DE10140880A1 - Elektronisch gesteuertes Differential mit begrenztem Schlupf - Google Patents

Abstract

Es wird eine neuartige Auslegung eines elektronisch gesteuerten Differentials mit begrenztem Schlupf angegeben, welches eine Reibungskupplungsanordnung umfaßt, welche in einem Differentialgehäuse zur selektiven Begrenzung der Differentialwirkung vorgesehen ist. Die Reibungskupplungsanordnung ist zwischen einer Trennplatte, welche fest mit dem Differentialgehäuse verbunden ist und axial beabstandet von einem Nebenrad angeordnet ist, und ein Axialbund ist mittels einer Keilverbindung mnit einer der Achswellen verbunden und in axialer Richtung bewegbar, um die Reibungskupplungsanordnung zu beaufschlagen. Die Reibungskupplungsanordnung umfaßt eine abwechselnde Anordnung von inneren Reibungsscheiben, die mittels einer Keilverbindung mit dem Axialbund verbunden sind, und äußeren Reibungsscheiben, welche drehfest mit dem Differentialgehäuse verbunden sind. Die Reibungskupplungsanordnung wird durch eine selektiv steuerbare Betätigungseinrichtung beaufschlagt, welche einen Elektromotor, ein Untersetzungsgetriebe und eine Betätigungseinrichtung mit einer Kugel und einer Schrägfläche umfaßt, welche derart beschaffen und ausgelegt ist, daß sie den Axialbund in axialer Richtung in Abhängigkeit von der Drehbewegung des Elektromotors verschieben kann. Das Differential hat sowohl ein Verhalten mit begrenztem Schlupf als auch ein freies Differentialverhalten.

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Differential oder einer Differentialanord­ nung, und insbesondere mit einem Differential für Kraftfahrzeuge, welches eine elektronisch gesteuerte Reibungskupplungsanordnung hat, welche sowohl ein Verhalten mit begrenztem Schlupf als auch ein freies Differential­ verhalten bereitstellt.

Üblicherweise sind an sich bekannte Differentiale in einem Kraftübertra­ gungssystem eines Kraftfahrzeugs angeordnet, um zu ermöglichen, daß ein Paar von Ausgangswellen, welche mit einer Eingangswelle betriebsverbunden sind, sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bzw. Drehzahlen drehen können, wodurch ermöglicht wird, daß die der jeweiligen Ausgangswelle zugeordneten Räder konstant eine Traktion mit der Fahrbahn auch während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs aufrecht erhalten können. Eine solche Vorrichtung verteilt im wesentlichen das von der Eingangswelle erhaltene Drehmoment auf die Ausgangswellen. Diese Bauarten von Differentialen, die an sich bekannt sind, werden als Differentiale mit freiem Differentialverhalten bezeichnet, d. h. ein Differential ohne Kupplungen oder Federn, und diese Differentiale sind bei rutschigen Verhältnissen ungeeignet, wenn ein Rad einen geringeren Reibungskoeffizienten als das andere Rad hat. Wenn beispielsweise ein Rad eines Fahrzeugs auf einer Eisplatte aufliegt oder auf matschigem Untergrund sich befindet, und das andere Rad auf einem trockenen Untergrund oder eine Pflasterung läuft, verliert das Rad mit dem niedrigeren Reibungskoeffizienten die Traktion und ein kleines, auf dieses Rad übertragene Drehmoment führt zu einem "Durchdrehen" dieses Rades. Da das maximale Drehmoment, welches an dem Rad mit einer Traktion übertragen werden kann, gleich dem Drehmoment an dem Rad ohne Traktion ist, d. h. dem durchrutschenden Rad, kann die Brennkraftmaschine kein Drehmoment mehr liefern, und das Rad mit Traktion kann sich nicht mehr drehen. Daher besteht ein Bedürfnis nach einem Differential, welches die Differentialdrehbewegung zwischen den Ausgangswellen begrenzt, um eine Traktion auf rutschigen Flächen bereitzustellen. Ein solches Differential ist an sich bekannt.

Es gibt mehrere Methoden der Schlupfbegrenzung des Rads unter solchen Verhältnissen. Bei üblichen Methoden zur Schlupfbegrenzung wird zwischen den Nebenrädern und dem Differentialgehäuse eine Reibungskupplungsein­ richtung eingesetzt, welche üblicherweise Kupplungsplatten umfaßt, die mittels einer Keilverbindung mit einem Nebenrad-Nabenabschnitt verbunden sind, und mit einer Vorbelastungseinrichtung, üblicherweise eine Feder, um eine anfängliche Vorbelastung in dem Bereich zwischen der Reibungskupplungseinrichtung und dem Differentialgehäuse aufzubringen. Wenn man eine Reibungskupplungseinrichtung mit einer anfänglichen Vorbelastung, beispielsweise bewirkt durch eine Feder, einsetzt, kann immer ein Mindestdrehmoment auf das Rad mit Traktion aufgebracht werden, d. h. jenes Rad, das sich auf einem trocken Pflasteruntergrund befindet. Das Anfangsdrehmoment erzeugt Zahnradtrennkräfte, welche die Reibungskupplung weiter einrücken und ein zusätzliches Drehmoment aufbauen. Derartige Differentiale mit begrenztem Schlupf sind an sich bekannt.

Die anfängliche Vorbelastung initiiert den Aufbau von Nebenrad-Trennkräften, welche eine weitere Bremswirkung zwischen den Nebenrädern und dem Differentialgehäuse verursachen. Im allgemeinen sind Zahnradtrennkräfte, die von einem beliebigen Satz von in Kämmeingriff befindlichen Zahnrädern durch die Einwirkung eines Drehmoments auf die Zahnräder aufgebaut werden und welche die Tendenz haben, die Zahnräder voneinander zu trennen. In einem Differential erzeugt der Aufbau des Drehmoments Nebenrad-Trennkräfte, welche die Neigung besitzen, die Nebenräder von den treibenden Zahnrädern weg zu bewegen. Auf einer Fläche, welche einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat, erzeugt die Anfangsvorbelastung einen Kontakt- und Reibungsdruck zwischen dem Differentialgehäuse und der Kupplungseinrichtung, welche zwischen den Nebenrädern und dem Differentialgehäuse angeordnet ist, um zu ermöglichen, daß die Brennkraft­ maschine ein Anfangsdrehmoment aufbauen kann. Durch diesen Beginn der Drehmomentübertragung werden Zahnrad-Trennkräfte an den Nebenrädern erzeugt, welche die Tendenz haben, die Nebenräder zu trennen, um die Reibung zwischen der Kupplungseinrichtung und dem Gehäuse weiter zu erhöhen. Der vergrößerte Reibungsdruck der Kupplung ermöglicht einen weiteren Drehmomentaufbau, wodurch die Nebenrad-Trennkräfte größer werden, und der Schlupf zwischen den Nebenrädern und dem Differentialge­ häuse begrenzt wird.

Derartige vorbelastete Kupplungen sind jedoch üblicherweise immer im Ein­ griffszustand, und sind daher einem Verschleiß ausgesetzt, wodurch sich unerwünschte Reparatur- und Austauschkosten ergeben. Zusätzlich werden bei derartigen Kupplungseinrichtungen üblicherweise Federeinrichtungen eingesetzt, was zu zusätzlichen Kosten führt und die Herstellung verkom­ pliziert. Zusätzlich kann eine solche vorbelastete Kupplungseinrichtung die Ausgangswellen in Situationen blockieren, bei denen eine Differentialdrehbewegung erforderlich ist. Wenn beispielsweise das Fahrzeug eine Kurve durchfährt und die Räder in ausreichendem Maße mit der Fahrbahnoberfläche zusammenarbeiten und ein ausreichendes Drehmoment aufgebaut wird, besteht bei diesem Differential die Tendenz, daß die Ausgangswellen infolge der Wirkung der Nebenrad-Trennkräfte blockiert werden, welche durch den Drehmomentaufbau erzeugt werden. Dies kann beispielsweise während einer engen Kurvenfahrt auf einer Bodenfläche mit geringem Reibungskoeffizienten auftreten. Selbst wenn in einem solchen Fall eine Differentialdrehbewegung erforderlich ist, blockieren das Drehmoment und die Nebenrad-Trennkräfte die beiden Ausgangswellen, wodurch entweder bewirkt wird, daß das Rad auf der Fahrbahnoberfläche geschleppt wird oder eine Gleitbewegung ausführt. Diese Schwierigkeit ist insbesondere bei Fahrzeugen mit Hinterradantrieb beim Durchfahren von Rechtskurven augenscheinlich, da jener Teil des Fahrzeugs in der Nähe des schleppenden Rads dazu neigt, daß es auf und ab schwingt.

Eine weitere Methode zur Schlupfbegrenzung setzt eine Reibungskupplung zwischen den Nebenrädern und dem Differentialgehäuse basierend auf der Differenz der Drehzahl bzw. Drehgeschwindigkeit zwischen den beiden Ausgangswellen ein. Die Reibungskupplung kann durch verschiedene hy­ draulische oder elektrische Einrichtungen betätigt werden, die außerhalb des Differentialgehäuses angeordnet sein können, oder die in Form von Teilen ausgelegt sein können, die im Innern des Differentialgehäuses angeordnet sind. Derartige Einrichtungen neigen aber zu einer Belastung durch die Zahnradtrennkräfte und können zu einem Blockieren der Ausgangswellen in Situationen führen, bei denen eine Differentialdrehbewegung erforderlich ist.

Es besteht daher das Bedürfnis nach einem Differential mit einer begrenzten Schlupffunktion nur dann, wenn es erforderlich ist, d. h. eine Schlupfbegren­ zung soll erfolgen, wenn ein Rad seine Traktion verloren hat, wobei das Differential ein freies Differentialverhalten hat, wenn ein ausreichendes Dreh­ moment aufgebaut wird.

Die Erfindung stellt ein verbessertes, elektronisch gesteuertes Differential bereit, welches sowohl ein begrenztes Schlupfverhalten als auch ein freies Differentialverhalten hat.

Ein Differential gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfin­ dung umfaßt ein drehbares Differentialgehäuse, welches ein Gehäuse zur Aufnahme eines Differentialgetriebes bildet, welches drehbeweglich in dem Gehäuse gelagert ist, und ein Paar von gegenüberliegenden Nebenrädern umfaßt, welche in Kämmeingriff mit dem Differentialgetriebe sind, um eine Differentialdrehbewegung zu gestatten. Das Differential umfaßt eine Rei­ bungsscheibenkupplungsanordnung, welche in dem Differentialgehäuse angeordnet ist und ein Blockieren des Differentials gestattet. Die Reibungs­ kupplungsanordnung umfaßt eine Anzahl von wechselweise angeordneten äußeren Reibungsscheiben, welche drehfest mit dem Differentialgehäuse verbunden sind, und innere Reibungsscheiben, welche mittels einer Keilver­ bindung mit einem Druckbund bzw. Axialbund verbunden sind, welche in dem Differentialgehäuse koaxial zu den Nebenrädern angeordnet ist und derart beschaffen und ausgelegt ist, daß die Reibungskupplungsscheiben belastet werden, wenn eine Betätigung erfolgt. Eine ringförmige Trennplatte ist in dem Differentialgehäuse zwischen dem Nebenrad und der Reibungs­ kupplungsanordnung angeordnet. Die Trennplatte ist in einem Abstand von dem Nebenrad angeordnet und drehfest mit dem Differentialgehäuse ver­ bunden. Somit ist die Reibungskupplungsanordnung in einem Raum zwischen der Trennplatte und dem Axialbund untergebracht. Eine elektronisch selektiv steuerbare Betätigungseinrichtung ist vorgesehen, um den Axialbund axial zu verschieben, wodurch die Reibungsanordnung gegebenenfalls belastet wird und somit das Differential eine begrenzte Schlupffunktion hat. Wenn andererseits die Kupplungsanordnung nicht betätigt wird, hat das Differential nach der Erfindung ein freies Differentialverhalten, da eine Nebenrad- Trennkraft nicht auf die Kupplungsanordnung übertragen wird und keine Auswirkung auf einen Reibungsdruck zwischen den Reibungskupp­ lungsscheiben und dem Axialbund hat.

Das Differential nach der Erfindung stellt somit eine begrenzte Schlupffunktion für den Bedarfsfall bereit und das Differential hat ein freies Differential­ verhalten, wenn ein ausreichendes Drehmoment aufgebaut wird.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm zur Verdeutlichung des Antriebs­ strangs eines Fahrzeugs mit Vierradantrieb einschließlich eines elektronisch gesteuerten Differentials mit begrenztem Schlupf;

Fig. 2 eine Schnittansicht des elektronisch gesteuerten Differentials mit begrenztem Schlupf nach der Erfindung;

Fig. 3 eine Schnittansicht eines Axialbunds bzw. Druckbundes; und

Fig. 4 eine perspektivische auseinander gezogene Darstellung einer Betätigungseinrichtung für das Differential mit begrenztem Schlupf.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 der Zeichnung wird ein elektronisch gesteuer­ tes Differential mit begrenztem Schlupf (LSD) 10 nach der Erfindung bei einem Fahrzeug 1 mit Vierradantrieb (FWD) eingesetzt. Das Fahrzeug 1 weist eine Brennkraftmaschine 2 auf, welche mit einem Verteilergetriebe 3, einem Vierradantrieb über ein Mehrgang-Schaltgetriebe verbunden ist. Das Verteil­ ergetriebe 3 ist mit einer Antriebswelle 4 zum Antreiben der Vorderräder 5 des Fahrzeugs 1 und einer Antriebswelle 7 zum Antreiben der Hinterräder 9 des Fahrzeugs 1 über das elektronisch gesteuerte Differential 10 verbunden. Das Differential 10 wird durch eine Steuereinheit 80 gesteuert. Die Steuerung erfolgt durch Bewertung der Fahrzeuglaufbedingungen nach Maßgabe der Radgeschwindigkeiten und abhängig davon, ob die Bremsen angezogen sind, wobei alle diese entsprechenden Werte an die Steuereinheit 80 von den Radgeschwindigkeitssensoren 82 und einem Bremsschalter 84 abgegeben werden.

Fig. 2 der Zeichnung verdeutlicht Einzelheiten einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform des Differentials 10 nach der Erfindung. Mit 16 ist ein Differenti­ algehäuse bezeichnet, welches drehbeweglich an einem Differentialträger 2 über Wälzlager 14 gelagert ist und eine Drehachse 17 bildet. Das Differenti­ algehäuse 16 ist aus zwei Hälften 18 und 20 hergestellt, welche miteinander vorzugsweise mit Hilfe von Schrauben 22 fest verbunden sind.

Das Differential ist mit einem Satz von treibenden Zahnrädern 24 versehen, welche drehbeweglich auf einer treibenden Welle 26 gelagert sind, welche fest mit dem Differentialgehäuse 16 verbunden ist. Die treibenden Zahnräder 24 arbeiten mit einem Paar von gegenüberliegenden Nebenrädern 28 zu­ sammen, die derart beschaffen sind, daß sie eine Drehbewegung um die Achse 17 ausführen. Die Nebenräder 28 sind mit den Ausgangsachswellen 30 mittels Keilverbindung verbunden.

Eine Reibungskupplungsanordnung 32 ist in dem Differentialgehäuse 16 vorgesehen. Die Reibungskupplungsanordnung 32, welche an sich bekannt ist, umfaßt einen Satz von abwechselnd angeordneten äußeren Reibungs­ scheiben 34 und inneren Reibungsscheiben 36. In üblicher Weise ist der Außenumfang der äußeren Reibungsscheiben 34 mit Vorsprüngen versehen, welche drehfest mit Ausnehmungen 38 zusammen arbeiten, welche in dem Differentialgehäuse 16 ausgebildet sind. Zugleich sind die äußeren Reibungs­ scheiben 34 in axialer Richtung gleitbeweglich angeordnet. Die inneren Reibungsscheiben 36 sind auf einem ringförmigen Axialbund 40 mit Hilfe einer Keilverbindung vorgesehen, welche in dem Differentialgehäuse 16 angeordnet ist und die derart vorgesehen ist, daß hiermit die Kupplungs­ anordnung 32 in der Form beaufschlagt werden kann, daß die Reibungs­ scheiben 34 und 36 in axialer Richtung belastet werden.

Der Axialbund 40 ist detailliert in Fig. 3 dargestellt. Der Axialbund 40 umfaßt einen Nabenabschnitt 42 und einen ringförmigen Axialflansch 44, welcher zwischen dem Nabenabschnitt 42 und einem zylindrischen Trennabschnitt 50 angeordnet ist. Der Nabenabschnitt 42 ist mit Keilausbildungen 46 versehen, welche in Kämmeingriff mit Keilausbildungen sind, welche in einer Bohrung der inneren Reibungskupplungsscheiben 36 sind. Somit sind die inneren Reibungskupplungsscheiben 3 drehfest aber axial gleitbeweglich an dem Axialbund 40 vorgesehen. Der ringförmige Axialflansch 44 ist vorgesehen, um die Reibungskupplungsscheiben in axialer Richtung zu belasten und die Reibungskupplungsanordnung 32 zu betätigen. Ferner hat der Axialbund 40 eine mit einer Keilausbildung versehene zentrale Bohrung 48, welche in Gleiteingriff mit einem als Keil ausgebildeten Ende 31 der Achswelle 30 ist, so daß der Axialbund 40 mit der Achswelle 30 axial gleitbeweglich, aber drehfest verbunden ist.

Wie ferner in Fig. 2 gezeigt ist, ist in dem Differentialgehäuse 16 eine ringförmige Trennplatte 50 angeordnet, welche vorgesehen ist, um die Reibungskupplungsanordnung 32 von den Nebenrädern 28 zu trennen. Bei dem Differential nach der Erfindung ist somit die Reibungskupplungsanord­ nung 32 in einem Raum angeordnet, welcher zwischen dem Axialbund 40 und der Trennplatte 50 liegt. Die Trennplatte 50 ist in einem Abstand von dem Nebenrad 28 durch einen Freilaufzwischenraum dazwischen angeordnet. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist ein axial am weitesten außenliegendes Ende der Reibungskupplungsscheiben 34, 36, welche die Reibungskupp­ lungsanordnung 32 bilden, anliegend an der Trennplatte 50 angeordnet. Am gegenüberliegenden Ende der Reibungskupplungsanordnung 32 arbeitet eine der Reibungskupplungsscheiben 34, 36 mit dem Axialbund 40 zusammen. Daher beeinflussen die Nebenradtrennkräfte, welche während der Differential­ drehbewegung zwischen den Rädern 28 erzeugt wird, nicht den Belastungs­ zustand der Reibungsscheibenkupplung 32, d. h. des Reibungskupplungsein­ griffszustands, wodurch man somit ein Differential mit begrenztem Schlupf erhält, welches als ein Differential mit freiem Differentialverhalten ausgelegt ist.

Um gegebenenfalls selektiv die Reibungskupplungsanordnung 32 zu betäti­ gen, weist das Differential 10 ferner eine Betätigungseinrichtung 52 auf, welche durch eine elektronische Steuereinheit 80 basierend auf den Daten steuerbar ist, die von den Fahrzeugradsensoren 82 und dem Bremsschalter 84 kommen, um zu bewirken, daß der Axialbund 40 in Richtung der Rei­ bungskupplungsanordnung 32 axial verschoben wird. Verschiedene unter­ schiedliche Betätigungseinrichtungen sind an sich bekannt und können bei dem Differential nach der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen. Es können solche sein, welche hydraulisch, elektromagnetisch, mechanisch oder dergleichen arbeiten. Eine bevorzugte Ausführungsform der Betäti­ gungseinrichtung 32 wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 4 erläutert.

Die Betätigungseinrichtung 52 weist einen elektrischen Servomotor 54 auf, welcher an dem Differentialträger 12 angebracht ist und selektiv durch die elektronische Steuereinheit 80 als eine Treibereinrichtung steuerbar ist. Der Servomotor 54 treibt einen Betätigungsring 60 an, vorzugsweise über Untersetzungszahnräder 56 und 58. Der Betätigungsring 60, welcher drehbar, aber in axialer Richtung festgelegt ist, ist mit einem radial verlaufenden, bogenförmigen Abschnitt 62 versehen, welcher mit externen Zahnradzähnen 64 versehen ist, welche in Kämmeingriff mit den Zähnen des Untersetzungs­ zahnrades 58 sind, so daß die Drehbewegung des Servomotors 54 eine Winkelverschiebung des Betätigungsrings 60 vorzugsweise um weniger als 180° bewirkt.

Ferner umfaßt die bevorzugte Ausführungsform der Betätigungseinrichtung 52 nach der Erfindung einen Andrückbund 66, welcher vorgesehen ist, um eine axiale Kraft auf den Axialbund 40 auszuüben und die Reibungskupp­ lungsanordnung 32 zu beaufschlagen. Der Andrückbund 66 ist drehfest an dem Differentialträger 12 angebracht, kann sich aber in axialer Richtung bewegen. Ein axiales Drucklager 68 ist zwischen dem Andrückbund 66 und dem Axialbund 40 vorgesehen, um die Reibung zu reduzieren, da sich der Axialbund 40 mit der Achswelle 30 dreht. Eine Andrückbundbeaufschla­ gungseinrichtung 70 ist zwischen dem Betätigungsring 60 und dem An­ drückbund 66 angeordnet. Die Druckbundbeaufschlagungseinrichtung 70 ist vorgesehen, um die Winkelverschiebung des Betätigungsrings 60 in eine axiale Verschiebebewegung des Andrückbundes 66 umzuwandeln.

Vorzugsweise wird eine Betätigungseinrichtung mit einer Kugel und einer Schrägfläche eingesetzt, welche an sich bekannt ist. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist eine ringförmige Radialfläche 67 des Andrückbundes 66, welche dem Betätigungsring 60 zugewandt ist, mit einem Satz von in Umfangsrichtung verlaufenden Ausnehmungen 72 mit sich ändernder axialer Tiefe versehen, welche komplementären Ausnehmungen 74 in dem Betätigungsring 60 zugewandt sind, deren Tiefe sich in Umfangsrichtung in umgekehrter Weise ändert. Eine entsprechende Anzahl von Kugeln 76, welche zwischen dem Andrückbund 66 und dem Betätigungsring 60 angeordnet sind, sind jeweils in einem Paar von zugewandten Ausnehmungen 72 und 74 angeordnet. Es ist noch zu erwähnen, daß dann, wenn der Servomotor 54 den Betätigungs­ ring 60 in Winkelrichtung relativ zu dem Andrückbund 66 bewegt, sich der An­ drückbund 66 in axialer Richtung bewegt und bewirkt, daß der Axialbund 40 in Reibschlußbeaufschlagung mit der Kupplungsanordnung 32 kommt.

Alternativ kann eine Nockenscheibenbetätigungseinrichtung eingesetzt werden, welche zusammenarbeitende Nockenflächen (nicht gezeigt) aufweist, welche auf den gegenüberliegenden Seiten des Betätigungsrings 60 und des Andrückbundes 66 vorgesehen sind. Eine solche Betätigungseinrichtung kann als auch eine Druckbundbeaufschlagungseinrichtung eingesetzt werden.

Auch ist noch zu erwähnen, daß andere Bauarten von Andrückbund-Beauf­ schlagungseinrichtungen eingesetzt werden können, welche an sich auf diesem Gebiet bekannt sind. Das elektronisch gesteuerte Differential gemäß der Erfindung sieht eine neuartige Auslegung eines Differentials mit begrenz­ tem Schlupf vor, wobei das Differential sowohl ein Verhalten mit begrenztem Schlupf als ein freies Differentialverhalten hat.

Die voranstehende Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen nach der Erfindung dient nur zur Erläuterung. Die Erfindung ist daher nicht auf die voranstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und deren Einzelheiten beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Claims (28)

1. Differential, welches folgendes aufweist:
einen Differentialträger (12);
ein Differentialgehäuse (16), welches drehbeweglich an dem Träger (12) gelagert ist und eine Drehachse (17) bildet;
zwei gegenüberliegende Ausgangswellen (30), welche von dem Träger (12) weg verlaufen und um die Achse (17) relativ zu dem Differentialgehäuse (16) drehbar sind;
zwei Nebenräder (28), welche koaxial und drehbeweglich relativ zu dem Differentialgehäuse (16) angeordnet sind und drehfest mit den zugeordneten Ausgangswellen (30) verbunden sind;
Differentialräder (24), welche durch das Differentialgehäuse (16) drehbar gelagert sind und in Antriebseingriff mit den Nebenrädern (28) sind, um eine Differentialdrehbewegung zuzulassen;
einen Axialbund (40), welcher koaxial auf einem der Neben­ räder (28) angeordnet ist, wobei der Axialbund (40) relativ zu dem Differentialgehäuse (16) drehbar ist und axial gleitbeweglich, aber drehfest mit einer der Ausgangswellen (30) verbunden ist, so daß eine axiale Bewegung längs der Welle (30) zugelassen wird;
eine Reibungskupplungsanordnung (32), welche eine Anzahl von abwechselnd angeordneten inneren Reibungsscheiben (36), welche drehfest mit dem Axialbund (40) verbunden sind, und äußeren Reibungsscheiben (34) umfaßt, welche drehfest mit dem Differential­ gehäuse (16) verbunden sind;
eine Reibungskupplungsanordnung (32) derart beschaffen und ausgelegt ist, daß sie durch den Axialbund (40) axial belastbar ist, um eine Reibungsbegrenzung der Differentialdrehbewegung der Neben­ räder (28) zu bewirken; und
eine selektiv steuerbare Betätigungseinrichtung (52), welche derart beschaffen und ausgelegt ist, daß der Axialbund (40) axial verschiebbar ist, um die Reibungskupplungsanordnung (32) zu beauf­ schlagen.

2. Differential nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (52) folgendes aufweist:
eine Drehantriebseinrichtung (54);
einen Betätigungsring (60), welcher durch die Drehantriebs­ einrichtung (54) antreibbar ist;
einen Andrückbund (66), welcher derart beschaffen und ausge­ legt ist, daß er den Axialbund (40) axial verschiebt; und
eine Andrückbund-Beaufschlagungseinrichtung (70), welche derart beschaffen und ausgelegt ist, daß sie den Andrückbund (60) in Abhängigkeit von der Winkelbewegung des Betätigungsrings (60) axial verschiebt.

3. Differential nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsring (60) entlang seiner Umfangsbahn um weniger als 180° drehbar ist.

4. Differential nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehantriebseinrichtung (54) ein Reduktionsgetriebe (56, 58) und einen Antriebsmotor umfaßt.

5. Differential nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (54) ein Elektromotor ist.

6. Differential nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Andrück- und Beaufschlagungseinrichtung (70) eine Beaufschlagungseinrichtung mit einer Kugel und einer Schrägfläche ist, welche zusammenarbeitende Flächen umfaßt, die auf gegenüber­ liegenden Seiten des Betätigungsrings (60) und des Andrückbunds (66) vorgesehen sind und dazwischen angeordnete Wälzelemente umfaßt.

7. Differential nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Andrückbund-Beaufschlagungseinrichtung (70) eine Nockenscheiben-Betätigungseinrichtung ist, welche zusammenarbei­ tende Nockenflächen aufweist, die auf den gegenüberliegenden Seiten des Betätigungsrings (60) und des Andrückbundes (66) vorgesehen sind.

8. Differential nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Axialbund (40) folgendes umfaßt:
einen Nabenabschnitt (42), welcher drehfest mit den inneren Reibungsscheiben (36) der Reibungskupplungsanordnung (32) ver­ bunden ist, und
einen ringförmigen Axialflansch (44), welcher derart beschaffen und ausgelegt ist, daß er in Reibschlußeingriff mit den Reibungsschei­ ben (34, 36) kommt, um die Reibungskupplungsanordnung (32) zu belasten.

9. Differential nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es ferner eine Trennplatte (50) umfaßt, welche fest mit dem Differentialgehäuse (60) verbunden ist und zwischen einem der Nebenräder (28) und der Reibungskupplungsanordnung (32) angeord­ net ist, wobei die Trennplatte (50) einen Abstand von dem Nebenrad (28) hat und in Reibschlußeingriff mit den Reibungsscheiben (34, 36) ist.

10. Differential nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialgehäuse (16) erste und zweite Gehäusehälften (18, 20) umfaßt, und daß die Trennplatte (50) drehfest zwischen den Gehäu­ sehälften (18, 20) vorgesehen ist.

11. Differential, welches folgendes aufweist:
einen Differentialträger (12);
ein Differentialgehäuse (16), welches drehbeweglich an dem Träger (12) angeordnet ist und eine Drehachse (17) bildet;
zwei gegenüberliegende Ausgangswellen (30), welche vom Träger (12) weg verlaufen und um die Achse (17) relativ zu dem Differentialgehäuse (16) drehbar sind;
zwei Nebenräder (28), welche koaxial und drehbar relativ am Differentialgehäuse (16) angeordnet sind, und drehfest mit den zu­ geordneten Ausgangswellen (30) verbunden sind;
Differentialzahnräder (24), welche drehbeweglich an dem Diffe­ rentialgehäuse (16) gelagert und in Antriebseingriffsverbindung mit den Nebenrädern (28) sind, um eine Differentialdrehbewegung zuzu­ lassen;
wenigstens ein Axialelement (40), welches derart beschaffen und ausgelegt ist, daß es in axialer Richtung längs der Achse (17) bewegbar ist;
eine Reibungskupplungsanordnung (32), welche eine Anzahl von abwechselnd angeordneten inneren Reibungsscheiben (36) und äußeren Reibungsscheiben (34) umfaßt, welche drehfest mit dem Differentialgehäuse (16) verbunden sind;
eine Trennplatte (50), welche fest mit dem Differentialgehäuse (16) verbunden und zwischen einem der Nebenräder (28) und der Reibungskupplungsanordnung (32) angeordnet ist, wobei die Trenn­ platte (50) einen Abstand von dem Nebenrad (28) hat und derart beschaffen und ausgelegt ist, daß sie in Reibschlußeingriff mit den Reibungsscheiben (34, 36) ist;
die Reibungskupplungsanordnung (32) derart beschaffen und ausgelegt ist, daß sie durch das Axialelement (40) axial belastbar ist, um eine Reibungsbegrenzung der Differentialdrehbewegung der Nebenräder (28) zu bewirken; und
eine selektiv steuerbare Betätigungseinrichtung (52), welche derart beschaffen und ausgelegt ist, daß sie das Axialelement (40) in axialer Richtung verschiebt, um die Reibungskupplungsanordnung (32) zu belasten.

12. Differential nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Axialelement ein ringförmiger Axialbund (40) ist, welcher koaxial mit einem der Nebenräder (28) angeordnet ist, der Axialbund (40) relativ zu dem Differentialgehäuse (16) drehbeweglich ist und axial gleitbe­ weglich, aber drehfest, mit einer der Ausgangswellen (30) derart verbunden ist, daß eine axiale Bewegung längs der Welle (30) zu­ gelassen ist, wobei die inneren Reibungsscheiben (36) drehfest mit dem Axialbund (40) verbunden sind.

13. Differential nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbund (40) folgendes umfaßt:
einen Nabenabschnitt (42), welcher drehfest mit den inneren Reibungsscheiben (36) der Reibungskupplungsanordnung (32) ver­ bunden ist; und
einen ringförmigen Axialflansch (44), welcher derart beschaffen und ausgelegt ist, daß er in Reibschlußeingriff mit den Reibungsschei­ ben (34, 36) zur Belastung der Reibungskupplungsanordnung (32) kommt.

14. Differential nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (70) folgendes aufweist:
eine Drehantriebseinrichtung (54);
einen Betätigungsring (60), welcher durch die Drehantriebs­ einrichtung (54) angetrieben wird;
einen Andrückbund (66), welcher derart beschaffen und ausge­ legt ist, daß er den Axialbund (40) in axialer Richtung verschiebt; und
eine Andrückbund-Beaufschlagungseinrichtung (70), welche derart beschaffen und ausgelegt ist, daß sie den Andrückbund (66) in Abhängigkeit von der Winkelbewegung des Betätigungsrings (60) in axialer Richtung verschiebt.

15. Differential nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsring (60) eine Drehbewegung in seiner Umfangsbahn von weniger als 180° ausführt.

16. Differential nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehantriebseinrichtung (54) ein Reduktionsgetriebe (56, 58) und einen Antriebsmotor umfaßt.

17. Differential nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (54) ein Elektromotor ist.

18. Differential nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Andrückbund-Beaufschlagungseinrichtung (70) eine Kugel- und eine Schrägflächenanordnung umfaßt, welche zusammen­ arbeitende Flächen besitzt, welche auf gegenüberliegenden Seiten des Betätigungsrings (60) und des Andrückbundes (66) vorgesehen sind und Wälzelemente umfaßt, welche dazwischen angeordnet sind.

19. Differential nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Andrückbund-Beaufschlagungseinrichtung (70) als eine Nockenscheiben-Beaufschlagungseinrichtung ausgelegt ist, welche zusammenarbeitende Nockenflächen aufweist, die auf ge­ genüberliegenden Seiten des Betätigungsrings (60) und des Andrück­ bundes (66) vorgesehen sind.

20. Differential nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Differentialgehäuse (16) erste und zweite Gehäu­ sehälften (18, 20) umfaßt, und daß die Trennplatte (50) drehfest zwischen den Gehäusehälften (18, 20) vorgesehen ist.

21. Differential, welches folgendes aufweist:
einen Differentialträger (12);
ein Differentialgehäuse (16), welches drehbeweglich in dem Träger (12) gelagert ist und eine Drehachse (17) bildet;
zwei gegenüberliegende Ausgangswellen (30), welche sich von dem Träger (12) weg erstrecken und um die Achse (17) relativ zu dem Differentialgehäuse (16) drehbeweglich sind;
zwei Nebenräder (28), welche koaxial und drehbeweglich relativ zu dem Differentialgehäuse (16) angeordnet und drehfest mit den zugeordneten Ausgangswellen (30) verbunden sind;
Differentialzahnräder (24), welche drehbeweglich durch das Differentialgehäuse (16) gelagert sind und in Antriebseingriffsverbin­ dung mit den Nebenrädern (28) sind, um eine Differentialdrehbewe­ gung derselben zuzulassen;
einen Axialbund (40), welcher koaxial und angrenzend an eines der Nebenräder (28) angeordnet ist, wobei der Axialbund (40) drehbe­ weglich relativ zu dem Differentialgehäuse (16) angeordnet ist und axial gleitbeweglich und drehfest mit einer der Ausgangswellen (30) verbunden ist, so daß eine Axialbewegung längs der Welle (30) zu­ gelassen ist;
eine Reibungskupplungsanordnung (32), welche eine Anzahl von abwechselnd angeordneten inneren Reibungsscheiben (36), welche drehfest mit dem Axialbund (40) verbunden sind, und äußere Reibungsscheiben umfaßt, welche drehfest mit dem Differentialgehäu­ se (16) verbunden sind;
eine Trennplatte (50), welche fest mit dem Differentialgehäuse (16) verbunden und zwischen einem der Nebenräder (28) und der Reibungskupplungsanordnung (32) angeordnet ist, wobei die Trenn­ platte (50) einen Abstand von dem Nebenrad (28) hat und in Reib­ schlußeingriff mit den Reibungsscheiben (34, 36) ist;
der Axialbund (40) vorgesehen ist, um die Reibungskupplungs­ anordnung (32) axial zu belasten und um eine Reibungsbegrenzung der Differentialdrehbewegung der Nebenräder (28) zu bewirken; und
eine selektiv steuerbare Betätigungseinrichtung (52), welche derart beschaffen und ausgelegt ist, daß der Axialbund (40) in axialer Richtung verschiebbar ist, um die Reibungskupplungsanordnung (32) zu belasten.

22. Differential nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Axialbund (40) folgendes umfaßt:
einen Nabenabschnitt (42), welcher drehfest mit den inneren Reibungsscheiben (36) der Reibungskupplungsanordnung (32) ver­ bunden ist; und
einen ringförmigen Axialflansch (44), welcher derart beschaffen und ausgelegt ist, daß er in Reibschlußeingriff mit den Reibungsschei­ ben (34, 36) zur Belastung der Reibungskupplungsanordnung (32) kommt.

23. Differential nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagungseinrichtung (52) folgendes aufweist:
eine Drehantriebseinrichtung (54);
einen Betätigungsring (60), welcher durch die Drehantriebs­ einrichtung (54) angetrieben wird;
einen Andrückbund (66), welcher derart beschaffen und ausge­ legt ist, daß er in axialer Richtung den Axialbund (40) verschiebt; und
eine Andrückbund-Beaufschlagungseinrichtung (70), welche derart beschaffen und ausgelegt ist, daß sie den Andrückbund (66) in Abhängigkeit von der Winkelbewegung des Betätigungsrings (60) verschiebt.

24. Differential nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsring (60) längs einer Umfangsbahn von kleiner als 180° drehbar ist.

25. Differential nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehantriebseinrichtung (54) ein Reduktionsgetriebe (56, 58) und einen Antriebsmotor umfaßt.

26. Differential nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor ein Elektromotor ist.

27. Differential nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Andrückbund-Beaufschlagungseinrichtung (70) eine Kugel- und Schrägflächenanordnung umfaßt, welche zusammenarbei­ tende Flächen hat, die auf gegenüberliegenden Seiten des Betäti­ gungsrings (60) und des Andrückbundes (66) vorgesehen sind, und daß Wälzelemente dazwischen angeordnet sind.

28. Differential nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Andrückbund-Beaufschlagungseinrichtung (70) eine Nockenscheiben-Beaufschlagungseinrichtung ist, welche zusammen­ arbeitende Nockenflächen umfaßt, die auf gegenüberliegenden Seiten des Betätigungsrings (60) und des Andrückbundes (66) vorgesehen sind.