DE10201285A1 - Differential mit begrenztem Schlupf - Google Patents

Differential mit begrenztem Schlupf

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Differential mit begrenztem Schlupf für Fahrzeuge, wobei Ratter-Geräusche des Differentials im wesentlichen eliminiert werden, die Beständigkeit der Dichtungen jedoch beibehalten wird. Dies wird erreicht durch Verwendung eines Differentialgehäuses, welches wenigstens ein Paar Fluiddichtungen aufweist, welche eine erste Kammer isolieren, damit die entsprechenden Differentialkomponenten in ein für diese Komponenten geeignetes Fluid-Schmiermittel eintauchen können. Ein Fluid-Schmiermittel, wie zum Beispiel ein solches, das ein Reibungs-Modifiziermittel enthält, ist besonders geeignet für die Reibscheiben und die Zwischenscheiben eines Kupplungsscheiben-Paketes. Das Reibungs-Modifiziermittel kann jedoch für Dichtungselemente nachteilig sein. Die separaten Kammern erlauben jedoch die Verwendung von verschiedenen Schmiermitteln.

Description

Die Erfindung betrifft ein Differential mit begrenztem Schlupf für Fahrzeuge, insbesondere zum Koppeln einer Fahrzeugantriebswelle mit einem Paar getriebener Wellen, und sie betrifft insbesondere ein Differential mit begrenz­ tem Schlupf, das eine unabhängige Schmiermittelversorgung hat, die getrennt ist von dem im Differentialgehäuse vorhandenen Schmiermittel.
Die Erfindung befaßt sich somit mit einem Differential mit begrenztem Schlupf zur Verwendung in Fahrzeugen wie zum Beispiel Automobilen. Wenn ein Automobil eine Kurve fährt, muß das äußere Antriebsrad sich mit größerer Geschwindigkeit drehen als das innere Antriebsrad. Dies wird durch das Differential erreicht. Es liegt in der Mitte zwischen den beiden Antriebsrädern und es ist mit jedem Rad durch eine Halbwelle gekoppelt, die über ein Kegel­ rad angetrieben wird. Die Halbwellen haben Sonnenräder, welche mit frei drehenden Planetenrädern gekoppelt sind. Bei Geradeausfahrt drehen sich die Planetenräder nicht und treiben beide Halbwellen mit derselben Drehzahl an. Wenn das Automobil aber Kurven fährt, drehen sich die Planetenräder und treiben die Sonnenräder und die Halbwellen mit unterschiedlichen Geschwin­ digkeiten bzw. Drehzahlen an.
Solche Differentialsysteme sind über Jahre hinweg verbessert worden. Beson­ ders bedeutsam ist für die Automobilingenieure das Problem der Traktion, beispielsweise wenn ein Antriebsrad auf Eis, Schlamm oder Schnee oder dergleichen gelangt. Bei Geradeausfahrt und trockenen Straßenbedingungen gibt das Differential an jede Halbwelle das selbe Drehmoment ab. Wenn jedoch widrige Straßenverhältnisse oder Antriebsbedingungen vorhanden sind, zum Beispiel beim Fahren auf einer glatten Straßenfläche, hat das bei den bisherigen Differentialen, die das selbe Drehmoment an die Antriebsräder abgeben, zu einer reduzierten Traktion geführt, auch wenn nur ein Antriebsrad einer glatten Straßenoberfläche ausgesetzt war. Dieser gefährliche Zustand führte zur Entwicklung von Differentialsystemen, die ein Drehmoment in das System eingeführt haben. Die entsprechenden Entwicklungen führten zu Systemen, die als Differentiale mit begrenztem Schlupf bekannt sind, wobei der nachfolgend genannte Stand der Technik solche Differentiale mit begrenz­ tem Schlupf beschreibt.
In dem US-Patent Nr. 6,076,646 ist eine hydraulische Kupplung beschrieben zur Verwendung in einem Motorfahrzeug-Antriebssystem, mit welcher die Drehzahldifferenzierung begrenzt wird und ein Antriebsdrehmoment zwischen die beiden rotierenden Teile übertragen wird. Die hydraulische Kupplung hat eine Mehrscheibenkupplung, welche operativ die beiden relativ drehbaren Elemente verbindet, sowie eine abgedichtete Betätigungseinrichtung zur Betätigung der Kupplung entsprechend der Stärke der Drehzahldifferenz zwischen den beiden drehbaren Elementen. Die Betätigungseinrichtung umfaßt eine hydraulische Pumpe und einen Kolben, die relativ zur Kupplung dicht eingebaut sind. Die Betätigungseinrichtung umfaßt einen inneren Umwälzweg für die Zufuhr eines Hydraulik-Fluid, das sich darin befindet, zwischen einer Niederdruck-Zufuhrkammer an der Einlaßseite der Hydraulikpumpe und einer Hochdruck-Kolbenkammer an der Austragsseite der Hydraulikpumpe. Der hydraulische Druck in der Kolbenkammer steuert die Stärke der Kupplungsein­ griffskraft, die durch den Kolben auf die Kupplung ausgeübt wird. Ferner umfaßt der Umwälzweg einen Strömungsbegrenzer, der eine Umleit-Strö­ mungsbahn ermöglicht, um Hochdruckfluid von der Kolbenkammer zur Ver­ sorgungskammer zuzuführen, wenn die Pumpwirkung beendet ist, um die Kupplung zu lösen bzw. auszurücken.
Das US-Patent Nr. 4,245,525 betrifft ein Paar Differential-Zahnräder, die auf separate getriebene Wellen aufgekeilt sind, welche die getriebenen Räder eines Fahrzeuges antreiben. Die Drehung einer getriebenen Welle wird über ein Differentialgehäuse und geeignete Ritzel auf die Seitenräder oder Teller- Räder übertragen. Diese Teller-Räder sind drehbar auf einer Einrichtung montiert, welche Tellerfedern aufweist, die eine Vorspannkraft auf die inein­ andergreifenden Kupplungsscheiben ausüben, die alternativ mit dem Gehäuse und den Teller-Rädern verbunden sind. Wenn eine ungleiche Drehmomentver­ teilung auftritt zwischen den getriebenen Wellen werden die Kräfte, welche die Ritzel auf die Teller-Räder ausüben, ungleich. Das der getriebenen Welle des Rades zugeordnete Teller-Rad, das eine reduzierte Traktion hat, wird axial auf die Ritzel zu verschoben. Diese axiale Bewegung wird durch die oben genann­ te Schubeinrichtung auf das Teller-Rad übertragen, welches der getriebenen Welle des Rades zugeordnet ist, das die größere Traktion hat, um axial das Teller-Rad zu verschieben und die Kupplungsscheiben zusammen zu drücken für einen Reibungseingriff mit dem Gehäuse und dem Teller-Rad. Die Rotation wird von dem Gehäuse über die Kupplungsscheiben auf das Teller-Rad über­ tragen, um das Drehmoment der getriebenen Welle des Rades zu erhöhen, welches die größere Traktion hat und um dadurch das Rad mit der größeren Traktion zu drehen.
Das US-Patent Nr. 3,896,684 betrifft ein nicht-ratterndes Differential mit be­ grenztem Schlupf, welches eine Kupplungs-Packung aufweist mit alternie­ renden Kupplungsscheiben von zwei Typen, wobei ein Typ eine konventionelle ringförmige Kupplungsscheibe ist. Der andere Typ umfaßt innere und äußere ringförmige Elemente, die in einem Hals-Abschnitt verbunden sind, wodurch eine relative Bewegung zwischen den Elementen ermöglicht wird. Das äußere Ende hat eine Einkerbung diametral gegenüber zu dem Hals-Abschnitt, und das innere Element hat eine Nase, die radial auswärts in die Kerbe hineinragt, um die relative Bewegung zwischen den Elementen zu begrenzen.
Obwohl die bekannten Differentiale verschiedene Möglichkeiten anbieten zur Verbesserung des Betriebs und des Betriebsverhaltens von Differentialen für Fahrzeuge, betrifft keines davon ein Differential mit begrenztem Schlupf, das separate Kammern aufweist, die gegeneinander fluiddicht getrennt sind und sie befassen sich insbesondere nicht mit einer Dichtungsanordnung, welche das Schmiermittel im Differentialgehäuse vom Schmiermittel im Differential­ träger trennt.
Die Erfindung betrifft somit ein verbessertes Differential mit begrenztem Schlupf für den Antriebsmechanismus von Fahrzeugen und sie betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Differentials mit begrenztem Schlupf, das ohne Verschlechterung der Dichtungseigenschaften einen geringeren Geräusch- Pegel hat.
Erfindungsgemäße wird hierzu ein ein Schmiermittel enthaltendes rotierendes Gehäuse vorgeschlagen, das ein Paar Ausgangswellen zum Antrieb der Fahrzeugräder aufnimmt, ferner mit einem Teller-Rad, einem Ritzel und Reibscheiben für jede der Ausgangswellen. Der Antrieb für die Ausgangs­ wellen wird bewirkt durch das rotierende Gehäuse bzw. die umlaufenden Ritzel, die ihrerseits die Teller-Räder in Drehung versetzen. Das rotierende Gehäuse ist drehbar in einem Differentialträger eingebaut.
Das erfindungsgemäße Differential hat ferner eine isolierte erste Kammer, welche durch den Innenraum des rotierenden Gehäuses definiert bzw. be­ grenzt ist, und die von der Kammer getrennt ist, welche zwischen dem Diffe­ rentialgehäuse und dem Träger vorhanden ist, wobei in jeder Kammer ausge­ wählte Komponenten mit einem separaten Schmiermittel geschmiert werden. Insbesondere sind das Teller-Rad, das Ritzel und die Reibscheiben in einer ersten Kammer angeordnet. Fluid-Dichtungen sind zwischen jeder Achse und den Achsöffnungen im Differentialgehäuse (Achszapfen) vorgesehen, um die Komponenten und die Schmierung in der ersten Kammer von den Komponen­ ten und der Schmierung in der zweiten Kammer zu trennen. Durch diese Anordnung können die entsprechenden Komponenten in den verschiedenen Kammern durch Fluid-Schmiermittel benetzt bzw. geschmiert werden, die für die Notwendigkeiten und Anforderungen der jeweiligen Komponenten spezi­ fisch sind. Nach einer bevorzugten Methode kann die erste Kammer, welche die Reibscheiben enthält, ein Reibungs-Modifiziermittel aufweisen, ein Additiv, das schädlich für die Schmiermittel-Dichtungen ist, welche der zweiten Kam­ mer zugeordnet sind und diese fluiddicht abdichten. Ferner sind ausbaubare Einrichtungen vorgesehen für die Füllung der entsprechenden Kammern.
Ein Merkmal der Erfindung ist daher ein Differential mit begrenztem Schlupf für Fahrzeuge, wobei das Differentialgehäuse wenigstens ein Paar Fluiddich­ tungen aufweist, welche die erste Kammer im Differentialgehäuse von der zweiten Kammer zwischen dem Differentialgehäuse und dem Träger trennt.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, ein Differential mit begrenz­ tem Schlupf zu betätigen, das unterschiedliche Gruppen von Komponenten enthält, wobei die entsprechenden Gruppen mit unterschiedlichen Schmier­ mitteln geschmiert werden.
Noch ein Merkmal der Erfindung sind geeignete, entfernbare Einrichtungen, um die entsprechenden fluiddichten Kammern zu füllen und gefüllt zu halten. Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend an Hand der einzigen Figur der Zeichnung erläutert, die in teilweise geschnittener Seitenansicht ein Differential mit begrenztem Schlupf zeigt, das zur Betätigung und zum Antrieb von einem Paar Räder eines Fahrzeuges verwendbar ist, wobei wenigstens ein Paar Kammern dargestellt ist, die von einander getrennt sind, um Schmiermittel aufzunehmen, die unterschiedlich für die in jeder Kammer enthaltenen Komponenten sind.
Die Figur zeigt ein Differential mit begrenztem Schlupf zur Steuerung unter­ schiedlicher Drehmomente zwischen den getriebenen Rädern eines Fahr­ zeuges. Das erfindungsgemäße Differential reduziert oder eliminiert das Rattergeräusch, wobei die Dichtungs-Eigenschaften jedoch erhalten bleiben. Hierzu werden Dichtungen 50a, 50b verwendet, welche die innere Kammer 30 des geschlossenen Differentialgehäuses 10 von der Kammer 40 trennen, welche zwischen dem Differentialträger 15 und dem Innern des Differential­ gehäuses 10 gebildet ist.
Eine konventionelle Kupplungsscheiben-Packung, wie an sich bekannt, hat eine Mehrzahl alternierender Elemente, zum Beispiel mehrere Metallplatten, die getrennt durch und benachbart zu Asbestscheiben angeordnet sind. Zur Steuerung des Drehmoments zwischen dem Paar getriebener Räder sind die Platten und die Scheiben so gestaltet, daß sie relativ zueinander gleiten können. Das Drehmoment, das erforderlich ist, um zwei benachbarte Plat­ ten/Scheiben sich relativ zueinander zu bewegen, muß die Kraft der statischen Reibung der benachbarten Elemente überwinden, ehe die Elemente beginnen können, relativ zueinander zu gleiten. Wenn die Elemente beginnen zu gleiten, ändert sich die Reibung zwischen den benachbarten Elementen von statischer Reibung zu dynamischer Reibung. Die Komponenten des Differentials, welche das Drehmoment führen, neigen dazu, sich aufzuwinden (unwind), um das Drehmoment auf ein Niveau zu reduzieren, auf welchem die dynamische Reibungskraft zwischen den Elementen ausgeglichen ist. Dies ist ein fort­ laufender Prozeß für das jeweilige Fahrzeuge, wobei die Reibkraft zwischen einem statischen Zustand und einem dynamischen Zustand wechselt. Es wird angenommen, daß dieses alternierende Anhaften und Gleiten der Scheiben- Packungs-Elemente zu einer Reihe von physischen Stößen führt, die über den Antriebszug auf den Fahrzeugkörper übertragen werden, und die schließlich vom Fahrer gehört oder gefühlt werden. Der durch das Anhaften und Schlup­ fen der Kupplungselemente entstehende Lärm oder das Rattern kann für Fahrer und Fahrgäste im Fahrzeug eine Belästigung darstellen.
Die meisten Anstrengungen zur Lösung dieses Ratter-Problemes waren darauf gerichtet, die Schmiermittel zu verbessern, d. h. das Öl, das im Differentialge­ häuse verwendet wird, da die Schmiermittel durch die Mehrzahl der in einem konventionellen Differentialgehäuse ausgebildeten Öffnungen hindurch strömen oder hindurch spritzen. Ein Aspekt, der zu verbesserten Schmiermitteln führt, war die Erkenntnis, daß zu wenig Schmiermittel an die Reibscheiben der Kupplungs-Packung zugeführt wurde, verursacht durch die schnelle Drehung des Differentialgehäuses und der hierdurch auf das Schmiermittel erzeugten Zentrifugalkraft. Es wurden Ölzusätze entwickelt, wie zum Beispiel Reibungs- Modifiziermittel, um dieses Rattern wenigstens zu reduzieren. Es wurde jedoch festgestellt, daß Reibungs-Modifiziermittel nachteilige Wirkungen auf die Öl- Dichtungen im Differentialgehäuse oder Differentialträger haben können. Es gab somit keine geeigneten Alternativen, diesen Problemen bei den Schmier­ mitteln eines Differentiales mit begrenztem Schlupf zu begegnen, d. h. ein Schmiermittel zu finden, durch welches das Rattern eliminiert wird, die Integri­ tät bzw. Beständigkeit der Fluid-Dichtungen jedoch beibehalten wird.
Die Erfindung bietet jedoch eine Möglichkeit dem Problem beim Schmiermittel und beim Rattern beizukommen. Dies wird nachfolgend an Hand der einzigen Figur der Zeichnung beschrieben.
In der Figur ist ein Differentialsystem mit modifiziertem begrenztem Schlupf nach der Erfindung dargestellt, wobei die geschlossene Kammer 30 im Gehäu­ se 10 dicht gegen die Kammer 40 abgeschlossen ist, welche durch den Träger 15 gebildet wird. Anders als bei dem üblichen Differentialgehäuse hat das Differentialgehäuse nach der Erfindung eine geschlossene Kammer 30, wobei Öffnungen nur an den Flanschen 13a und 13b vorgesehen sind, durch welche sich die Achswellen 4, 6 hindurch erstrecken. Das Differentialsystem hat ein Differentialgehäuse 10 mit einem radialen Flansch 12 zur Montage eines Zahnringes 13. Ein Paar Ritzel 14 ist drehbar auf einer Ritzelwelle 16 gelagert. In Eingriff mit den Ritzeln steht ein Paar Teller-Räder 18, eines für jede Kopp­ lung mit einer Ausgangswelle (nicht gezeigt), um das Drehmoment auf die Ausgangswellen zu übertragen. Durch diese Anordnung der ineinandergreifen­ den Zahnräder wird das Drehmoment vom Differentialgehäuse, den Ritzel­ wellen und den Ritzeln übertragen, und resultiert in einer axialen Kraftkom­ ponente parallel zu den Ausgangswellen.
Da ein Differential mit begrenztem Schlupf das Drehmoment zwischen getrie­ benen Rädern steuern soll, sind Mittel vorgesehen, um die Drehung der entsprechenden Ausgangswellen im Differentialgehäuse 10 zu steuern. Wenn, wie bereits erwähnt, ein getriebenes Fahrzeugrad auf einer glatten Fläche läuft, zum Beispiel Eis oder Schlamm oder auf lockerem Schotter, und wenn sich das andere getriebene Rad auf trockenem Boden befindet, würde bei einem frei wirkenden Differential das Drehmoment nicht auf das Fahrzeugrad übertragen werden, das sich auf trockenem Untergrund befindet.
Das dem getriebenen Fahrzeugrad mit Traktion zugeordnete Teller-Rad 18 würde stationär bleiben, und die Ritzel 14 würden kreisförmig um die Ritzel­ welle 16 umlaufen, was nur zu einer Rotation des getriebenen Rades ohne Traktion führen würde. Es wurden daher Differentiale mit begrenztem Schlupf entwickelt mit Einrichtungen, um einer Differentialwirkung in dem Maße zu widerstehen, daß eine anfängliche, vorgegebene Drehkraft auf das getriebene Rad mit der größeren Traktion aufgebracht werden kann, in diesem Beispiel das Rad auf trockenem Untergrund, und weiterhin in dem Maße, daß eine zusätzliche kummulative Drehkraft auf das Fahrzeugrad mit Traktion aufge­ bracht werden kann als Funktion des Eingangsdrehmomentes zum Differential­ mechanismus.
Als Mittel, um dieser Differentialwirkung zu widerstehen, sind Kupplungsplatten oder Kupplungsscheiben entwickelt worden sind. Scheiben-Pakete, wie an sich bekannt, können typischerweise eine Gruppe von Metallplatten 22 umfassen, die zwischen Platten oder Scheiben 24 aus asbestartigem Material einge­ schachtelt sind. Die Scheiben-Pakete 20 sind treibend mit einem entsprechen­ den Teller-Rad 18 verbunden, und da die Teller-Räder auf eine entsprechende Ausgangswelle aufgekeilt sind, bildet der Eingriff des Scheiben-Paketes 20 ein Mittel zur Übertragung der Drehkräfte direkt vom Differentialgehäuse 10 auf die Ausgangswellen. Beim Betrieb eines Differentials mit begrenztem Schlupf ist eine relative Drehung zwischen den Ausgangswellen erforderlich, um bestimm­ te Ergebnisse zu erreichen, zum Beispiel, wenn ein Fahrzeug mit einem solchen Differential um eine Ecke oder eine Kurve fahren muß, und eines der getriebenen Fahrzeugräder sich schneller drehen muß als das andere. Bei diesem Betrieb ist es erforderlich, daß der Reibungseingriff zwischen den Elementen 22, 24, welche das Kupplungsscheiben-Paket bilden, überwunden werden muß, so daß eine relative Bewegung zwischen den entsprechenden Ausgangswellen erreicht wird. Wenn dies eintritt, müssen die Elemente 22, 24 relativ zueinander gleiten, um eine relative Bewegung von einer Ausgangs­ welle zur anderen zu ermöglichen. Bei ernsteren Situationen, wenn ein Fahr­ zeugrad die Traktion verliert, gleiten die Elemente des einen Scheiben-Paketes schnell in Richtung entgegengesetzt zu den Elementen des anderen Scheiben- Paketes. Dies gilt auch dann, wenn die auf die Elemente durch die Teller- Räder wirkenden Axialkräfte relativ groß sind. Ein exzessiver Schlupf zwischen den Elementen 22, 24 kann jedoch zu einer ernsten Beschädigung der Kon­ taktflächen der Elemente führen, was Probleme hinsichtlich eines sicheren Betriebs des Fahrzeuges hervorrufen kann. Um die Kontaktflächen zu schüt­ zen, laufen die Scheiben in einem Schmiermittel, d. h. einem Öl. Jedoch insbesondere bei hohen Drehzahlen tritt ein weiteres Problem auf, denn wegen den im System entstehenden Zentrifugalkräften wird das Schmiermittel von den Elementen der Scheiben-Pakete weggedrückt. Es wurden daher neue Schmiermittel entwickelt, zum Beispiel Reibungs-Modifiziermittel. Obwohl dies ein Weg in der richtigen Richtung war, wurde aber erkannt, daß diese neuen Schmiermittel, welche die Reibungs-Modifiziermittel enthielten, die Dichtungen im Differentialträger in der Kammer zwischen dem Differentialträger und der Kammer beschädigten, die durch den Innenraum des Differentialgehäuses begrenzt ist. Solche Dichtungen gibt es zum Beispiel an der Ritzelwelle. Es gab somit zwei Probleme, die jedoch durch die Erfindung gelöst wurden durch die Entwicklung eines Differentialgehäuses, das wenigstens ein Paar hinsicht­ lich der Fluide getrennte Kammern für die rotierenden Komponenten des erfindungsgemäßen Differentials mit begrenztem Schlupf enthält, wobei eine erste Kammer 30 die Scheiben-Pakete, die Teller-Räder und die Ritzel enthält, während eine zweite Kammer 40 der Raum ist, der zwischen dem Differential­ träger 15 und der ersten Kammer 30 liegt. Die erste Kammer 30 ist gegen die zweite Kammer 40 durch Dichtungen 50a, 50b isoliert, die zwischen den Stutzen 13a, 13b und den Achswellen 4, 6, die durch diese hindurch laufen, angeordnet sind. Durch Schaffung separater Kammern einschließlich einer separaten Füllöffnung 32 mit abnehmbaren Stopfen 34, ist es möglich, den verschiedenen Komponenten des Differentiales unterschiedliche Schmiermittel zuzuführen. Durch die Verwendung einer separaten Kammer 30 kann diese so gestaltet werden, daß gewährleistet ist, daß das Scheiben-Paket 20 ständig in das für sie gewählte Schmiermittel eintaucht, selbst bei hohen Drehzahlen. Dieses gewählte Schmiermittel kann Reibungs-Modifiziermittel enthalten, die sich als günstig für die Arbeitsweise und Wirkung des Scheiben-Paketes 20 herausgestellt haben. Durch die Abdichtung der Kammer 30 und ihre Trennung gegen andere Differentialkomponenten außerhalb des Differentialgehäuses, wie zum Beispiel den Dichtungselementen, sind die letzteren nicht potentiell schädlichen Wirkungen der Reibungs-Modifiziermittel ausgesetzt. Durch diese Ausbildung wird somit ein wirksames Differential mit begrenztem Schlupf geschaffen, das außerdem im wesentlichen frei von Ratter-Geräuschen ist.

Claims (9)

1. Differentialanordnung mit begrenztem Schlupf für Motorfahrzeuge, zur Begrenzung der Drehzahldifferenz und zur Übertragung eines Antriebsmomentes auf die beiden angetriebenen Fahrzeugräder, gekennzeichnet durch einen Differentialträger;
ein ein Schmiermittel enthaltendes drehbares Gehäuse mit einem Paar Ausgangswellen zum Antrieb der Fahrzeugräder, einem Teller-Rad, einem Ritzel und Reibscheiben für jede Ausgangswelle, wobei das Drehmoment zu den Ausgangswellen durch das rotierende Gehäuse übertragen wird, welches die Ritzel antreibt, die ihrerseits die Teller-Räder in Drehung versetzen, und ferner das Gehäuse relativ zum Träger rotiert,
ferner dadurch, daß eine isolierte Kammer, die durch das Differentialgehäuse begrenzt ist, die Teller-Räder, die Ritzel, die Reibscheiben und ein Schmiermittel enthält, und daß sie gegen eine zweite Kammer isoliert ist, die zwischen dem Träger und dem rotierenden Gehäuse gebildet ist.
2. Differential nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierte Kammer ferner durch Dichtungselemente begrenzt ist, die zwischen dem rotierenden Gehäuse und dem Paar Ausgangswellen eingebaut sind.
3. Differential nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Gehäuse eine Wand aufweist mit einer Öffnung zu der isolierten Kammer, und daß es ferner mit abnehmbaren Einrichtungen zum Schließen und Abdichten der isolierten Kammer versehen ist.
4. Differential nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Schließen und Abdichten einen abnehmbaren Stopfen umfassen, der am rotierenden Gehäuse angebracht ist.
5. Differential nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibscheiben voll und operativ in das Schmiermittel in der isolierten Kammer eingetaucht sind, um ein Rattern zwischen den gleitenden Elementen der Reibscheiben zu eliminieren.
6. Verfahren zum Eliminieren von Ratter-Geräuschen beim Betrieb eines Motorfahrzeuges, wobei die getriebenen Fahrzeugräder über ein Differential mit begrenztem Schlupf betätigt werden, dadurch gekennzeichnet,
  • a) daß ein Differentialträger vorgesehen wird;
  • b) daß ein Differentialgehäuse mit einem Differential mit begrenztem Schlupf in den Differentialträger eingebaut wird;
  • c) daß ein Paar Achsen in entgegengesetzte Öffnungen im Differentialgehäuse eingesetzt werden mit einer Dichtungsfläche zwischen dem Differentialgehäuse und den Achsen, um dadurch eine erste Kammer im Differentialgehäuse zu bilden;
  • d) daß in die erste Kammer ein Fluid-Schmiermittel eingefüllt wird, in das die Komponenten des Differentials mit begrenztem Schlupf eintauchen; und
  • e) daß die erste Kammer geschlossen wird, um sie gegen eine zweite Kammer zwischen dem Differentialträger und dem Differentialgehäuse zu isolieren.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer Komponenten enthält einschließlich eines Ritzels, eines Teller-Rades und eines Kupplungsscheiben-Paketes, das in rotativem gleitenden Eingriff mit dem Teller-Rad steht, und daß diese Komponenten in ein Schmiermittel eintauchen, das ein Reibungs- Modifiziermittel enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer ein Antriebsritzel und zugehörige Komponenten enthält.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste und die zweite Kammer gegeneinander fluid­ dicht abgedichtet werden.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100521162B1 (ko) * 2002-10-16 2005-10-13 현대자동차주식회사 상시 사륜구동 디퍼렌셜
SE524425C2 (sv) * 2002-12-17 2004-08-10 Volvo Constr Equip Holding Se Hjulaxel och tillsatsanordning till hjulaxel
US6958030B2 (en) * 2003-09-29 2005-10-25 American Axle & Manufacturing, Inc. Electromagnetic locking differential assembly
US7022040B2 (en) * 2003-09-29 2006-04-04 American Axle & Manufacturing, Inc. Locking differential with electromagnetic actuator
DE102004015316B4 (de) * 2004-03-29 2012-08-30 Zf Friedrichshafen Ag Ausgleichsgetriebe
FR2881499B1 (fr) * 2005-02-01 2008-10-10 Renault Sas Boite de vitesses compartimentee
US7602271B2 (en) * 2006-08-21 2009-10-13 American Axle & Manufacturing, Inc. Electronically actuated apparatus using solenoid actuator with integrated sensor
US7572202B2 (en) * 2007-01-31 2009-08-11 American Axle & Manufacturing, Inc. Electronic locking differential with direct locking state detection system
US20100304914A1 (en) * 2009-05-28 2010-12-02 Barrett Mark S Limited slip differential with positive lube flow to clutch plates
USD713935S1 (en) 2013-06-05 2014-09-23 Eaton Corporation Limited slip differential
FR3103242B1 (fr) 2019-11-20 2022-07-22 Psa Automobiles Sa Différentiel mécanique perfectionné pour chaine de traction de véhicule

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3815442A (en) 1958-10-27 1974-06-11 Borg Warner Differential mechanism
US3495298A (en) 1967-11-30 1970-02-17 Borg Warner Differential lubricating mechanism
US3742784A (en) 1971-08-11 1973-07-03 Borg Warner Differential mechanism
US3896684A (en) 1973-11-05 1975-07-29 Gen Motors Corp Non-chattering clutch for a limited slip differential mechanism
US4227427A (en) * 1977-09-08 1980-10-14 Dana Corporation Drive unit assembly
US4221138A (en) * 1978-01-05 1980-09-09 Stewart Basil G Differential housing and structure
US4245525A (en) 1978-02-01 1981-01-20 National Mine Service Company Limited slip differential
GB2054096A (en) * 1979-04-11 1981-02-11 Piv Antrieb Reimers Kg Werner Drive assemblies
US4867008A (en) * 1985-11-14 1989-09-19 Kanzaki Kokyukoki Mfg., Co. Ltd. Traveling transmission case
DE68910885T2 (de) * 1988-06-15 1994-03-17 Group Lotus Plc Norwich Differentialeinheit.
WO1991005683A1 (en) * 1989-10-16 1991-05-02 Gkn Axles Limited Vehicle differentials
US5662544A (en) * 1995-09-22 1997-09-02 Dana Corporation Side gear retention of pinion mates
US5637049A (en) * 1995-10-24 1997-06-10 Vehicular Technologies, Inc. Locking differential
US6076646A (en) 1997-11-07 2000-06-20 New Venture Gear, Inc. Self-contained hydraulic coupling
US6095939A (en) * 1998-12-09 2000-08-01 New Venture Gear, Inc. Differential for vehicular power transfer systems

Also Published As

Publication number Publication date
AU9741401A (en) 2002-07-18
JP2002227966A (ja) 2002-08-14
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GB0200396D0 (en) 2002-02-27
GB2371099A (en) 2002-07-17
US6488606B1 (en) 2002-12-03

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