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Die Erfindung betrifft eine Anordnung für ein Differentialgetriebe. Die Anordnung umfasst einen Umlaufradträger, welcher zwischen einem ersten Kronenrad und einem zweiten Kronenrad angeordnet ist. Das erste Kronenrad ist drehfest mit einer ersten Ausgangswelle und das zweite Kronenrad drehfest mit einer zweiten Ausgangswelle verbunden. An dem Umlaufradträger ist wenigstens ein Ausgleichsrad drehbar angeordnet. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Differentialgetriebe mit einer solchen Anordnung und ein Kraftfahrzeug mit einem Differentialgetriebe.
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In der
DE 10 2005 024 455 A1 ist eine Anordnung der eingangs genannten Art beschrieben. Hierbei ist an einem Differentialkorb ein Flansch angeformt, an welchem zur Drehmomenteinleitung ein Tellerrad befestigt werden kann. Das in den Differentialkorb eingeleitete Drehmoment wird über Ausgleichsräder zu gleichen Teilen auf Kronenräder übertragen. Die Ausgleichsräder sind auf Zapfen gelagert und drehen sich im Betrieb des Differentialgetriebes gemeinsam mit dem Differentialkorb um eine Drehachse des Differentialkorbs. Bei diesem Kronenraddifferential ist keine aktive Momentenverteilung vorgesehen.
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Differentialgetriebe mit einer aktiven Momentenverteilung oder Drehmomentverteilung, welche auch als Torque Vectoring bezeichnet wird, gibt es jedoch in zahlreichen Ausführungen.
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So beschreibt die
DE 10 2005 010 751 A1 eine Differentialgetriebevorrichtung eines Fahrzeugs zum variablen Verteilen eines über eine Getriebeeingangswelle zugeführten Drehmoments zwischen zwei Getriebeausgangswellen. Hierbei ist die Getriebeeingangswelle mit den Getriebeausgangswellen über eine Planetengetriebeeinrichtung wirkverbunden, deren Übersetzung stufenlos veränderbar ist. Hierfür können Ausgleichsräder, welche umfangsseitig an Reibrädern anliegen, aus einer horizontalen Stellung in geneigte Stellungen verkippt werden. Die Veränderung der jeweiligen Abrollradien der Ausgleichsräder auf den Reibrädern führt hierbei zu einer Veränderung der Momentenverteilung zwischen den beiden Getriebeausgangswellen.
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Einen ähnlichen Aufbau mit verschwenkbaren Laufrollen, welche an einander gegenüberliegenden Reibscheiben anliegen, ist in der
FR 2 918 433 A1 beschrieben. Hierbei begrenzen die beiden Reibscheiben einen torusförmigen Hohlraum.
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Die
US 5 967 931 A beschreibt einen Variator für ein Toroidgetriebe, bei welchem die Neigung von Rollrädern verändert werden kann. Die Rollräder liegen umfangsseitig reibschlüssig an Eingangsscheiben und jeweiligen Ausgangsscheiben an.
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Des Weiteren beschreibt die
US 6 641 497 B2 ein Getriebe mit verstellbaren Reibscheiben. Das Getriebe soll hierbei unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten von mittels des Getriebes angetriebenen Rädern zulassen.
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Weitere Differentiale mit aktiver Momentenverteilung sind beispielsweise das aktive Sportdifferential von Audi oder die „Active Yaw Control” von Mitsubishi. Bei derartigen Differentialen oder Differentialgetrieben mit aktiver Momentenverteilung sind oft Lamellenkupplungen verbaut, welche den Wirkungsgrad der Differentiale jedoch aufgrund eines zusätzlichen Schleppmomentes schmälern.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte Anordnung der eingangs genannten Art, ein Differentialgetriebe mit einer solchen Anordnung und ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Differentialgetriebe zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein Differentialgetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Bei der erfindungsgemäßen Anordnung für ein Differentialgetriebe ist zumindest ein Zahnrad mit dem wenigstens einen Ausgleichsrad einerseits und mit dem ersten Kronenrad andererseits in Eingriff. Das zumindest eine Zahnrad ist in radialer Richtung des ersten Kronenrads verschiebbar. Durch das Verschieben kann ein über den Umlaufradträger zugeführtes Drehmoment in veränderbaren Anteilen auf die erste Ausgangswelle und auf die zweite Ausgangswelle aufgeteilt werden. Es ist also ein Kronenraddifferential mit aktiver Momentenverteilung geschaffen. Hierbei werden jedoch keine mit einem Schleppverlust behafteten Kupplungen benötigt. Dies verbessert den Wirkungsgrad der Anordnung, wenn sie in dem Differentialgetriebe zum Einsatz kommt. Hierfür sorgt die Tatsache, dass das Abrollen des zumindest einen Zahnrads auf dem Ausgleichsrad einerseits und auf dem ersten Kronenrad andererseits mit besonders geringen Verlusten einhergeht.
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Des Weiteren sind für ein Differentialgetriebe mit einer solchen Anordnung weniger Bauteile vorzusehen als beispielsweise bei Differentialen mit aktiver Momentenverteilung, welche Lamellenkupplungen aufweisen.
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Durch das Verschieben des zumindest einen Zahnrads in die radiale Richtung des ersten Kronenrads, welche mit einer Hochrichtung des jeweiligen Ausgleichsrads zusammenfällt, lässt sich die Momentenverteilung zwischen den beiden Ausgangswellen besonders einfach und stufenlos einstellen. Die Momentenverteilung ergibt sich nämlich aus dem Abstand des zumindest einen Zahnrads von der jeweiligen Ausgangswelle, also aus dem Radius beziehungsweise dem Durchmesser eines Eingriffsbereichs des Zahnrads in das erste Kronenrad und der im Bereich des Zahnrads wirkenden Kraft. Durch das Vorsehen des zumindest einen radial verschiebbaren Zahnrads ist eine in Bezug auf den Wirkungsgrad und die aktive Momentenverteilung verbesserte Anordnung geschaffen.
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Das zumindest eine radial verschiebbare Zahnrad kann auch nicht direkt mit dem ersten Kronenrad in Eingriff sein, sondern mit einem weiteren Ausgleichsrad, welches wiederum mit dem ersten Kronenrad in Eingriff ist. Dann kann über die Höhe, also die Erstreckung des jeweiligen Ausgleichsrads in die Hochrichtung, besonders einfach der Verstellbereich des Kronenraddifferentials mit aktiver Momentenverteilung vorgegeben werden. Zudem kann so besonders leicht ein stets sehr exaktes Ineinandergreifen des zumindest einen radial verschiebbaren Zahnrad und der benachbarten Ausgleichsräder sichergestellt werden. Denn der Eingriff des ersten Kronenrads mit dem wenigstens einen weiteren Ausgleichsrad, welches dem radial verschiebbaren Zahnrad zugeordnet ist, ist von der Position des radial verschiebbaren Zahnrads in radialer Richtung unabhängig.
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Vorteilhaft ist zumindest ein weiteres Zahnrad mit dem wenigstens einen Ausgleichsrad einerseits und mit dem zweiten Kronenrad andererseits in Eingriff. Dann ist ein in Bezug auf den Umlaufradträger symmetrischer Aufbau der Anordnung erreicht. Zudem kann so besonders einfach ein Rotieren der Kronenräder mit jeweils unterschiedlichen Drehzahlen realisiert werden.
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Das zumindest eine weitere Zahnrad kann in Bezug auf die radiale Richtung des zweiten Kronenrads ortsfest, also fix beziehungsweise radial nicht verschiebbar ausgebildet sein. Dann braucht zum Aufteilen des Drehmoments auf die beiden Ausgangswellen lediglich eine Verstelleinheit vorgesehen zu werden, welche dem zwischen dem ersten Kronenrad und dem Ausgleichsrad angeordneten zumindest einen Zahnrad zugeordnet ist. Dadurch lässt sich die Komplexität der Anordnung besonders gering halten.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist hingegen das zumindest eine weitere Zahnrad in radialer Richtung des zweiten Kronenrads ebenfalls verschiebbar. So kann ein besonders großer Verstellbereich für die aktive Momentenverteilung realisiert werden.
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Auch das zumindest eine weitere radial verschiebbare Zahnrad kann in einer Ausgestaltung nicht direkt mit dem zweiten Kronenrad in Eingriff sein, sondern mit einem weiteren Ausgleichsrad, welches wiederum mit dem zweiten Kronenrad in Eingriff ist.
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Die Anordnung kann eine Mehrzahl von Ausgleichsrädern aufweisen, beispielsweise zwei oder vier bevorzugt zueinander äquidistant angeordnete Ausgleichsräder. Die Anzahl der mit dem ersten Kronenrad kämmenden Zahnräder beziehungsweise der mit dem zweiten Kronenrad kämmenden weiteren Zahnräder entspricht hierbei bevorzugt der Anzahl der Ausgleichsräder. Vorteilhaft stehen also mit jedem der Ausgleichsräder das jeweilige Zahnrad und/oder das jeweilige weitere Zahnrad in Eingriff. Auf diese Weise ist ein besonders verschleißarmer Betrieb des Differentialgetriebes erreichbar.
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Von Vorteil ist es weiterhin, wenn eine Höhe des wenigstens einen Ausgleichsrads und/oder des weiteren Ausgleichsrads eine Länge eines Eingriffsbereichs übersteigt, mit welchem das zumindest eine Zahnrad und/oder das weitere Zahnrad mit dem wenigstens einen Ausgleichsrad in Eingriff steht. Dann kann nämlich stets der volle Eingriffsbereich des Zahnrads beziehungsweise des weiteren Zahnrads genutzt werden, um das jeweilige Drehmoment auf das jeweilige Kronenrad und somit auf die jeweilige Ausgangswelle aufzubringen.
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Um einen besonders großen Wertebereich für die aktive Momentenverteilung zu realisieren, hat es sich hierbei als vorteilhaft gezeigt, wenn die Höhe des wenigstens einen Ausgleichsrads die Länge des Eingriffsbereichs um wenigstens etwa 50% übersteigt. Mit anderen Worten kann das Ausgleichsrad eine Höhe, also eine Erstreckung in radialer Richtung des Kronenrads, aufweisen, welche in etwa dem Eineinhalbfachen der Länge des Eingriffsbereichs entspricht.
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Ein besonders großer Verschiebeweg des zumindest einen Zahnrads beziehungsweise des weiteren Zahnrads in die radiale Richtung des jeweiligen Kronenrads ist des Weiteren erreichbar, wenn die Höhe des wenigstens einen Ausgleichsrads die Länge des Eingriffsbereichs um etwa 100% übersteigt. Das Ausgleichsrad kann also beispielsweise eine doppelt so große Höhe oder Erstreckung in die radiale Richtung des Kronenrads aufweisen wie der Eingriffsbereich. So lässt sich das über den Umlaufradträger zugeführte Drehmoment in besonders stark veränderbaren Anteilen auf die beiden Ausgangswellen aufteilen.
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Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn eine Höhe des wenigstens einen Ausgleichsrads einer radialen Erstreckung von Zähnen des ersten Kronenrads und/oder des zweiten Kronenrads zumindest im Wesentlichen entspricht. So kann sichergestellt werden, dass auch auf Seiten des jeweiligen Kronenrads ein vergleichsweise großer Verschiebeweg bereitgestellt ist. Des Weiteren kann so dafür gesorgt werden, dass stets ein ausreichend präzises und der Drehmomentübertragung förderliches Eingreifen des jeweiligen Zahnrads in das jeweilige Kronenrad gewährleistet ist.
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Wenn das zumindest eine Zahnrand und/oder das zumindest eine weitere Zahnrad nicht mit dem jeweiligen Kronenrad direkt in Eingriff ist, sondern mit dem weiteren Ausgleichsrad, so entspricht bevorzugt eine Höhe des wenigstens einen Ausgleichsrads einer Höhe des weiteren Ausgleichsrads zumindest im Wesentlichen. Das jeweilige Kronenrad steht dann mit dem weiteren Ausgleichsrad in Eingriff. Das jeweilige Kronenrad kann so in radialer Richtung eine geringere Erstreckung beziehungsweise einen geringeren Durchmesser aufweisen, als in einer Ausgestaltung, in welcher das jeweilige Zahnrad direkt mit dem jeweiligen Kronenrad in Eingriff ist. So verringert sich in vorteilhafter Weise im Betrieb der Anordnung die zu bewegende Masse.
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Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Anordnung wenigstens eine Verstelleinheit zum Verschieben des zumindest einen Zahnrads und/oder des zumindest einen weiteren Zahnrads in die radiale Richtung umfasst. So lassen sich die Antriebsmomente stufenlos variabel verteilen, sodass eine Steigerung der Agilität eines mit der Anordnung ausgerüsteten Kraftfahrzeugs und eine Verbesserung der aktiven Fahrsicherheit erreichbar sind.
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Die Verstelleinheit kann insbesondere eine Mechanik umfassen, welche zusammen mit dem Umlaufradträger um eine Drehachse des Umlaufradträgers rotiert. Das Verschieben des zumindest einen Zahnrads und/oder des zumindest einen weiteren Zahnrads in die radiale Richtung kann also mechanisch erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann ein Elektromotor für das Verschieben in die radiale Richtung sorgen, und/oder es kann eine hydraulisch wirkende Verstelleinheit vorgesehen sein.
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Das erfindungsgemäße Differentialgetriebe umfasst eine erfindungsgemäße Anordnung. Hierbei umfasst der Umlaufradträger wenigstens eine Welle eines Differentialkorbs, welchem das aufzuteilende Drehmoment zuführbar ist. An der wenigstens einen Welle ist das wenigstens eine Ausgleichsrad drehbar angeordnet.
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Das Differentialgetriebe kann als Längsdifferential oder als Querdifferential ausgebildet sein. Die Ausgangswellen können also den jeweiligen Anteil des Drehmoments einer Vorderachse und einer Hinterachse beziehungsweise einem linken Rad oder einem rechten Rad einer Achse zuführen. Es lässt sich mit dem Differentialgetriebe also sowohl ein longitudinales Torque-Vectoring als auch ein laterales Torque-Vectoring erreichen.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst wenigstens ein erfindungsgemäßes Differentialgetriebe. Die für die erfindungsgemäße Anordnung beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Differentialgetriebe und für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind somit auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine Anordnung für ein Differentialgetriebe, bei welcher zwischen Ausgleichsrädern und Kronenrädern der Anordnung radial verschiebbare Zahnräder angeordnet sind; und
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2 eine Schnittansicht der Anordnung gemäß 1, aus welcher die Anordnung der Kronenräder in einem Differentialkorb hervorgeht.
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Eine in 1 gezeigte Anordnung 10 ist für ein Kronenrad-Differentialgetriebe mit aktiver Momentenverteilung vorgesehen. Ein solches Differentialgetriebe kann als Längsdifferential oder als Querdifferential in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz kommen.
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Ein Umlaufradträger umfasst zwei Wellen 14, 16, welche in einem Differentialkorb 12 des Differentialgetriebes (vergleiche 2) angeordnet sind. In 1 sind lediglich die beiden aufeinander senkrecht stehenden Wellen 14, 16 gezeigt, welche mit einem Gehäuse des Differentialkorbs 12 verbunden sind. Auf den beiden Wellen 14, 16 sind vorliegend vier Ausgleichsräder 18, 20, 22, 24 drehbar gelagert. Hierbei befinden sich zwei der Ausgleichsräder 18, 22 auf der ersten Welle 14 und die beiden anderen Ausgleichsräder 20, 24 auf der zweiten Welle 16, welche senkrecht zur ersten Welle 14 verläuft.
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Im Betrieb des Differentialgetriebes wird dem Differentialkorb 12 oder Antrieb ein Drehmoment zugeführt. Entsprechend rotiert der Differentialkorb 12 um eine Rotationsachse 26 (vergleiche 2). Hierfür kann an einem Flansch 28 des Differentialkorbs 12 ein (nicht gezeigtes) Zahnrad angebracht werden, welches mittels eines (ebenfalls nicht gezeigten) Antriebsrads angetrieben wird. Zur Befestigung des Zahnrads sind in dem Flansch 28 beispielsweise Befestigungsaugen 30 vorgesehen.
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Die Ausgleichsräder 18, 20, 22, 24 stehen vorliegend nicht direkt mit zwei Kronenrädern 32, 34 der Anordnung 10 in Eingriff. Vielmehr sind zwischen den Ausgleichsrädern 18, 20, 22, 24 und dem ersten Kronenrad 32 zusätzliche Zahnräder 36, 38, 40, 42 angeordnet. Diese zusätzlichen Zahnräder 36, 38, 40, 42 stehen also einerseits mit dem jeweiligen Ausgleichsrad 18, 20, 22, 24 und andererseits mit dem ersten Kronenrad 32 in Eingriff. Hierbei greift das Zahnrad 36 in das erste Kronenrad 32 und das Ausgleichsrad 18 ein, das Zahnrad 38 in das erste Kronenrad 32 und das Ausgleichsrad 20, das Zahnrad 40 in das erste Kronenrad 32 und das Ausgleichsrad 22 und das Zahnrad 42 in das erste Kronenrad 32 und das Ausgleichsrad 24.
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In analoger Weise sind zwischen den Ausgleichsrädern 18, 20, 22, 24 und dem zweiten Kronenrad 34 weitere Zahnräder 44, 46, 48, 50 angeordnet, von welchen in 1 lediglich die weiteren Zahnräder 44, 46 und in 2 lediglich die weiteren Zahnräder 44, 48, 50 zu sehen sind. Entsprechend ist das weitere Zahnrad 44 mit dem Ausgleichsrad 18 und dem zweiten Kronenrad 34 in Eingriff, das weitere Zahnrad 46 mit dem Ausgleichsrad 20 und dem zweiten Kronenrad 34, das weitere Zahnrad 48 mit dem Ausgleichsrad 22 und dem zweiten Kronenrad 34 und das weitere Zahnrad 50 mit dem Ausgleichsrad 24 und dem zweiten Kronenrad 34.
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Mit den Kronenrädern 32, 34 sind in an sich bekannter Art und Weise eine erste Ausgangswelle 52 und eine zweite Ausgangswelle 54 drehfest verbunden. Die erste Ausgangswelle 52 ist hierbei mit dem ersten Kronenrad 32 drehfest verbunden, und die zweite Ausgangswelle 54 ist entsprechend mit dem zweiten Kronenrad 34 drehfest verbunden.
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Wenn sich die über die Ausgangswellen 52, 54 mit den Kronenrädern 32, 34 verbundenen Räder oder Achsen gleich schnell drehen, so drehen sich die Zahnräder 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50 und die Ausgleichsräder 18, 20, 22, 24 nicht. Vielmehr rotieren diese (dann still stehenden) Zahnräder 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50 und die (ebenfalls still stehenden) Ausgleichsräder 18, 20, 22, 24 lediglich zusammen mit dem Differentialkorb 12 um die Rotationsachse 26. Dreht hingegen bei Ausbildung des Differentials als Querdifferential beispielsweise in einer Kurve ein kurvenäußeres Rad des Kraftfahrzeugs schneller als ein kurveninneres Rad, so rollen die Zahnräder 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50 auf den Kronenrädern 32, 34 ab, und auch die Ausgleichsräder 18, 20, 22, 24 drehen sich um die jeweilige Welle 14, 16. Die Räder des Kraftfahrzeugs drehen sich dann unterschiedlich schnell, also mit unterschiedlich großen jeweiligen Drehzahlen, aber mit dem vorgesehenen Drehmoment, welches über die Ausgangswellen 52, 54 auf das jeweilige Rad aufgebracht werden soll.
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Vorliegend kann das über den Differentialkorb 12 in die Anordnung 10 eingebrachte Drehmoment in stufenlos veränderbaren Anteilen auf die beiden Kronenräder 32, 34 und somit auf die Ausgangswellen 52, 54 oder Abtriebe übertragen werden.
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Die Zahnräder 36, 38, 40, 42 und die weiteren Zahnräder 44, 46, 48, 50 sind nämlich vorliegend in radialer Richtung des jeweiligen Kronenrads 32, 34 verschiebbar ausgebildet. Beispielsweise sind vorliegend die zwischen dem ersten Kronenrad 32 und den Ausgleichsrädern 18, 20, 22, 24 angeordneten Zahnräder 36, 38, 40, 42 einer Mittelachse der ersten Ausgangswelle 52 näher angeordnet als die zwischen dem zweiten Kronenrad 34 und den Ausgleichsrädern 18, 20, 22, 24 angeordneten weiteren Zahnräder 44, 46, 48, 50. Die Mittelachsen der Ausgleichswellen 52, 54 fallen mit der Rotationsachse 26 des Differentialkorbs 12 zusammen.
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Im Betrieb des Differentialgetriebes bewegen sich bei der in 1 und 2 gezeigten Verstellung, also bei der beispielhaft gezeigten radialen Verschiebeposition der jeweiligen Zahnräder 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50 die Zahnräder 36, 38, 40, 42 auf einer Kreisbahn mit einem ersten Durchmesser 56. In analoger Weise bewegen sich die weiteren Zahnräder 44, 46, 48, 50 auf einer Kreisbahn mit einem zweiten, größeren Durchmesser 58. Der Betrag des der jeweiligen Ausgangswelle 52, 54 zugeführten Drehmoments ist bei gegebener, von dem Differentialkorb 12 aufgebrachter Kraft abhängig von der Länge des jeweiligen Hebelarms, also von der Hälfte des jeweiligen Durchmessers 56, 58. Folglich entspricht die Drehmomentverteilung oder die Aufteilung der Drehmomente auf die beiden Ausgangswellen 52, 54 dem Verhältnis der beiden Durchmesser 56, 58.
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Durch Verschieben der Zahnräder 36, 38, 40, 42 beziehungsweise der weiteren Zahnräder 44, 46, 48, 50 in radialer Richtung, also zu der Rotationsachse 26 beziehungsweise weg von der Rotationsachse 26, kann vorliegend das in den Differentialkorb 12 eingebrachte Drehmoment stufenlos auf die jeweiligen Ausgangswellen 52, 54 aufgeteilt werden. Die radiale Richtung 66 ist in 1 durch Pfeile veranschaulicht.
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Zudem ist vorliegend eine radiale Verschiebung in besonders großem Ausmaß ermöglicht. Um einen ausreichend großen Verschiebeweg der Zahnräder 36, 38, 40, 42 beziehungsweise der weiteren Zahnräder 44, 46, 48, 50 in die radiale Richtung zu gewährleisten, sind nämlich die Verzahnungen der Ausgleichsräder 18, 20, 22, 24 und der Kronenräder 32, 34 in die radiale Richtung entsprechend ausgedehnt gestaltet.
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So entspricht vorliegend eine radiale Erstreckung von Zähnen 58 des jeweiligen Kronenrads 32, 34 einer Höhe 60 des jeweiligen Ausgleichsrads 18, 20, 22, 24 (vergleiche 2). Demgegenüber beträgt vorliegend die Länge eines Eingriffsbereichs 62, mit welchem das jeweilige Zahnrad 36, 38, 40, 42 beziehungsweise das jeweilige weitere Zahnrad 44, 46, 48, 50 mit dem Ausgleichsrad 18, 20, 22, 24 einerseits und dem Kronenrad 32, 34 andererseits in Eingriff ist, etwa die Hälfte dieser Höhe 60. Dadurch lassen sich die Zahnräder 36, 38, 40, 42 beziehungsweise die weiteren Zahnräder 44, 46, 48, 50 besonders weit in die radiale Richtung 66 entlang der Zähne 58 der Kronenräder 32, 34 einerseits beziehungsweise entlang der Zähne der Ausgleichsräder 18, 20, 22, 24 andererseits verschieben.
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In einer (nicht gezeigten) Variante der Anordnung 10 können die Zahnräder 36, 38, 40, 42 beziehungsweise die weiteren Zahnräder 44, 46, 48, 50 mit weiteren Ausgleichsrädern in Eingriff sein, welche wiederum in die Kronenräder 32, 34 eingreifen. Dann lassen sich die Geometrien der Zähne 58 der Kronenräder 32, 34 besonders gut auf die weiteren Ausgleichsräder abstimmen. Die weiteren Ausgleichsräder weisen bevorzugt eine Höhe auf, welche der Höhe 60 der Ausgleichsräder 18, 20, 22, 24 entspricht. So kann ein der vorliegend gezeigten Anordnung 10 entsprechender, großer Verstellbereich der jeweiligen Durchmesser 56, 58 sichergestellt werden. Zudem kann so auch bei einer vergleichsweise großen Höhe 60 der Ausgleichsräder ein stets optimaler Eingriff in die Kronenräder 32, 34 sichergestellt werden. Denn diese greifen dann nicht direkt in die Zahnräder 36, 38, 40, 42 beziehungsweise die weiteren Zahnräder 44, 46, 48, 50 ein, sondern in die weiteren Ausgleichsräder, welche zwischen den Kronenrädern 32, 34 und den Zahnrädern 36, 38, 40, 42 beziehungsweise den weiteren Zahnrädern 44, 46, 48, 50 angeordnet sind. Die Kronenräder 32, 34 können dann auch einen besonders geringen Durchmesser aufweisen, solange nur eine Eingriff derselben in die weiteren (vorliegend nicht gezeigten) Ausgleichsräder sichergestellt ist.
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Die Drehmomentverteilung auf die beiden Ausgangsseiten beziehungsweise die beiden Kronenräder 32, 34 und somit auf die Ausgangswellen 52, 54 ergibt sich bei beiden Varianten aufgrund des Radius beziehungsweise des Durchmessers des Zahneingriffs der jeweiligen verschiebbaren Zahnräder 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50.
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Zum Verschieben der Zahnräder 36, 38, 40, 42 beziehungsweise der weiteren Zahnräder 44, 46, 48, 50 in die radiale Richtung der jeweiligen Kronenräder 32, 34 ist vorliegend eine Verstelleinheit 64 vorgesehen, welche in 2 lediglich schematisch gezeigt ist. Eine derartige Verstelleinheit 64 kann die Zahnräder 36, 38, 40, 42 beziehungsweise die weiteren Zahnräder 44, 46, 48, 50 beispielsweise entlang von (nicht gezeigten) Stiften verschieben, welche durch die jeweiligen Zahnräder 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50 hindurchgeführt sind und jeweils parallel zu den Wellen 14, 16 verlaufen.
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In einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs, welches das Differentialgetriebe aufweist, werden etwa abhängig vom Lenkwinkel, einer Querbeschleunigung, einem Gierwinkel und der Fahrgeschwindigkeit die Drehmomente ermittelt, welche in für die jeweilige Fahrsituation passender Weise auf die beiden Ausgangswellen 52, 54 aufgebracht werden sollen. Entsprechende Datenwerte werden dann der Verstelleinheit 64 zugeführt, welche das radiale Verschieben der Zahnräder 36, 38, 40, 42 beziehungsweise der weiteren Zahnräder 44, 46, 48, 50 bewirkt.
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Aufgrund des Vorsehens der radial verschiebbaren zusätzlichen Zahnräder 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50 werden zum aktiven Aufteilen des Drehmoments keine mit einem Schleppverlust behafteten Kupplungen benötigt, was den Wirkungsgrad der Anordnung 10 und somit des Differentialgetriebes verbessert. Des Weiteren werden im Vergleich zu Differentialen mit aktiver Momentenverteilung, welche Lamellenkupplungen aufweisen, weniger Bauteile benötigt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005024455 A1 [0002]
- DE 102005010751 A1 [0004]
- FR 2918433 A1 [0005]
- US 5967931 A [0006]
- US 6641497 B2 [0007]
