wobei das Sperrdifferential (2) Sperr- oder Kupplungslamellen (4) umfasst, die von einem darauf Axialkräfte ausübenden Hydraulikzylinder (7) gesteuert und/oder geregelt verstellbar mit Betätigungskräften beaufschlagbar sind und wobei zwischen dem Hydraulikzylinder (7) und den Sperr- oder Kupplungslamellen (4) eine Kraftübersetzung der vom Hydraulikzylinder (7) auf die Sperr- oder Kupplungslamellen (4) ausgeübten Axialkräfte bewirkende Bauteile (10, 11, 12, 13) angeordnet und ausgebildet sind.All-wheel drive wheel loader, in particular yard loader, with a differential gear (1) designed as a limited slip differential (2), characterized in that the differential gear (1) is designed as a stepped or continuously switchable and / or switchable limited slip differential (2), the limited slip differential (2) Locking or clutch plates (4), which can be acted upon by a hydraulic cylinder (7) exerting axial forces thereon and / or regulated in an adjustable manner with actuating forces, and a force transmission between the hydraulic cylinder (7) and the locking or clutch plates (4) Hydraulic cylinders (7) on the locking or clutch plates (4) exerting axial forces on components (10, 11, 12, 13) are arranged and designed.

Description

Die Erfindung richtet sich auf einen allradangetriebenen Radlader, insbesondere Hoflader, mit einem als Sperrdifferential ausgebildeten Differentialgetriebe.The invention is directed to a four-wheel-driven wheel loader, in particular Hoflader, with a differential designed as a differential gear.

Im Bereich von landwirtschaftlichen Betrieben finden allradgetriebene Radlader kleinerer Baugröße, die auch als so genannte Hoflader bezeichnet werden, Verwendung. Diese Hoflader müssen in engen Gassen beispielsweise im Viehstall, aber auch auf dem Hofgelände bewegt werden. Hierbei wechselt während einer Fahrt häufig der Untergrund, der in Ställen ein Betonboden oder eine glatte Fläche sein kann, während der Untergrund im Außenbereich eine unbefestigte Fläche sein kann. Dies führt dazu, dass es während einer solchen Fahrt mit einem Hoflader zu Traktionsproblemen kommen kann, wobei auch bei mit einem Sperrdifferential ausgestatteten Hofladern die nachstehend beschriebenen Probleme bestehen. Insbesondere ergibt sich bei mit einem Sperrdifferential ausgestatteten Hofladern die Problematik, dass diese in engen Kurven über die Vorderräder nach außen schieben und einen eigentlich unnötig großen Schwenkradius ausführen. Aus diesem Grunde werden allradangetriebene Hoflader heutzutage häufig auch ohne Sperrdifferentialausstattung hergestellt und vertrieben.In the field of agricultural enterprises find wheeled wheel loaders of smaller size, which are also known as so-called Hoflader, use. These farm loaders must be moved in narrow streets, for example, in the cattle shed, but also in the yard area. This often changes during a journey the substrate, which can be a concrete floor or a smooth surface in stables, while the ground in the outdoor area can be an unpaved surface. As a result, traction problems can occur during such a ride on a farm loader, with the problem of the problems described below even with a wheeled loader equipped with a limited slip differential. In particular, when equipped with a limited-slip differential loaders the problem arises that they push in tight turns on the front wheels to the outside and perform an actually unnecessarily large swivel radius. For this reason, four-wheel drive farm loaders are now often produced and distributed without limited slip differential equipment.

Bei allradgetriebenen Radladern oder Hofladern mit Sperrdifferential werden entweder Sperrdifferentiale mit lastabhängiger Sperrwirkung eingebaut oder es werden mit Hilfe hydraulischer oder mechanischer Ein- oder Ausschaltvorrichtung zuschaltbare Differentiale verwendet, die bei Ausschaltung keine Sperrwirkung und bei Einschaltung eine 100%-Sperrwirkung des Sperr-Differentials bewirken. Der Problematik, dass bei Fahrten in engen Gassen bei eingeschaltetem Sperrdifferential allradgetriebene Rad- oder Hoflader auf glatten oder trockenen Böden bei einer Kurvenfahrt, wie dies in Viehställen notwendig sein kann, weit nach außen schieben und dabei nicht nur den für die Betätigung des Lenkrades notwendigen Kraftbedarf erfordern, sondern auch einen unnötig großen Schwenkradius vollziehen, kann mit einem zu- und abschaltbaren Sperrdifferential begegnet werden. Bei Fahrten in engen Kurven auf derartigen glatten oder trockenen Böden wird das Sperrdifferential dann ausgeschaltet. Wird dieser Rad- oder Hoflader dann z. B. auf dem Hof auf weichem oder rutschigem Boden eingesetzt, wo ein geringer Schwenk- oder Kurvenradius nicht so wichtig ist, sondern es hauptsächlich auf eine ausreichende Traktion der Räder des allradgetriebenen Rad- oder Hofladers ankommt, wird dann das Sperrdifferential zu- und eingeschaltet, so dass ein Sperrdifferential mit hoher Sperrwirkung in Funktion tritt. Diese bisher bekannten mechanisch oder hydraulisch zuschaltbaren Sperrdifferentiale mit voller, d. h. 100%-iger Sperrwirkung im Zuschaltfalle, sind für die Verwendung in allradgetriebenen Rad- oder Hofladern in ihrer Wirkung und Funktion nicht zufriedenstellend. Zum einen lassen sich derartige Sperrdifferentiale üblicherweise nur im Stillstand des Rad- oder Hofladers schalten und zudem unter Last nicht wieder ausschalten. Hierunter leidet zum einen der Anwendungskomfort eines Rad- oder Hofladers und zum anderen aber auch dessen Arbeitsleistung, da zum Ein- und Ausschalten des Sperrdifferentials der Rad- oder Hoflader immer wieder angehalten werden muss. Auch ist der Reifenverschleiß aufgrund radierender Reifen erhöht und zeigen sich ausgeprägte Fahrspuren bei einem mit einem derartigen Sperrdifferential ausgestatteten Rad- oder Hoflader.In all-wheel-drive wheel loaders or Hofladern with limited slip differential either locking differentials are incorporated with load-dependent blocking effect or it can be used with the help of hydraulic or mechanical on or off switchable differentials that cause no blocking effect when switched off and when switched on a 100% locking effect of the locking differential. The problem that when driving in narrow streets when the limited slip differential on wheel or farm loader on smooth or dry soil when cornering, as may be necessary in cattle sheds, push far outward and not only necessary for the operation of the steering wheel power require, but also make an unnecessarily large swivel radius, can be countered with an on and off switchable limited slip differential. When driving in tight bends on such smooth or dry ground, the limited slip differential is then switched off. If this bike or farm loader z. B. used on the yard on soft or slippery ground, where a small swivel or turn radius is not so important, but it depends mainly on sufficient traction of the wheels of the four-wheel-driven wheel or Hofladers, then the locking differential is switched on and off, so that a locking differential with high blocking effect comes into operation. These previously known mechanically or hydraulically engageable locking differentials with full, d. H. 100% barrier action in the event of a fall, are not satisfactory for use in all-wheel-driven wheel or Hofladern in their effect and function. On the one hand, such locking differentials can usually only be switched off when the wheel or farm loader is at a standstill and, moreover, they can not be switched off again under load. This suffers on the one hand the ease of use of a wheel or Hofladers and on the other hand, but also its work performance, as to turn on and off of the limited slip differential of the wheel or Hoflader must be stopped again. Also, the tire wear is increased due to erasing tires and show pronounced lanes in a equipped with such a limited slip differential or wheel loader.

Ferner ist es bei den zuschaltbaren Sperrdifferentialen von Nachteil, dass hier nur zwischen keiner oder 100%-iger Sperrwirkung gewählt werden kann. Zwar kann die 100%-Sperrwirkung auf übliche Anwendungsfälle bemessen sein, wenn dann aber andere Tätigkeiten mit dem derart ausgelegten Rad- oder Hoflader durchgeführt werden, kann die maximal einstellbare Sperrwirkung unzureichend sein.Furthermore, it is disadvantageous in the switchable locking differentials that only one or 100% blocking effect can be selected here. Although the 100% barrier effect can be dimensioned for conventional applications, if other activities are then carried out with the wheel or farm loader designed in this way, the maximum adjustable barrier effect can be insufficient.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Differentialgetriebe bekannt.From the prior art, various differential gear are known.

Die DE 101 03 789 A1 offenbart ein mit einem automatisch schaltenden Sperrdifferential versehenes Differentialgetriebe, wobei das Sperrdifferential Sperr- oder Kupplungslamellen umfasst, die mit Hilfe eines durch einen elektrischen Stellmotor betätigbaren Einrückmechanismus gesteuert und/oder geregelt verstellbar mit Betätigungskräften beaufschlagbar sind. Das Sperrdifferential ist Bestandteil eines Allrad- oder Vierradantriebs eines Kraftfahrzeugs.The DE 101 03 789 A1 discloses a differential gear provided with an automatically-shifting limited-slip differential, wherein the locking differential comprises locking or clutch plates, which are controlled by means of an actuatable by an electric servomotor engagement mechanism and / or controlled adjustable actuable with actuation forces. The limited slip differential is part of an all-wheel or four-wheel drive of a motor vehicle.

In der EP 0 340 209 A1 ist ein ein Sperrdifferential aufweisendes Differentialgetriebe für Kraftfahrzeuge beschrieben, wobei das Sperrdifferential Sperr- oder Kupplungslamellen umfasst, die mittels von der Lenkbewegung des Kraftfahrzeugs beeinflussbaren mechanisch wirkenden Mitteln betätigt werden.In the EP 0 340 209 A1 a differential gear having a limited slip differential for motor vehicles is described, wherein the locking differential locking or clutch plates comprises, which are actuated by means influenceable by the steering movement of the motor vehicle mechanically acting means.

Die DE 36 37 820 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Steuerung der Schlupfbegrenzung bei einem Kraftfahrzeug-Differentialgetriebe, wobei ein gestuft oder stufenlos schaltendes Sperrdifferential Sperr- oder Kupplungslamellen umfasst, die von einem darauf Axialkräfte ausübenden Hydraulikzylinder gesteuert und/oder geregelt verstellbar mit Betätigungskräften beaufschlagbar sind.The DE 36 37 820 A1 discloses a device for controlling the slip limitation in a motor vehicle differential gear, wherein a stepped or continuously switching locking differential comprises locking or clutch plates, which are controlled by a force exerted by axial forces hydraulic cylinder and / or controlled adjustable actuable with actuation forces.

Aus der DE 34 44 843 A1 ist ein ein gestuft oder stufenlos zuschaltendes und/oder schaltendes Sperrdifferential aufweisendes Differentialgetriebe für Kraftfahrzeuge bekannt, das Sperr- oder Kupplungslamellen umfasst, wobei die Druckbeaufschlagung der Sperr- oder Kupplungslamellen über einen Hydraulikkolben, eine Lagerplatte, ein Axiallager oder über Zapfen, die in einem Druckring gehalten sind, erfolgt.From the DE 34 44 843 A1 is a staggered or continuously engaging and / or switching differential locking having differential for motor vehicles is known, comprising the locking or clutch plates, said Pressurizing the locking or clutch plates via a hydraulic piston, a bearing plate, a thrust bearing or via pins which are held in a pressure ring takes place.

Ein gattungsgemäßer, mit einer hydraulischen Differentialsperre ausgestatteter allradangetriebener Rad- und Hoflader ist aus der DE 20 2006 001 065 U1 bekannt.A generic, equipped with a hydraulic differential lock allradangetriebener wheel and Hoflader is from the DE 20 2006 001 065 U1 known.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die eine verbesserte Handhabung von mit einem Sperrdifferential ausgestatteten allradangetriebenen Rad- oder Hofladern ermöglicht.The invention is therefore based on the object to provide a solution that allows improved handling of equipped with a locking differential allradangetriebenen wheel or Hofladern.

Bei einem allradangetriebenen Radlader der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Differentialgetriebe als gestuft oder stufenlos zuschaltbares und/oder schaltbares Sperrdifferential ausgebildet ist, wobei das Differentialgetriebe als gestuft oder stufenlos zuschaltbares und/oder schaltbares Sperrdifferential ausgebildet ist, wobei das Sperrdifferential Sperr- oder Kupplungslamellen umfasst, die von einem darauf Axialkräfte ausübenden Hydraulikzylinder gesteuert und/oder geregelt verstellbar mit Betätigungskräften beaufschlagbar sind und wobei zwischen dem Hydraulikzylinder und den Sperr- oder Kupplungslamellen eine Kraftübersetzung der vom Hydraulikzylinder auf die Sperr- oder Kupplungslamellen ausgeübten Axialkräfte bewirkende Bauteile.In a four-wheel drive wheel loader of the type described in more detail, this object is achieved in that the differential gear is designed as a stepped or continuously switchable and / or switchable limited slip differential, wherein the differential gear is formed as a stepped or continuously switchable and / or switchable locking differential, wherein the Locking differential locking or clutch plates comprises, which controlled by a axial force exerting hydraulic cylinders and / or controlled adjustable actuation forces are acted upon and between the hydraulic cylinder and the lock or clutch plates a force transmission of the force exerted by the hydraulic cylinder on the lock or clutch plates axial forces causing components ,

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Radladers oder Hofladers mit einem gegebenenfalls mehrstufig gestuft oder stufenlos zuschaltbaren oder schaltbaren Sperrdifferential ist es möglich, die Bereiche und Wirkungen einer 100%-Sperrwirkung derart auszulegen, dass damit die Traktion bei ungünstigen Bodenverhältnissen und Einsatzverhältnissen des allradgetriebenen Rad- oder Hofladers berücksichtigt werden und im Zwischenbereich zwischen 0 und 100% Sperrwirkung dann Stufen unterschiedlicher Sperrwirkung oder eine stufenlos einstellbare Sperrwirkung vom Fahrer einstellbar zugeschaltet werden kann. Je nach Einsatzverhältnissen des allradgetriebenen Rad- oder Hofladers kann der Fahrer dann individuell durch Einstellung die Sperrwirkung des Sperrdifferentials variabel einstellen und jederzeit – auch während der Fahrt des Rad- oder Hofladers – an den jeweiligen Einsatzzweck in dem von ihm gewünschten Maße anpassen. Um auch während der Fahrt das Sperrdifferential zu- und abschalten zu können, ist die Verwendung von Sperr- oder Kupplungslamellen als Sperrglied von Vorteil. Um dann weiterhin aus Kostengründen auf die Zuführung von Hydrauliköl über einen Drehölverteiler verzichten zu können, der häufig auch noch leckageanfällig ist, bietet es sich an, einen in das Differentialgetriebe oder das Achsgehäuse integrierten Hydraulikzylinder zu verwenden, der über ein Lager die notwendigen Axialkräfte auf die rotierenden Sperrdifferentialteile der Sperr- oder Kupplungslamellen überträgt. In vorteilhafter Weise zeichnet sich die Erfindung daher auch dadurch als, dass das Sperrdifferential Sperr- oder Kupplungslamellen umfasst, die von einem darauf Axialkräfte ausübenden Hydraulikzylinder gesteuert und/oder geregelt verstellbar mit Betätigungskräften beaufschlagbar sind. Um zu vermeiden, dass durch den integrierten Hydraulikzylinder eine direkte Krafteinwirkung auf die Sperr- oder Kupplungslamellen ausgeübt wird, die zu relativ großen Kräften an dem notwendigerweise dazwischen angeordneten Axial(kugel)lager führen würde, was eine relativ große und massive Ausbildung eines solchen Axial(kugel)lagers zur Folge hätte, und auch Auswirkungen auf die bauliche Ausgestaltung des Differentialkorbs des Differentialgetriebes hätte, ist erfindungsgemäß zur Kraft- oder Kräfteübertragung zwischen dem integrierten Hydraulikzylinder und den Sperr- oder Kupplungslamellen eine dem Sperrdifferential zugeordnete innere Kraftübersetzung vorgesehen. Die Erfindung sieht vor, dass zwischen dem Hydraulikzylinder und den Sperr- oder Kupplungslamellen eine Kraftübersetzung der vom Hydraulikzylinder auf die Sperr- oder Kupplungslamellen ausgeübten Axialkräfte bewirkende Bauteile angeordnet und ausgebildet sind.The inventive design of the wheel loader or Hofladers with an optionally multi-stage stepped or continuously switchable or switchable locking differential, it is possible to interpret the areas and effects of a 100% barrier effect such that thus the traction in unfavorable soil conditions and conditions of use of the four-wheel-driven wheel or Hofladers be taken into account and in the intermediate range between 0 and 100% blocking effect then levels of different blocking effect or a continuously adjustable locking effect can be switched on by the driver adjustable. Depending on the conditions of use of the wheel or Hofladers four-wheel drive, the driver can then adjust individually by adjusting the locking effect of the limited slip differential and at any time - even while driving the bike or Hofladers - adapt to the particular purpose in the desired dimensions. In order to be able to switch on and off the limited slip differential while driving, the use of locking or clutch plates as a locking member is an advantage. In order to continue to be able to dispense with the supply of hydraulic oil via a rotary oil distributor for cost reasons, which is often also susceptible to leakage, it makes sense to use a built-in differential gear or axle housing hydraulic cylinder, the necessary axial forces on a bearing on the transmits rotating Sperrdifferentialteile the blocking or clutch plates. Advantageously, the invention therefore also characterized by the fact that the locking differential comprises locking or clutch plates, which are controlled by a hydraulic cylinder exerting axial forces and / or regulated adjustably acted upon by actuating forces. In order to avoid that a direct force is exerted on the locking or coupling plates by the integrated hydraulic cylinder, which would lead to relatively large forces on the necessarily interposed axial (ball) bearing, resulting in a relatively large and massive formation of such axial ( ball) camp would result, and would also affect the structural design of the differential carrier of the differential gear, according to the invention for force or force transmission between the integrated hydraulic cylinder and the locking or clutch plates provided a locking differential associated internal power transmission. The invention provides that between the hydraulic cylinder and the lock or clutch plates a force transmission of the force exerted by the hydraulic cylinder on the locking or clutch plates axial forces causing components are arranged and formed.

Auf besonders vorteilhafte Art und Weise lässt sich die Kraftübersetzung mit Hilfe von relativ zueinander beweglichen schiefen Ebenen unter Einbeziehung von Kraftübertragungselementen, im vorliegenden Falle Kugeln, verwirklichen. Die Erfindung zeichnet sich daher in Ausgestaltung dadurch aus, dass die Bauteile gegenläufig zueinander ausgebildete schiefe Ebenen mit jeweils unter Kontakt zu beiden Typen der schiefen Ebenen zwischen diesen angeordneten Kugeln aufweisen, wobei ein den einen der beiden Typen der schiefen Ebenen aufweisendes Bauteil axial verschiebbar angeordnet ist. Durch die relative Verschiebung der beiden Ebenen gegeneinander werden die Kugeln je nach Bewegungsrichtung der sich bewegenden schiefen Ebenen bewegt und bewegen dann ihrerseits einen zur Kraftübertragung dienenden, an den Sperr- oder Kupplungslamellen anliegenden Druckring.In a particularly advantageous manner, the force transmission can be realized by means of relatively movable inclined planes with the involvement of force transmission elements, in this case balls. The invention is therefore characterized in an embodiment in that the components have oppositely formed inclined planes, each with contact to both types of inclined planes arranged between these balls, wherein the one of the two types of inclined planes exhibiting component is arranged axially displaceable , Due to the relative displacement of the two planes against each other, the balls are moved depending on the direction of movement of the moving inclined planes and then move in turn serving for power transmission, applied to the locking or clutch plates pressure ring.

Um bei Verminderung des anstehenden Hydraulikdruckes ein Lösen der Sperrwirkung und Zurückfahren des Hydraulikzylinders zu bewirken, ist die in Axialrichtung verschiebbar angeordnete schiefe Ebene an einer Rückstellfeder gelagert, die bei anstehendem Hydraulikdruck gespannt wird und bei nachlassendem Hydraulikdruck sich wieder entspannt. Die Erfindung sieht daher weiterhin vor, dass das die verschiebbar angeordnete(n) schiefe(n) Ebene(n) ausbildende Bauteil gegen die Kraft einer Rückstellfeder verschiebbar gelagert ist.In order to bring about a release of the blocking effect and retraction of the hydraulic cylinder in reducing the impending hydraulic pressure, the obliquely arranged in the axial direction inclined plane is mounted on a return spring, which is stretched at pending hydraulic pressure and relaxes at decreasing hydraulic pressure again. The invention therefore further provides that the component which forms the displaceably arranged (n) inclined plane (s) is displaceably mounted against the force of a restoring spring.

Für die Axiallagerung des Sperrdifferentials ist es weiterhin von Vorteil, wenn zwischen dem Hydraulikzylinder und der oder den verschiebbaren schiefen Ebene(n) ein Axiallager, insbesondere in Form eines Kugellagers, ausgebildet ist. Die Erfindung zeichnet sich daher vorteilhafterweise auch dadurch aus, dass zwischen dem die verschiebbar gelagerte(n) schiefe(n) Ebene(n) ausbildenden Bauteil und dem Hydraulikzylinder ein Axialkugellager angeordnet ist. For the axial bearing of the locking differential, it is also advantageous if an axial bearing, in particular in the form of a ball bearing, is formed between the hydraulic cylinder and the displaceable inclined plane (s). The invention is therefore also advantageously characterized in that an axial ball bearing is arranged between the component which forms the displaceably mounted (n) inclined plane (s) and the hydraulic cylinder.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung besteht weiterhin darin, dass die schiefen Ebenen durch mindestens eine innenseitige Konusfläche des zylindrischen Flansches und durch mindestens eine außenseitige Konusfläche des Druckstücks ausgebildet sind.An expedient development of the invention further consists in that the inclined planes are formed by at least one inside conical surface of the cylindrical flange and by at least one outside conical surface of the pressure piece.

In ihrer konkreten Ausgestaltung umfassen die vorstehend genannten Bauteile erfindungsgemäß ein zylindrisches, verschiebbar gelagertes Druckstück, einen zylindrischen Flansch, einen Druckring und Kraftübertragungselemente, im Ausführungsbeispiel in Form von Kugeln.In their concrete embodiment, the aforementioned components according to the invention comprise a cylindrical, displaceably mounted thrust piece, a cylindrical flange, a pressure ring and power transmission elements, in the embodiment in the form of balls.

Um die auf den im Schnitt als schiefe Ebene ausgebildeten Konusflächen der Bauteile als Kraftübertragungselement angeordneten Kugeln in diesen Bauteilen gezielt und lagegenau führen zu können, ist es gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung von Vorteil und zweckmäßig, dass in dem zylindrischen Druckstück, dem zylindrischen Flansch und/oder dem Druckring zwischen diesen angeordnete Kugeln führend aufnehmende Laufrillen ausgebildet sind.In order to be able to selectively and accurately position the balls arranged in the section as an inclined plane conical surfaces of the components arranged as a power transmission element in these components, it is advantageous and expedient according to further embodiment of the invention that in the cylindrical pressure piece, the cylindrical flange and / or the pressure ring between these arranged balls leading receiving grooves are formed.

Für die weitere Ausgestaltung und Lagerung des Differentials ist es gemäß Weiterbildung der Erfindung dann weiterhin vorteilhaft, wenn zwischen den die Kraftübersetzung ausbildenden Bauteilen und einem Differentialkorb ein Zwischenring angeordnet ist, der ein Kegelrad des Sperrdifferentials lagert.For the further embodiment and storage of the differential, it is further advantageous according to the invention then, if between the components forming the force transmission and a differential carrier, an intermediate ring is arranged, which supports a bevel gear of the locking differential.

Um ein variables und stufenlos einstellbares Sperrmoment bzw. einen stufenlos variablen Sperrwert des Sperrdifferentials einstellen zu können, zeichnet sich die Erfindung auch noch dadurch aus, dass die Sperr- oder Kupplungslamellen abwechselnd drehfest mit einem Kegelrad des Sperrdifferentials und dem Zwischenring verbunden sind.In order to set a variable and continuously adjustable locking torque or a continuously variable locking value of the locking differential, the invention is also characterized by the fact that the locking or clutch plates are alternately rotatably connected to a bevel gear of the locking differential and the intermediate ring.

Die Erfindung sieht in weiterer Ausgestaltung vor, dass der Sperrwert des Sperrdifferentials in Stufen und/oder stufenlos einstellbar ist.The invention provides in a further embodiment, that the locking value of the locking differential in stages and / or is infinitely adjustable.

Insbesondere soll gemäß Weiterbildung der Erfindung das Sperrdifferential als während der Fahrt zuschaltbar und/oder einstellbar ausgebildet sein.In particular, according to a further development of the invention, the locking differential should be designed to be switchable and / or adjustable during travel.

Von besonderem Vorteil ist es gemäß Ausgestaltung der Erfindung weiterhin, wenn das Sperrdifferential hydraulisch zuschaltbar und/oder schaltbar und/oder einstellbar ausgebildet ist. Die hydraulische Verstellbarkeit ermöglicht eine stufenlose Verstellung der Betätigungskräfte des Sperrdifferentials und damit eine stufenlose Einstellung des Sperrwerts des Sperrdifferentials. Außerdem weisen allradgetriebene Rad- oder Hoflader häufig einen hydrostatischen Antrieb auf, so dass von diesem Hydrauliköl für die Steuerung und Schaltung des Sperrdifferentials zur Verfügung gestellt und verwendet werden kann.It is particularly advantageous according to embodiment of the invention further, when the locking differential is formed hydraulically switchable and / or switchable and / or adjustable. The hydraulic adjustability allows a stepless adjustment of the actuating forces of the locking differential and thus a continuous adjustment of the blocking value of the locking differential. In addition, all-wheel-driven wheel or Hoflader often have a hydrostatic drive, so that can be provided by this hydraulic oil for the control and circuit of the locking differential and used.

Schließlich ist es dann erfindungsgemäß weiterhin zweckmäßig, wenn der Hydraulikzylinder durch Anordnung in dem das Sperrdifferential aufnehmenden Achsgehäuse oder in einem daran als Anflanschteil angeordneten Gehäuse in den Sperrdifferentialaufbau integriert ausgebildet und/oder angeordnet ist.Finally, it is then according to the invention also expedient if the hydraulic cylinder formed by arrangement in which the locking differential receiving axle housing or in a thereto arranged as Anflanschteil housing integrated in the differential locking structure and / or arranged.

Die Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt inThe invention is explained in more detail below by way of example with reference to a drawing. This shows in

1 einen Schnitt durch ein stufenlos schaltbares Sperrdifferential, 1 a section through a continuously variable locking differential,

2 in schematischer Darstellung eine dem Sperrdifferential nach 1 zugeordnete Hydraulikschaltung und in 2 in a schematic representation of the locking differential to 1 associated hydraulic circuit and in

3 in vergrößerter Darstellung den Bereich des an Sperr- und Kupplungslamellen anliegenden Druckrings des stufenlos schaltbaren Sperrdifferentials gemäß 1. 3 in an enlarged view of the area of the voltage applied to the locking and clutch plates pressure ring of the continuously variable locking differential according to 1 ,

Die 1 zeigt in teilweiser Schnittdarstellung ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Differentialgetriebe einer Hoflader- oder Radladerachse mit einem stufenlos schaltbaren sowie zuschaltbaren und abschaltbaren Sperrdifferential 2. In der Darstellung der 1 ist in dem Teilbild oberhalb der Längsachse 14 der Abtriebsachse 3 das Sperrdifferential 2 in seiner vollständig geöffneten, keine Sperrwirkung ausübenden Stellung dargestellt. In der unterhalb der Längsachse 14 dargestellten Position ist das Sperrdifferential 2 in seine Stellung mit 100% Sperrwirkung geschaltet.The 1 shows in partial sectional view a total with 1 designated differential gear a Hoflader- or Radladerachse with a continuously switchable and switchable and disconnectable locking differential 2 , In the presentation of the 1 is in the partial image above the longitudinal axis 14 the output axis 3 the limited slip differential 2 shown in its fully open, no blocking effect exerting position. In the below the longitudinal axis 14 shown position is the locking differential 2 switched to its position with 100% blocking effect.

Das Sperrdifferential 2 weist eine durch die nachstehend näher bezeichneten Bauteile 10, 11, 12 und 13 ausgebildete Kraftübersetzung auf.The locking differential 2 has a through the components described in more detail below 10 . 11 . 12 and 13 trained power transmission on.

Um während der Fahrt des Hofladers die Zu- und Abschaltung sowie die Schaltung des gewünschten Wirkungsgrades des Sperrdifferentials 2 vornehmen zu können, sind an einer mit dem Sperrdifferential 2 verbundenen Abtriebsachse 3 Sperr- und Kupplungslamellen 4 angeordnet. Über einen mittels eines Anflanschteils 5 in das Achsgehäuse 6 integriert angeordneten Hydraulikzylinder 7 werden von über einen Hydraulikölanschluss zugeführtem Hydrauliköl 8 induzierte Axialkräfte über ein Axialkugellager 9 und ein zylindrisches Druckstück 10 sowie einen zylindrischen Flansch 11 und mit dem Druckstück 10 und dem zylindrischen Flansch 11 zusammenwirkende Kugeln 12 auf einen Druckring 13 übertragen, welcher diese seinerseits dann auf die Sperr- und Kupplungslamellen 4 überträgt. Auf diese Weise werden die durch das Hydrauliköl 8 induzierten Axialkräfte auf die rotierenden Sperrdifferentialteile übertragen. Damit keine direkte und unmittelbare Krafteinwirkung vom integrierten Hydraulikzylinder 7 auf die Sperr- und Kupplungslamellen 4 übertragen wird, was aufgrund der dann auftretenden relativ großen Kräfte am Axialkugellager 9 zu einer unverhältnismäßig großen Bauform dieses Axialkugellagers führen würde, ist längs dieses axialen Kraftübertragungsweges eine Kraftübersetzung vorgesehen. Dies Kraftübersetzung wird durch gegenläufig zueinander ausgebildete, querschnittlich schiefe Ebenen 15, 16 ausbildende Konusflächen 17, 18 des zylindrischen Druckstücks 10 und des zylindrischen Flansches 11 ausgebildet. Die Konusfläche oder Konusflächen 17 ist/sind am den Sperr- und Kupplungslamellen 4 zugewandten Ende in Bezug auf die Abtriebsachse 3 außenseitig an dem zylindrischen Druckstück 10 ausgebildet. Dieser diesen Konusfläche(n) 17 gegenüberliegend ist/sind die querschnittlich die schiefe(n) Ebene(n) 16 ausbildende(n) Konusfläche(n) 18 des zylindrischen Flansches 11 innenseitig in Bezug auf die Abtriebsachse 3 an dem zylindrischen Flansch 11 ausgebildet. Zwischen den Konusflächen 17, 18 ist mit Berührung zu den Konusflächen 17, 18 sowie mit Berührung zu dem Druckring 13 eine kreisringförmige Anordnung einzelner Kugeln 12 ausgebildet.To during the ride of the Hofladers the connection and disconnection and the circuit of the desired efficiency of the locking differential 2 to be able to make are at one with the locking differential 2 connected output shaft 3 Locking and clutch plates 4 arranged. About one by means of a Anflanschteils 5 in the axle housing 6 integrated arranged hydraulic cylinder 7 are supplied by a hydraulic oil supply hydraulic oil 8th induced axial forces via an axial ball bearing 9 and a cylindrical pressure piece 10 and a cylindrical flange 11 and with the pressure piece 10 and the cylindrical flange 11 interacting balls 12 on a pressure ring 13 transferred, which in turn then on the locking and clutch plates 4 transfers. In this way, those by the hydraulic oil 8th induced axial forces transmitted to the rotating locking differential parts. So no direct and immediate force from the integrated hydraulic cylinder 7 on the lock and clutch plates 4 is transmitted, due to the then occurring relatively large forces on the thrust ball bearing 9 would lead to a disproportionately large design of this thrust ball bearing, a force transmission is provided along this axial force transmission path. This power transmission is by oppositely trained, cross-sectional inclined planes 15 . 16 forming conical surfaces 17 . 18 of the cylindrical pressure piece 10 and the cylindrical flange 11 educated. The cone surface or cone surfaces 17 is / are on the lock and clutch plates 4 facing end with respect to the output shaft 3 on the outside of the cylindrical pressure piece 10 educated. This conical surface (s) 17 Opposite is / are the cross-section the oblique plane (s) 16 forming cone surface (s) 18 of the cylindrical flange 11 inside with respect to the output shaft 3 on the cylindrical flange 11 educated. Between the cone surfaces 17 . 18 is in contact with the cone surfaces 17 . 18 as well as touching the pressure ring 13 an annular arrangement of individual balls 12 educated.

Wie aus der 3 ersichtlich ist, sind die jeweils konusartig umfangsmäßig an dem Druckstück 10 und dem zylindrischen Flansch 11 ausgebildeten Konusflächen 17, 18 jeweils im Grunde von rillenförmigen Vertiefungen oder Laufrillen 36, 37 ausgebildet. Eine ebensolche rillenförmige Vertiefung oder Laufrille 38 ist auch auf der den Kugeln 12 zugewandten Seite des Druckrings 13 ausgebildet. In diesen rillenförmigen Vertiefungen 36, 37 und 38 sind die Kugeln 12 beweglich geführt. Bei dieser Ausführungsform befinden sich die Konusflächen 17, 18 somit jeweils im Grunde einer rillenförmigen Vertiefung 36, 37, so dass über den Umfang betrachtet, die Konusflächen 17, 18 beabstandet zueinander angeordnet sind und insofern in Form einer Mehrzahl einzelner Konusflächen 17, 18 ausgebildet sind. Es ist aber auch möglich, eine Ausführungsform ohne die Kugeln führende rillenförmige Vertiefungen 36, 37 auszubilden. Bei einer solchen Ausführungsform bilden die schiefen Ebenen 15, 16 eine umfangsmäßig kontinuierlich ausgebildete Konusfläche 17 oder 18 aus.Like from the 3 it can be seen that each cone-like circumferentially on the pressure piece 10 and the cylindrical flange 11 trained conical surfaces 17 . 18 basically each of groove-shaped depressions or grooves 36 . 37 educated. An equally grooved recess or groove 38 is also on the balls 12 facing side of the pressure ring 13 educated. In these groove-shaped depressions 36 . 37 and 38 are the balls 12 movably guided. In this embodiment, the conical surfaces are located 17 . 18 thus in each case basically a groove-shaped depression 36 . 37 , so that viewed over the circumference, the cone surfaces 17 . 18 spaced apart from each other and thus in the form of a plurality of individual conical surfaces 17 . 18 are formed. But it is also possible, an embodiment without the balls leading groove-shaped depressions 36 . 37 train. In such an embodiment, the inclined planes form 15 . 16 a circumferentially continuously formed conical surface 17 or 18 out.

Im ungeschalteten oder abgeschalteten Ausgangs- oder Ruhezustand des Sperrdifferentials 2 mit einer Sperrwirkung von 0% liegen die einzelnen Kugeln 12 wie im oberen Teilbild der 1 dargestellt jeweils im tieferen, dem näher zur Längsachse 14 ausgebildeten Abschnitt einer schiefen Ebene 15 auf der oder einer Konusfläche 17 auf. Wenn nun ausgehend von dieser Ruheposition Hydrauliköl 8 oder Hydraulikflüssigkeit in die Hydraulikdruckkammer 19 hineingepumpt wird, wird aufgrund des Hydraulikdruckes der Hydraulikzylinder 7 aus der im oberen Teilbild dargestellten Position in die im unteren Teilbild dargestellte Position in längsaxialer Richtung längs der Achse 14 verschoben. Dadurch wird gleichzeitig das zylindrische Druckstück 10 gegen die Kraft einer am Druckstück 10 und am zylindrischen Flansch 11 gelagerten Rückstellfeder 20 in längsaxialer Richtung relativ zu dem feststehenden und an einem Zwischenring 26 befestigten zylindrischen Flansch 11 bewegt. Aufgrund dieser Bewegung und ihrer jeweiligen Anlage sowohl an der/den Konusfläche(n) 17 als auch an der/den Konusfläche(n) 18 bewegt sich dadurch eine jede Kugel 12 längs der jeweiligen schiefen Ebenen 15, 16. Die schiefe Ebene oder die schiefen Ebenen 15 des Druckstücks 10 liegt/liegen dabei an den Kugeln 12 an. Sobald sich das Druckstück 10 axial in Richtung auf die Sperr- und Kupplungslamellen 4 zubewegt, stützen sich die Kugeln 12 auch auf der/den schiefen Ebene(n) 16 des zylindrischen Flansches 11 ab. Dadurch wird eine gleichzeitige Wanderung der Kugeln 12 nach außen in Form einer Axialbewegung vollzogen. Da die Kugeln 12 weiterhin an dem Druckring 13 anliegen, wird dieser in Axialrichtung auf die Sperr- und Kupplungslamellen 4 zubewegt und in Anlage mit diesen gebracht. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, bei welchem die Kugeln 12 jeweils in rillenförmigen Vertiefungen 36, 37, 38 geführt sind, werden die Kugeln unter Ausbildung von Linienberührungen zu den an ihnen anliegenden Flächenbereichen in den rillenförmigen Vertiefungen 36, 37 und 38 ge- und verschoben werden. Hierbei sind die rillenförmigen Vertiefungen 36, 37, 38 querschnittlich kreisabschnittsförmig ausgebildet und an die Außenfläche der jeweils in den rillenförmigen Vertiefungen laufenden Kugeln angepasst, so dass diese darin exakt über eine Linienberührung geführt sind. Dies ermöglicht eine exakte Führung der Kugeln 12 während der Verstellung des Druckstücks 10 in Axialrichtung sowie eine exakte Positionierung der verschiedenen Kontaktflächen und Kugeln 12 zueinander, ohne dass zusätzliche Teile wie Käfige oder Zentrierelemente benötigt werden. Es ist aber auch möglich, dass die Kugeln 12 bei der Verstellung des Druckstücks in Axialrichtung sich unter Ausführung der durch die in die Kugeln 12 eingezeichneten Pfeile angedeuteten Rotationsbewegung in Richtung des Anstiegs der jeweiligen schiefen Ebene(n) 15, 16 bewegen. Nach erfolgter Anlage an die Sperr- und Kupplungslamellen 4 erhöht der Druckring 13 bei weiterem Druckanstieg dann die Flächenpressung zwischen den Sperr- und Kupplungslamellen 4 und presst diese zusammen, bis dann die gewünschte Sperrwirkung oder die im unteren Teilbild der 1 und 3 dargestellte maximale Endposition mit 100% Sperrwirkung erreicht ist. Die gegenläufig zueinander ausgebildeten, jeweils querschnittlich schiefe Ebenen 15, 16 ausbildenden Konusflächen 17, 18 sind dabei hinsichtlich ihrer Steigung und auch hinsichtlich der verwendeten Größe der Kugeln 12 so ausgelegt, dass sich dadurch ein Kraftübersetzungsverhältnis einstellen lässt. Aus dem Vergleich des Vorschubs A, der die Differenz der Längenbewegung des Hydraulikzylinders 7 zwischen der Ausgangs- und Ruheposition und der Endposition darstellt, mit dem Vorschub B, der die entsprechende Lageveränderung des Druckringes 13 zeigt, ist das Übersetzungsverhältnis und damit auch die Kraftübersetzung ersichtlich. Aufgrund des Übersetzungsverhältnisses legt der Hydraulikzylinder 7 einen deutlich größeren Weg zwischen diesen beiden Endpositionen zurück als der Druckring 13. Durch dieses Übersetzungsverhältnis werden die vom Axialkugellager 9 aufzunehmenden Lagerkräfte – verglichen mit einer direkten Axialkraftübertragung ohne Kraftübersetzungsverhältnis – auf ca. 1/3 bis 1/4 reduziert. Durch entsprechende Ausgestaltung der Steigung der schiefen Ebenen und die Wahl der Kugelgröße lassen sich hier auch andere Übersetzungsverhältnisse einstellen.In the unswitched or disconnected output or idle state of the locking differential 2 with a barrier effect of 0% are the individual balls 12 as in the upper part of the picture 1 shown in each case in the lower, the closer to the longitudinal axis 14 trained section of an inclined plane 15 on the or a cone surface 17 on. If now starting from this rest position hydraulic oil 8th or hydraulic fluid in the hydraulic pressure chamber 19 is pumped in, is due to the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder 7 from the position shown in the upper partial image in the position shown in the lower partial image in the longitudinal axial direction along the axis 14 postponed. This simultaneously becomes the cylindrical pressure piece 10 against the force of a pressure piece 10 and on the cylindrical flange 11 mounted return spring 20 in the longitudinal axial direction relative to the fixed and on an intermediate ring 26 attached cylindrical flange 11 emotional. Due to this movement and their respective attachment both to the cone surface (s) 17 as well as on the cone surface (s) 18 thereby moves each ball 12 along the respective inclined planes 15 . 16 , The inclined plane or the inclined planes 15 of the pressure piece 10 lies / are lying on the balls 12 at. As soon as the pressure piece 10 axially in the direction of the locking and clutch plates 4 moved, the balls are supported 12 also on the inclined plane (s) 16 of the cylindrical flange 11 from. This will cause a simultaneous migration of the balls 12 completed to the outside in the form of an axial movement. Because the balls 12 continue on the pressure ring 13 abutment, this is in the axial direction on the locking and clutch plates 4 moved and brought into contact with these. In the illustrated embodiment, in which the balls 12 each in groove-shaped recesses 36 . 37 . 38 are guided, the balls are to form line contacts to the voltage applied to them surface areas in the groove-shaped recesses 36 . 37 and 38 be moved and moved. Here are the groove-shaped depressions 36 . 37 . 38 cross-sectionally circular segment-shaped and adapted to the outer surface of each running in the groove-shaped recesses balls, so that they are guided therein exactly over a line contact. This allows an exact guidance of the balls 12 during the adjustment of the pressure piece 10 in the axial direction and an exact positioning of the various contact surfaces and balls 12 to each other, without additional parts such as cages or centering are needed. But it is also possible that the balls 12 in the adjustment of the thrust piece in the axial direction under execution of the in the balls 12 indicated arrows in the direction of the increase of the respective inclined plane (s) 15 . 16 move. After contact with the lock and clutch plates 4 increases the pressure ring 13 with further increase in pressure then the surface pressure between the blocking and clutch plates 4 and pressed together, until then the desired blocking effect or in the lower part of the image 1 and 3 shown maximum end position is achieved with 100% blocking effect. The oppositely trained, each cross-sectional inclined planes 15 . 16 forming conical surfaces 17 . 18 are in terms of their slope and also in terms of the size of the balls used 12 designed so that this can set a power transmission ratio. From the comparison of the feed A, the difference in the length movement of the hydraulic cylinder 7 between the home and rest position and the end position represents, with the feed B, the corresponding change in position of the pressure ring 13 shows, the gear ratio and thus the power transmission is apparent. Due to the gear ratio puts the hydraulic cylinder 7 a much larger path between these two end positions back than the pressure ring 13 , Due to this ratio, the thrust ball bearings 9 absorbed bearing forces - compared to a direct Axialkraftübertragung without power transmission ratio - reduced to about 1/3 to 1/4. By appropriate design of the slope of the inclined planes and the choice of the ball size can be set here also other ratios.

Die verbleibenden bzw. dann noch auftretenden Axialkräfte können von dem Axialkugellager 9 sowie dem Achsgehäuse 6, dem Differentialkorb 21 und dem jenseits eines außenliegenden Kegelrades 27 angeordneten Differentialkorblager 22a problemlos aufgenommen werden. Weder der Differentialkorb 21, noch die Differentialkorblager 22a, 22b müssen dann in besonderen Maßen oder Baugrößen angefertigt werden. Ohne dass es besonderer weiterer Maßnahmen bedarf, ist weiterhin ein guter Zahneingriff von Ritzelwelle 23 und Tellerrad 24 des Differentialgetriebes 1 gewährleistet.The remaining or then occurring axial forces can from the thrust ball bearing 9 and the axle housing 6 , the differential carrier 21 and beyond an external bevel gear 27 arranged differential basket bearings 22a be recorded easily. Neither the differential carrier 21 , nor the differential basket 22a . 22b must then be made in special dimensions or sizes. Without the need for special further measures, a good meshing of pinion shaft continues 23 and crown wheel 24 of the differential gear 1 guaranteed.

Um die Flächenpressung zwischen den schiefen Ebenen 15, 16 und den als Kraftübertragungselemente wirkenden Kugeln 12 zu minimieren sind wie in 3 dargestellt, die Kontaktteile zylindrisches Druckstück 10, zylindrischer Flansch 11 und Druckring 13 mit Laufrillen oder rillenförmigen Laufbahnen oder Vertiefungen 36, 37, 38 auszustatten, in welchen die Kugeln 12 geführt sind. Hierdurch bildet sich ein Linienkontakt der Kugeln 12 anstelle eines sonst nur punktförmigen Kontaktes einer jeden Kugel 12 mit diesen Bauteilen bei rein kegeliger und planer Ausbildung der schiefen Ebenen 15, 16 oder Konusflächen 17, 18 sowie der mit den Kugeln 12 in Verbindung stehenden axialen Außenfläche des Druckrings 13. Außerdem ist hierdurch eine exakte Führung der Kugeln 12 sowie die radiale Festlegung der genannten Bauteile 10, 11 und 13 im Verhältnis zu den Kugeln 12 gewährleistet, ohne dass zusätzliche Elemente wie Käfige oder Zentrierelemente benötigt werden.To the surface pressure between the inclined planes 15 . 16 and acting as power transmission balls 12 to minimize are like in 3 shown, the contact parts cylindrical pressure piece 10 , cylindrical flange 11 and pressure ring 13 with grooves or groove-shaped raceways or depressions 36 . 37 . 38 equip, in which the balls 12 are guided. This forms a line contact of the balls 12 instead of an otherwise punctiform contact of each ball 12 with these components with purely conical and plane formation of the inclined planes 15 . 16 or cone surfaces 17 . 18 as well as with the balls 12 related axial outer surface of the pressure ring 13 , In addition, this is an exact guidance of the balls 12 and the radial fixing of said components 10 . 11 and 13 in relation to the balls 12 guaranteed without the need for additional elements such as cages or centering elements.

Die Sperr- und Kupplungslamellen 4 sind abwechselnd mit einem Kegelrad 25 des Differentialgetriebes 1 und einen Zwischenring 26 drehfest verbunden, so dass unter Einwirkung der durch Variation des Hydraulikdruckes verstellbaren Axialkräfte oder Axialbetätigungskräfte durch Verstellung des Hydraulikzylinders 7 und der Kraftübersetzung mithilfe der Bauteile zylindrisches Druckstück 10, zylindrischer Flansch 11, Kugeln 12 und Druckring 13 dank der schiefen Ebenen 15, 16 bzw. der Konusflächen 17, 18 das jeweils gewünschte, durch die Sperr- und Kupplungslamellen 4 bewirkte Sperrmoment erreicht wird. Der Hydraulikzylinder 7 und damit das zylindrische Druckstück 10 ist/sind stufenlos zwischen der im oberen Teilbild dargestellten geöffneten Position und der im unteren Teilbild dargestellten geschlossenen Position bewegbar. Der Sperrgrad oder die Sperrwirkung wird nach Überwindung des Vorfahrwegs und Erreichen der Anlageposition des Druckringes 13 an die Sperr- und Kupplungslamellen 4 und dadurch bewirkte Erstanlage der Sperr- und Kupplungslamellen 4 proportional zum Druck von 0% bis 100% Sperrwirkung verstellbar. Die an dem zylindrischen Druckstück 10 und dem zylindrischen Flansch 11 angreifende Rückstellfeder 20 sorgt für die Zurückbewegung des Hydraulikzylinders 7 und des zylindrischen Druckstücks 10, wenn aus der Hydraulikdruckkammer 19 wieder Hydrauliköl abgelassen wird.The locking and clutch plates 4 are alternating with a bevel gear 25 of the differential gear 1 and an intermediate ring 26 rotatably connected, so that under the action of the variable by varying the hydraulic pressure axial forces or Axialbetätigungskräfte by adjusting the hydraulic cylinder 7 and the power transmission using the components cylindrical pressure piece 10 , cylindrical flange 11 , Balls 12 and pressure ring 13 thanks to the inclined planes 15 . 16 or the cone surfaces 17 . 18 the respectively desired, through the locking and clutch plates 4 caused locking torque is achieved. The hydraulic cylinder 7 and thus the cylindrical pressure piece 10 is / are infinitely movable between the open position shown in the upper partial image and the closed position shown in the lower partial image. The degree of locking or the blocking effect is after overcoming the Vorfahrwegs and reaching the contact position of the pressure ring 13 to the locking and clutch plates 4 and thereby effected Erstanlage the locking and clutch plates 4 proportional to the pressure from 0% to 100% locking action adjustable. The on the cylindrical pressure piece 10 and the cylindrical flange 11 attacking return spring 20 ensures the return movement of the hydraulic cylinder 7 and the cylindrical pressure piece 10 when out of the hydraulic pressure chamber 19 Hydraulic oil is drained again.

Die konstruktive Ausgestaltung des Differentialgetriebes 1 ermöglicht es, dass Sperrdifferential 2 während der Fahrt zuzuschalten oder zu schalten oder bezüglich seiner Wirkung abzuschalten und insofern zu variieren.The structural design of the differential gear 1 it allows that locking differential 2 to switch on or off during the journey or to switch off with regard to its effect and to vary in this respect.

Im Ausführungsbeispiel ist eine stufenlose Verstellbarkeit vorgesehen. Es kann aber auch möglich sein, dass bereits in der Grundeinstellung des Sperrdifferentials eine Krafteinwirkung auf die Sperr- und Kupplungslamellen 4 ausgeübt wird, so dass hier ein minimaler Sperrwert vorgesehen ist. Auch müssen die schiefen Ebenen 15, 16 nicht kontinuierlich mit konstanter Neigung verlaufen. Hier können Stufen vorgesehen sein, so dass das Differential dann mit unterschiedlichen Übersetzungen schaltbar ist. Auch ist es möglich, die schiefen Ebenen 15, 16 in Teilbereichen mit einem Radius zu versehen und hier unterschiedliche Übersetzungsverhältnisstufen auszubilden.In the embodiment, a stepless adjustability is provided. But it may also be possible that already in the basic setting of the locking differential a force on the locking and clutch plates 4 is exercised, so that here a minimum blocking value is provided. Also, the inclined planes have to 15 . 16 do not run continuously with a constant inclination. Here, steps can be provided, so that the differential is then switched with different translations. Also it is possible the inclined planes 15 . 16 To provide in some areas with a radius and here form different ratio stages.

Der Zwischenring 26 soll neben der Übertragung des Sperrmomentes auch die axialen Anpresskräfte auf die Sperr- und Kupplungslamellen 4 übertragen. Darüber hinaus lagert dieser Zwischenring 26 über den Differentialkorb 21 und den zylindrischen Flansch 11 unter Einklemmung des Flansches des Tellerrades 24 ein Kegelrad 25 des Differentialgetriebes 1. Aufgrund seiner diesbezüglichen Anordnung und Ausführung erfüllt der Zwischenring 26 eine Mehrfachfunktion und ermöglicht es, eine große Montageöffnung für die Montage der Kegelräder 25, 27 und der Trabanten 28 des Differentialgetriebes 1 vorzusehen. Ebenfalls kann auf eine Härtung des Zwischenrings verzichtet werden.The intermediate ring 26 should in addition to the transmission of the locking torque and the axial contact forces on the locking and clutch plates 4 transfer. In addition, this intermediate ring stores 26 over the differential cage 21 and the cylindrical flange 11 under clamping of the flange of the ring gear 24 a bevel gear 25 of differential gear 1 , Due to its arrangement in this respect and execution of the intermediate ring 26 a multiple function and allows a large mounting hole for mounting the bevel gears 25 . 27 and the satellite 28 of the differential gear 1 provided. Also can be dispensed with curing of the intermediate ring.

Die außen am Differentialgetriebe 1 anliegende Anordnung der Sperr- und Kupplungslamellen 4 in Verbindung mit der Aufnahme der auftretenden Axialkräfte durch den Zwischenring 26 bewirken einen guten und nicht durch die Axialkräfte veränderten Zahneingriff der Kegelradverzahnungen der Kegelräder 25, 27 und der Trabanten 28 des Differentialgetriebes 1. Die Verzahnung des Differentialgetriebes 1 ist gleichmäßig belastet und es ergibt sich eine geringe Verschleiß- und Geräuschentwicklung.The outside of the differential gear 1 fitting arrangement of the locking and clutch plates 4 in connection with the absorption of the axial forces occurring through the intermediate ring 26 cause a good and not by the axial forces changed meshing of the bevel gear teeth of the bevel gears 25 . 27 and the satellite 28 of the differential gear 1 , The toothing of the differential gear 1 is evenly loaded and there is a low wear and noise.

Die Einstellung des jeweiligen Sperrwertes erfolgt mittels einer hydraulischen Druckregelung. Es wird ein niedriger Steuerdruckbereich verwendet, so dass an Fahrzeugen mit hydrostatischem Antrieb, als welche Hoflader häufig ausgebildet sind, für Hilfskreise vorgesehene, vorhandene Druckanschlüsse verwendet werden können. Außerdem ist durch die Verwendung eines niedrigen Steuerdruckbereiches eine einfache und stufenlose Verstellung des Hydraulikzylinders 7 und damit der Betätigungskräfte und des die im Differentialgetriebe 1 wirksamen Axialkräfte bewirkenden Hydraulikdrucks möglich.The setting of the respective blocking value takes place by means of a hydraulic pressure control. A low control pressure range is used, so that on vehicles with hydrostatic drive, as which Hoflader are often formed, provided for auxiliary circuits, existing pressure ports can be used. In addition, by using a low control pressure range is a simple and continuous adjustment of the hydraulic cylinder 7 and thus the actuating forces and those in the differential gear 1 effective axial forces causing hydraulic pressure possible.

Für die Druckregelungen können Bauteile oder Elemente Verwendung finden, die sich grundsätzlich dadurch unterscheiden, dass sie entweder vom Fahrer oder Bediener geregelt werden oder dass sie selbstregelnd sind. Das hierfür entscheidende Bauteil ist ein Druckregelventil 29, das schematisch in der 2 als Bestandteil eines Hydraulikschaltschemas dargestellt ist. Dieses Druckregelventil 29 erzeugt den jeweils gewünschten, in der Hydraulikdruckkammer 19 auf den Hydraulikzylinder 7 wirkenden hydraulischen Druck. Dieser Druck wirkt im Bereich der Abtriebsachse 3 auf den dortigen Hydraulikzylinder 7, der über das Axialkugellager 9 den Vorschub auf die umlaufenden Bauteile des Sperrdifferentials 2 bewirkt. Über die Übersetzung der schiefen Ebenen 15, 16 wird die Verstellkraft in die aus den Sperr- und Kupplungslamellen 4 bestehende und gebildete Reibkupplung 30 zur Erzeugung des Sperrmomentes eingeleitet. In der 2 ist das Sperrdifferential 2 schematisch dargestellt, wobei ein rückstellfederbelasteter Kolben 31 das Zusammenwirken von Hydraulikzylinder 7, zylindrischem Druckstück 10 und zylindrischem Flansch 11 mit dazwischen angeordneter Rückstellfeder 20 symbolisiert und das schwarze Dreieck 32 die durch die schiefen Ebenen 15, 16 bzw. die Konusflächen 17, 18 bewirkte Übersetzung symbolisiert. Hydrauliköl 8 wird dem Druckregelventil 29 ausgehend von einem Tank 33 über eine Pumpe 34 zugeführt.For the pressure controls, components or elements may be used that differ in principle in that they are either controlled by the driver or operator or that they are self-regulating. The decisive component is a pressure control valve 29 schematically in the 2 is shown as part of a hydraulic circuit diagram. This pressure control valve 29 generates the respectively desired, in the hydraulic pressure chamber 19 on the hydraulic cylinder 7 acting hydraulic pressure. This pressure acts in the area of the output axis 3 on the local hydraulic cylinder 7 that about the thrust ball bearing 9 the feed on the rotating components of the locking differential 2 causes. About the translation of the inclined planes 15 . 16 is the adjusting force in the from the locking and clutch plates 4 existing and formed friction clutch 30 initiated to generate the locking torque. In the 2 is the locking differential 2 schematically illustrated, wherein a return spring loaded piston 31 the interaction of hydraulic cylinders 7 , cylindrical pressure piece 10 and cylindrical flange 11 with arranged therebetween return spring 20 symbolizes and the black triangle 32 through the inclined planes 15 . 16 or the cone surfaces 17 . 18 symbolizes caused translation. hydraulic oil 8th becomes the pressure control valve 29 starting from a tank 33 via a pump 34 fed.

Bei einer selbsttätigen Regelung sind beispielsweise folgende Regelungsfälle möglich:

1. Es wird ein konstanter Sperrwert, der im Bereich von 0–100% Sperrwirkung des Sperrdifferentials liegt, vorgegeben. In diesem Fall wird der dafür notwendige, voreingestellte Druck durch einen einstellbaren Druckregler und/oder des Druckregelventil 29 unmittelbar nach dem Fahrzeugstart erreicht, so dass dann unmittelbar die vorgewählte konstante Sperrwirkung erreicht ist und die Reibkupplung 30 vorspannt.
2. Bei einer fahrsituationsabhängigen Regelung des Sperrwertes des Sperrdifferentiales können Größen wie Lenkwinkel, Fahrgeschwindigkeit, Geschwindigkeitsunterschied der Räder des Hofladers sensorisch erfasst und die ermittelten Signale und Daten derart in ein solches Steuersignal 35 umgewandelt werden, dass damit situationsabhängig das Druckregelventil 29 geregelt und dadurch ein jeweils gewünschter hydraulischer Druck eingestellt wird. Hierdurch ergibt sich eine fahrsituationsabhängige Druckregelung und eine dadurch bewirkte fahrsituationsabhängige Einstellung des Sperrwertes des Sperrdifferentials 2.

In an automatic control, for example, the following control cases are possible:

1. It is a constant lock value, which is in the range of 0-100% locking effect of the locking differential, given. In this case, the necessary, preset pressure by an adjustable pressure regulator and / or the pressure control valve 29 reached immediately after the vehicle start, so that then immediately the preselected constant locking effect is reached and the friction clutch 30 biases.
2. In a driving situation-dependent control of the locking value of the locking differential variables such as steering angle, driving speed, speed difference of the wheels of the Hofladers sensory detected and the detected signals and data in such a control signal 35 be converted, so that dependent on the situation, the pressure control valve 29 regulated and thereby a respective desired hydraulic pressure is adjusted. This results in a driving situation-dependent pressure control and thereby caused a driving situation-dependent adjustment of the locking value of the locking differential 2 ,

Bei einer vom Bediener oder Fahrzeugführer vorgenommenen, gesteuerten Regelung sind beispielsweise folgende Szenarien möglich:

1. Es werden zwei, jeweils eine Stufe im Bereich der Sperrwirkung von 0–100% ausbildende Sperrwerte über eine von außen schaltbare Druckregelung ansteuerbar oder zuschaltbar vorgesehen. Hierbei ist es möglich, einen geringeren Sperrwert für das Fahren mit dem Hoflader auf befestigten Flächen und einen höheren Sperrwert für das Fahren mit dem Hoflader auf rutschigem Untergrund vorzusehen. Für die Schaltung kann vorgesehen sein, dass die jeweilige Sperrwertstufe vom Fahrzeugführer von Hand oder mit dem Fuß bei Bedarf geschaltet werden kann. Es ist aber auch möglich, mit einem Wahlschalter die jeweils gewünschte Stufe vorzuwählen.
2. Anstelle von lediglich zwei Sperrwerten kann im gesamten Bereich von 0–100% Sperrwirkung eine beliebige Anzahl gestufter Sperrwerte mit entsprechend vielen Schaltstellungen vorgesehen sein.
3. Es kann vorgesehen sein, dass der Sperrwert stufenlos zwischen einer voreingestellten Untergrenze mit 0% Sperrwirkung und einer festgelegten Obergrenze mit 100% Sperrwirkung eingestellt und zugeschaltet werden kann. Hierbei kann eine (permanente) Regelung durch den Fahrzeugführer mithilfe einer verstellbaren Steuerung erfolgen, wobei der Fahrzeugführer mittels eines Bedienelementes direkt auf die Druckregelung zugreift. Auch in diesem Falle kann es vorgesehen sein, dass situationsabhängig automatisch Stufen mit definierter Sperrwirkung zu- oder abgeschaltet werden.

In the case of a controlled regulation made by the operator or driver, the following scenarios are possible, for example:

1. Two blocking values, each forming a step in the area of the blocking effect of 0-100%, can be activated or switched on via an externally switchable pressure regulation. Here it is possible to provide a lower cut-off value for driving with the farm loader on paved surfaces and a higher cut-off value for driving with the farm loader on a slippery surface. For the circuit can be provided that the respective Sperrwertstufe can be switched by the driver by hand or with the foot when needed. But it is also possible to select the respective desired level with a selector switch.
2. Instead of only two locking values can be provided in the entire range of 0-100% blocking effect any number of stepped blocking values with a corresponding number of switching positions.
3. It can be provided that the blocking value can be continuously adjusted and switched between a preset lower limit with 0% blocking effect and a fixed upper limit with 100% blocking effect. In this case, a (permanent) control by the driver by means of an adjustable control, wherein the driver accesses by means of a control directly to the pressure control. Also in this case it can be provided that, depending on the situation, stages with defined blocking effect are automatically switched on or off.

Auch wenn die Erfindung vorstehend anhand eines Hofladers beispielhaft näher erläutert ist, so lässt sich ein derartig als stufenlos verstellbares Sperrdifferential 2 ausgebildetes Differentialgetriebe 1 bei jeder Art von Radlader, beispielsweise auch Teleskopladern, anwenden und realisieren.Although the invention has been described in greater detail above with reference to a Hofladers example, it can be such as infinitely variable locking differential 2 trained differential gear 1 in every type of wheel loader, for example telescopic loaders, apply and realize.

Claims

Four-wheel drive wheel loader, in particular farm loader, with a limited slip differential ( 2 ) formed differential gear ( 1 ), characterized in that the differential gear ( 1 ) as a stepped or continuously switchable and / or switchable limited slip differential ( 2 ), wherein the locking differential ( 2 ) Lock or clutch plates ( 4 ), which is actuated by a hydraulic cylinder ( 7 ) are controlled and / or regulated adjustably acted upon by actuating forces and wherein between the hydraulic cylinder ( 7 ) and the lock or clutch plates ( 4 ) a force translation of the hydraulic cylinder ( 7 ) on the lock or clutch plates ( 4 ) exerted axial forces causing components ( 10 . 11 . 12 . 13 ) are arranged and formed.

Four-wheel drive wheel loader according to claim 1, characterized in that the components ( 10 . 11 . 12 . 13 ) oppositely formed inclined planes ( 15 . 16 ) with contact to both types of inclined planes ( 15 . 16 ) between these arranged balls ( 12 ), wherein one of the two types of inclined planes ( 15 . 16 ) component ( 10 ) Is arranged axially displaceable.

Four-wheel drive wheel loader according to claim 2, characterized in that the displaceably arranged (n) inclined plane (s) ( 15 ) forming component ( 10 ) is slidably mounted against the force of a return spring.

Four-wheel drive wheel loader according to claim 2 or 3, characterized in that between the slidably mounted (n) inclined plane (s) ( 15 ) forming component ( 10 ) and the hydraulic cylinder ( 7 ) an axial ball bearing ( 9 ) is arranged.

Four-wheel drive wheel loader according to one of claims 2-4, characterized in that the inclined planes ( 15 . 16 ) by at least one inside cone surface ( 18 ) of a cylindrical flange ( 11 ) and by at least one outer cone surface ( 17 ) of a pressure piece ( 10 ) are formed.

Four-wheel drive wheel loader according to one of the preceding claims, characterized in that the components comprise a cylindrical, displaceably mounted thrust piece ( 10 ), a cylindrical flange ( 11 ), a pressure ring ( 13 ) and power transmission elements ( 12 ).

Four-wheel drive wheel loader according to claim 4 or 6, characterized in that in the cylindrical pressure piece ( 10 ), the cylindrical flange ( 11 ) and / or the pressure ring ( 13 ) between these arranged balls ( 12 ) leading receiving grooves ( 36 . 37 . 38 ) are formed.

Four-wheel drive wheel loader according to one of the preceding claims, characterized in that between the components forming the force transmission ( 10 . 11 . 12 . 13 ) and a differential carrier ( 21 ) an intermediate ring ( 26 ), which is a bevel gear ( 25 ) of the locking differential ( 2 ) stores.

Four-wheel drive wheel loader according to claim 8, characterized in that the blocking or clutch plates ( 4 ) alternately rotationally fixed with the bevel gear ( 25 ) of the locking differential ( 2 ) and the intermediate ring ( 26 ) are connected.

Four-wheel drive wheel loader according to one of the preceding claims, characterized in that the locking value of the locking differential ( 2 ) in steps and / or is infinitely adjustable.

Four-wheel drive wheel loader according to one of the preceding claims, characterized in that the locking differential ( 2 ) is designed as switchable while driving and / or adjustable.

Four-wheel drive wheel loader according to one of the preceding claims, characterized in that the locking differential ( 2 ) is hydraulically switchable and / or switchable and / or adjustable.

Four-wheel drive wheel loader according to one of the preceding claims, characterized in that the hydraulic cylinder ( 7 ) by arrangement in which the locking differential ( 2 ) receiving axle housing ( 6 ) or in a thereto as flange part ( 5 ) arranged housing in the locking differential structure is formed and / or arranged.