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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Differentialgehäuse mit einer Ölversorgung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
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Aus der Fahrzeugtechnik ist es allgemein bekannt, dass angetriebene Fahrzeuge Achsdifferentiale aufweisen, um die Antriebsleistung des Antriebsmotors auf mehrere Antriebswellen zu verteilen und um z. B. auch unterschiedliche Drehzahlen an den Antriebswellen zu realisieren. In den Achsdifferentialen ist üblicherweise eine Ölversorgung vorgesehen, um ein Differentialgehäuse im Achsdifferential ausreichend mit Schmiermittel, zum Beispiel Öl, zu versorgen. Als Ölversorgung sind dabei z.B. Systeme mit zusätzlichen Pumpen vorgesehen, die eine aktiv gesteuerte Ölversorgung des Differentialgehäuses ermöglichen. Bei aktiven Ölversorgungssystemen ist aufgrund der Vielzahl von erforderlichen Bauteilen ein erheblicher Bauraum notwendig.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Differentialgehäuse der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, welches eine möglichst bauraumneutrale und sichere Ölversorgung realisiert.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.
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Erfindungsgemäß wird ein Differentialgehäuse mit einer Ölversorgung für ein Differentialgetriebe vorgeschlagen. Bei dem Differentialgehäuse bzw. Differentialgetriebe kann es sich beispielsweise um ein Differentialgehäuse bzw. Differentialgetriebe für eine Antriebsachse eines Fahrzeuges handeln. Um eine ausreichende und bauraumneutrale Ölversorgung gewährleisten zu können, ist eine passive drehrichtungsunabhängige Ölversorgung vorgesehen.
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Auf diese Weise sind bei dem Differentialgehäuse keine zusätzlichen Komponenten, wie zum Beispiel Pumpen oder dergleichen, erforderlich. Unabhängig von der Drehrichtung des Differentialgehäuses, also zum Beispiel unabhängig davon, ob das Fahrzeug in Vorwärtsrichtung oder Rückwärtsrichtung bewegt wird, kann eine ausreichende Ölversorgung mit dem vorgeschlagenen Differentialgehäuse sichergestellt werden.
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Im Rahmen einer möglichen Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Differentialgehäuse zumindest ein während der Drehbewegung in einen Ölsumpf der Ölversorgung eintauchendes Wechselventil umfasst, dessen Ventilraum mit dem Differentialgehäuse verbunden ist. Auf diese Weise wird eine optimierte Schmierölversorgung durch das vorgesehene Wechselventil auf Basis einer drehrichtungsunabhängigen Tauchschmierung realisiert.
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Bei dem vorgeschlagenen Differentialgehäuse kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Wechselventil in das Differentialgehäuse integriert ist. Damit ist das Wechselventil Bestandteil des Differentialgehäuses und kann zum Beispiel durch entsprechende Bearbeitung des Differentialgehäuses bauraumneutral vorgesehen werden. Hierbei wird die erfindungsgemäße drehrichtungsunabhängige passive Ölversorgung quasi bei der Fertigung in das Differentialgehäuse integriert.
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Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann vorsehen, dass die erfindungsgemäße Ölversorgung des Differentialgehäuses adaptiv an ein vorhandenes Differentialgehäuse angebaut wird, so dass quasi eine Add-on-Variante realisiert wird. Hierbei kann vorhandener Bauraum verwendet werden, um das Wechselventil als separates Bauteil an dem Differentialgehäuse zu befestigen. Somit ist eine Nachrüstung des vorgeschlagenen Differentialgehäuses ohne weiteres möglich.
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Im Rahmen der vorbeschriebenen Ausführung kann als Wechselventil ein mehrteiliges Bauteil vorgesehen werden, indem das Wechselventil durch eine Grundplatte und einen den Ventilraum bildenden Deckel realisiert wird. Es ist auch denkbar, dass das Wechselventil als einteiliges Bauteil ausgeführt wird, wobei ein mit dem Differentialgehäuse zu verbindender Gehäusekörper vorgesehen wird. Hierbei wird der Deckel des Wechselventils durch das Differentialgehäuse selbst gebildet.
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Das vorgeschlagene Differentialgehäuse kann als Differentialgehäuse in einem Antriebsstrang eines antreibbaren Fahrzeugs vorgesehen sein. Es sind jedoch auch andere Einsatzmöglichkeiten denkbar.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Achsdifferential, umfassend mindestens ein erfindungsgemäßes Differentialgehäuse mit einem Differentialgetriebe.
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Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Schnittansicht einer möglichen Ausführungsvariante eines erfindungsgemäß vorgeschlagenen Achsdifferentials mit einem Differentialgehäuse mit einem separaten Wechselventil zur Ölversorgung;
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2 eine schematische Schnittansicht des Differentialgehäuses mit einer ersten Ausführung eines Wechselventils;
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3 eine weitere schematische Schnittansicht des Differentialgehäuses mit der ersten Ausführung des Wechselventils;
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4 eine dreidimensionale Einzelteilansicht einer Grundplatte des mehrteiligen Wechselventils;
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5 eine dreidimensionale Einzelteilansicht eines Deckels des mehrteiligen Wechselventils;
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6 eine schematische dreidimensionale Einzelteilansicht eines Gehäusekörpers des einteiligen Wechselventils; und
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7 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsvariante des Differentialgehäuses mit dem in das Differentialgehäuse integrierten Wechselventil.
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In den Figuren sind unterschiedliche Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Differentialgehäuses 2 mit einer Ölversorgung für ein Differentialgetriebe beispielhaft dargestellt. In dem Achsdifferential 1 ist das Differentialgehäuse 2 mit dem Differential bzw. dem Verteilergetriebe angeordnet, um die Antriebsleistung auf verschiedene Antriebswellen zu verteilen.
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Unabhängig von den jeweiligen Ausführungsvarianten ist vorgesehen, dass eine passive drehrichtungsunabhängige Ölversorgung realisiert wird, die unabhängig von der Drehrichtung des Differentialgehäuses 2 eine ausreichende Schmiermittelversorgung passiv für das Differentialgetriebe bzw. in dem Differentialgehäuse 2 realisiert.
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1 zeigt eine Schnittansicht des Achsdifferentials 1, in dem das drehende Differentialgehäuse 2 gelagert ist. Das Differentialgehäuse 2 umfasst beispielsweise zwei während der Drehbewegung in einen Ölsumpf 3 der Ölversorgung des Achsdifferentials 1 eintauchende Wechselventile 4, deren Ventilräume 5 mit dem Differentialgehäuse 2 verbunden sind. Die Drehung des Differentialgehäuses 2 ist durch einen Pfeil in 1 angedeutet.
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Die Wechselventile 4 sind derart am Umfangsbereich des Differentialgehäuses 2 angeordnet, dass in Abhängigkeit der Drehrichtung des Differentialgehäuses 2 ein erster Öffnungsbereich 6 oder ein zweiter Öffnungsbereich 7 des Ventilraumes 5 des jeweiligen Wechselventils 4 mit Öl aus dem Ölsumpf 3 beaufschlagbar ist. Der Ölfluss in den Wechselventilen 4 ist in den 2 und 3 mittels Pfeilen angedeutet.
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Unabhängig von der Ausführungsvariante ist jedes Wechselventil 4, 4A etwa tangential bzw. sekantenförmig im Bereich des Umfanges in dem Differentialgehäuse 2 angeordnet, welches beispielhaft aus 7 ersichtlich ist.
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Wie insbesondere aus den 4 bis 7 ersichtlich ist, ist der erste Öffnungsbereich 6 und der zweite Öffnungsbereich 7 jedes Wechselventils 4 gegenüberliegend in dem jeweiligen Ventilraum 5 angeordnet, wobei durch ein in den Ventilraum 5 zwischen den Öffnungsbereichen 6 und 7 freibewegliches Schiebeelement 8 der erste Öffnungsbereich 6 oder der zweite Öffnungsbereich 7 verschließbar ist. Dies deshalb, weil das Schiebestück 8 jedes Wechselventils 4 durch die Rotation des Differentialgehäuses 2 in das Öl des Ölsumpfes 3 mit dem entsprechenden Öffnungsbereich 6 bzw. 7 eintaucht, wobei durch die Massenträgheit des Öls das Schiebestück bzw. das Kolbenelement 8 an das Ende des Ventilraumes 5 bewegt wird, so dass der zugeordnete Öffnungsbereich 6 bzw. 7 verschlossen wird. Das durch den gegenüberliegenden Öffnungsbereich 6 bzw. 7 aufgefangene Öl gelangt somit in den Ventilraum 5 und kann durch einen Ölkanal 9 bzw. durch eine axiale Bohrung als Verbindung zwischen Ventilraum 5 und Differentialgehäuse 2 direkt in das Differentialgehäuse 2 zur Schmierung einströmen.
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Dadurch, dass der den Ventilraum 5 mit dem Differentialgehäuse 2 verbindende Ölkanal 9 zwischen den beiden Öffnungsbereichen 6 und 7 in den jeweiligen Ventilraum 5 mündet, wird die Ölversorgung des in den Ventilraum 5 einströmenden Öls sichergestellt, da sich das Schiebeelement 8 während der Drehung des Differentialgehäuses 2 immer an einem der Öffnungsbereiche 6 bzw. 7 aufgrund der wirkenden Massenträgheit befindet.
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4 bis 6 zeigen die dargestellten Einzelteilansichten 2 verschiedener Ausführungen des Wechselventils 4 für einen nachträglichen Einbau bei dem erfindungsgemäßen Achsdifferential 1, also für die Add-on-Variante, sodass, um Wiederholungen zu vermeiden, auf die entsprechende Beschreibung Bezug genommen wird.
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Eine erste mehrteilige Variante des Wechselventils 4 ist in den 4 und 5 dargestellt. Hierbei ist das Wechselventil 4 als separates mehrteiliges Bauteil dargestellt und wird an dem Differentialgetriebe 2 befestigt. 4 zeigt eine Grundplatte 10, die mit dem in 5 dargestellten Deckel 11 das Ventilgehäuse mit dem Ventilraum 5 des jeweiligen Wechselventils 4 bildet. Hierzu wird der Deckel 11 über Befestigungsschrauben mit der Grundplatte 10 und zudem mit dem Differentialgehäuse 2 verbunden.
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6 zeigt eine zweite Ausführung des Wechselventils 4 als separates einteiliges Bauteil, wobei ein mit dem Verteilergetriebegehäuse bzw. mit dem Differentialgehäuse 2 zu verbindender Gehäusekörper 12 vorgesehen ist.
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7 zeigt eine Ansicht, bei der das Wechselventil 4A mit seinem Ventilraum 5A und dem beweglichen Schiebeelement 8A in das Differentialgehäuse 2 des erfindungsgemäßen Achsdifferentials 1 bereits bei der Fertigung integriert ist. Somit ist das Wechselventil 4A quasi einteilig mit dem Differentialgehäuse 2 ausgeführt. Der Aufbau und die Funktionsweise ist im Wesentlichen dieselbe, wie bei der separaten bereits beschriebenen Add-on-Ausführung.
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Insgesamt ergibt sich bei dem vorgeschlagenen Achsdifferential mit der passiven drehrichtungsunabhängigen Schmierölversorgung der Vorteil, dass eine gezielte Schmierung der Komponenten des Differentials bzw. des Verteilergetriebes durch den Überschuss in dem Wechselventil realisiert wird. Da die Ölversorgung Drehrichtung unabhängig ist, kann die Ölversorgung sowohl bei Vorwärtsfahrten als auch bei Rückwärtsfahrten des Fahrzeuges volle Wirksamkeit entfalten. Aufgrund der konstruktiv einfachen Gestaltung sind keine Wartungen an dem Wechselventil erforderlich.
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Bei der in das Differentialgehäuse 2 integrierten Variante des Wechselventils 4A kann bestehender Einbauraum ohne Änderungen genutzt werden, da lediglich Ausnehmungen zum Bilden des jeweiligen Wechselventils 4, 5 vorgesehen werden.
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Bei der Add-on-Variante kann das Wechselventil 4 beispielsweise als kostengünstiges Spritzteil aus Kunststoff ausgeführt werden, um eine kostengünstige Nachrüstung bei bestehenden Differentialgehäusen vorzusehen. Auch bei der Add-on-Variante kann bestehender Bauraum genutzt werden, sodass kein zusätzlicher Bauraumbedarf besteht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Achsdifferential
- 2
- Differentialgehäuse
- 3
- Ölsumpf
- 4, 4A
- Wechselventil
- 5, 5A
- Ventilraum
- 6, 6A
- erster Öffnungsbereich
- 7, 7A
- zweiter Öffnungsbereich
- 8, 8A
- Schiebeelement bzw. stück
- 9, 9A
- Ölkanal bzw. axiale Bohrung
- 10
- Grundplatte
- 11
- Deckel
- 12
- Gehäusekörper
