DE102017011760A1 - Achsdifferential für einen Kraftwagen, insbesondere für einen Personenkraftwagen - Google Patents

Achsdifferential für einen Kraftwagen, insbesondere für einen Personenkraftwagen Download PDF

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DE102017011760A1
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Stefan Sperrfechter
Andreas Kolb
Tobias Härter
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Juergen Schweitzer
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Alexander Stephan
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Achsdifferential (10) für einen Kraftwagen, mit einem um eine erste Drehachse (14) drehbaren Träger (12), mit einem drehfest mit dem Träger (12) verbundenen und um die erste Drehachse (14) drehbaren Antriebszahnrad (16), über welches der Träger (12) antreibbar und dadurch um die erste Drehachse (14) drehbar ist, mit Ausgleichsrädern (18), welche um jeweilige, senkrecht zur ersten Drehachse (14) verlaufende zweite Drehachsen (20) relativ zu dem Träger (12) drehbar an dem Träger (12) gehalten sind, und mit mit den Ausgleichsrädern (18) kämmenden und um die erste Drehachse (14) drehbaren Abtriebsrädern (22, 24), welche drehfest mit jeweiligen Seitenwellen, über welche jeweilige Räder des Kraftwagens von den Abtriesrädern (22, 24) antreibbar sind, verbindbar sind, wobei: das Antriebszahnrad (16) als ein Stirnrad ausgebildet ist; die Ausgleichsräder (18) als Stirnräder ausgebildet sind; der Träger (12) zwei entlang der ersten Drehachse (14) aufeinanderfolgende, entlang der ersten Drehachse (14) relativ zueinander translatorisch bewegbare Trägerteile (38, 40) aufweist; die Abtriebsräder (22, 24) als Kronräder ausgebildet sind; und zwischen dem jeweiligen Trägerteil (38, 40) und dem jeweiligen Kronrad ein Lamellenpaket (44, 46) angeordnet ist, über welches das jeweilige Trägerteil (38, 40) drehmomentübertragend mit dem jeweiligen Kronrad koppelbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Achsdifferential für einen Kraftwagen, insbesondere für einen Personenkraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Ein solches Achsdifferential für einen Kraftwagen, insbesondere für einen Personenkraftwagen, ist beispielsweise bereits der EP 1 839 927 A1 als bekannt zu entnehmen. Das Achsdifferential weist einen um eine erste Drehachse drehbaren Träger und ein Antriebszahnrad auf, welches drehfest mit dem Träger verbunden und somit um die erste Drehachse mit dem Träger mitdrehbar ist. Über das Antriebszahnrad ist der Träger antreibbar und dadurch um die erste Drehachse drehbar. Des Weiteren umfasst das Achsdifferential Ausgleichsräder, welche um jeweilige, senkrecht zur ersten Drehachse verlaufende zweite Drehachsen relativ zu dem Träger drehbar an dem Träger gehalten sind. Des Weiteren sind mit den Ausgleichsrädern kämmende und um die erste Drehachse drehbare Abtriebsräder vorgesehen, welche drehfest mit jeweiligen Seitenwellen, über welche jeweilige Räder des Kraftwagens von den Antriebsrädern antreibbar sind, verbindbar sind.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Achsdifferential der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass das Gewicht des Achsdifferentials besonders gering gehalten werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Achsdifferential mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
  • Um ein auch als Achsgetriebe, Differentialgetriebe oder Differential bezeichnetes Achsdifferential der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass das Gewicht des Achsdifferentials besonders gering gehalten werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Antriebszahnrad als ein Stirnrad ausgebildet ist. Auch die Ausgleichsräder sind als Stirnräder ausgebildet. Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Träger zwei entlang der ersten Drehachse aufeinanderfolgende, entlang der ersten Drehachse relativ zueinander translatorisch bewegbare Trägerteile aufweist. Außerdem sind die Abtriebsräder als Kronräder ausgebildet, welche auch als Kronenräder, Kronzahnräder oder Kronenzahnräder bezeichnet werden. Darüber hinaus ist, insbesondere entlang der ersten Drehachse, zwischen dem jeweiligen Trägerteil und dem jeweiligen Kronrad ein Lamellenpaket angeordnet, über welches das jeweilige Trägerteil drehmomentübertragend mit dem jeweiligen Kronrad koppelbar ist. Unter dem jeweiligen Kronrad ist insbesondere ein solches Zahnrad zu verstehen, welches seine Verzahnung, über das jeweilige Kronrad mit dem jeweiligen Ausgleichsrad kämmt, auf einer Stirnseite und somit in einer Ebene aufweist, welche zumindest im Wesentlichen senkrecht zur ersten Drehachse verläuft.
  • Das erfindungsgemäße, auch als Achsgetriebe bezeichnete Achsdifferential kann in Leichtbauweise und somit als Leichtbaudifferential ausgestaltet werden, dessen Bauraumbedarf und Gewicht besonders gering gehalten werden können. Des Weiteren kann durch die Lamellenpakete auf bauraum- und gewichtsgünstige Weise eine Sperrfunktion realisiert werden, sodass das erfindungsgemäße Achsdifferential eine Differentialsperre aufweist und somit als gewichtsgünstiges Sperrdifferential, das heißt als Leichtbau-Sperrdifferential ausgestaltet werden kann. Durch die Sperrfunktion kann ein Drehzahlausgleich zwischen den Abtriebsrädern und somit zwischen den über die Abtriebsräder antreibbaren Rädern des Kraftwagens zumindest teilweise gesperrt beziehungsweise aufgehoben werden, sodass beispielsweise eine besonders vorteilhafte und insbesondere sportliche Fahrbarkeit des Kraftwagens auf gewichtsgünstige Weise dargestellt werden kann. Das jeweilige Lamellenpaket umfasst beispielsweise Reiblamellen, welche auch als Kupplungslamellen bezeichnet werden und entlang der ersten Drehachse hintereinander beziehungsweise aufeinanderfolgend angeordnet sind und sich entlang der ersten Drehachse zumindest teilweise gegenseitig überdecken.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das jeweilige Ausgleichsrad an dem Träger über ein jeweiliges Lagerteil um die jeweilige zweite Drehachse relativ zu dem Träger drehbar gelagert ist, wobei das jeweilige Lagerteil zumindest teilweise in einer korrespondierenden, durch die Trägerteile jeweils teilweise begrenzten Aufnahme angeordnet ist.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Aufnahme in Umfangsrichtung des Trägers auf wenigstens einer Seite durch einen ersten Wandungsbereich eines ersten der Trägerteile und durch einen zweiten Wandungsbereich des zweiten Trägerteils begrenzt ist, wobei die Wandungsbereiche in von dem Lagerteil wegweisender und mit der Umfangsrichtung zusammenfallender Richtung aufeinander zu verlaufen, sodass durch Bewegen des Lagerteils in die Richtung relativ zu den Lagerteilen die Lagerteile entlang der ersten Drehachse voneinander wegbewegbar und dadurch die Lamellenpakete entlang der ersten Drehachse zusammenzupressen sind.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Aufnahme in Umfangsrichtung des Trägers auf einer in Umfangsrichtung der wenigstens einen Seite gegenüberliegenden zweiten Seite durch einen dritten Wandungsbereich des ersten Trägerteils und durch einen vierten Wandungsbereich des zweiten Trägerteils begrenzt ist, wobei der dritte Wandungsbereich und der vierte Wandungsbereich in von dem Lagerteil wegweisender, mit der Umfangsrichtung zusammenfallender und der Richtung entgegengesetzter zweiter Richtung aufeinander zu verlaufen, sodass durch Bewegen des Lagerteils in die zweite Richtung relativ zu den Lagerteilen die Lagerteile entlang der ersten Drehachse voneinander wegbewegbar und dadurch die Lamellenpakete entlang der ersten Drehachse zusammenzupressen sind.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der erste und zweite Wandungsbereich einen ersten Keilwinkel und der dritte und vierte Wandungsbereich einen von dem ersten Keilwinkel unterschiedlichen zweiten Keilwinkel miteinander einschließen.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. 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.
  • Die Zeichnung zeigt in:
    • 1 eine schematische und geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Achsdifferentials für einen Kraftwagen;
    • 2 eine schematische Explosionsansicht des Achsdifferentials;
    • 3 eine schematische Perspektivansicht eines Trägers des Achsdifferentials;
    • 4 ausschnittsweise eine schematische Draufsicht des Träger; und
    • 5 ausschnittsweise eine weitere schematische Draufsicht des Trägers.
  • In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt in einer schematischen und geschnittenen Seitenansicht ein im Ganzen mit 10 bezeichnetes Achsdifferential für einen Kraftwagen, insbesondere für einen Personenkraftwagen. Das Achsdifferential wird auch als Differentialgetriebe, Achsgetriebe oder Differential bezeichnet und ist nicht etwa als ein Kegelraddifferential ausgebildet, sondern weist gegenüber einem Kegelraddifferential eine bauraum- und gewichtsgünstigere Bauweise auf. Dabei wird beispielsweise das Achsdifferential 10 wie ein Kegelraddifferential verwendet, um beispielsweise einen Drehzahlausgleich zwischen zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandeten Rädern einer Achse des Kraftwagens zuzulassen. Im Rahmen eines solchen Drehzahlausgleichs lässt das Achsdifferential 10 beispielsweise zu, dass sich bei einer Kurvenfahrt des Kraftwagens das kurvenäußere Rad mit einer höheren Drehzahl als das kurveninnere Rad drehen kann.
  • Das Achsdifferential 10 weist einen besonders gut aus 3 erkennbaren Träger 12 auf, welcher - wie im Folgenden noch genauer erläutert wird - auch als Ritzelträger bezeichnet wird. Der Träger 12 ist um eine erste Drehachse 14 drehbar. Des Weiteren umfasst das Achsdifferential 10 ein drehfest mit dem Träger 12 verbundenes und demzufolge um die erste Drehachse 14 drehbares Antriebszahnrad 16, über welches der Ritzelträger (Träger 12) antreibbar und dadurch um die erste Drehachse 14 drehbar ist. In vollständig hergestelltem Zustand des Kraftwagens kämmt beispielsweise das Antriebszahnrad 16 mit einem korrespondierenden Zahnrad, über welches beispielsweise ein insbesondere als Verbrennungskraftmaschine oder aber als Elektromotor ausgebildeter Antriebsmotor Drehmomente zum Antreiben des Kraftwagens bereitstellt. Insbesondere werden über das genannte Zahnrad, welches mit dem Antriebszahnrad 16 kämmt, Drehmomente von einem insbesondere als Wechselgetriebe ausgebildeten Getriebe des Kraftwagens bereitgestellt, sodass beispielsweise die genannten Räder der Achse über das Achsdifferential 10, das genannte Zahnrad und das Getriebe von dem Antriebsmotor angetrieben werden können. Das jeweilige, auch als Antriebsmoment bezeichnete Antriebsdrehmoment wird von dem Zahnrad auf das Antriebszahnrad 16 übertragen, wodurch das Antriebszahnrad 16 angetrieben und dadurch um die Drehachse 14, insbesondere relativ zu einem beispielsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbau des Kraftwagens, gedreht wird. Da der Träger 12 drehfest mit dem Antriebszahnrad 16 verbunden ist, wird auch der Träger 12 angetrieben und dadurch um die Drehachse 14 relativ zu dem Aufbau gedreht.
  • Besonders gut in Zusammenschau mit 3 ist erkennbar, dass das Achsdifferential 10 eine Mehrzahl von Ausgleichsrädern 18 aufweist, welche jeweils drehbar an dem Träger 12 gehalten beziehungsweise gelagert sind. Dabei ist das jeweilige Ausgleichsrad 18 um eine jeweilige, senkrecht zur ersten Drehachse 14 verlaufende zweite Drehachse 20 relativ zu dem Träger 12 drehbar an dem Träger 12 gehalten. Darüber hinaus umfasst das Achsdifferential 10 wenigstens oder genau zwei auch als Seitenräder bezeichnete Abtriebsräder 22 und 24, welche insbesondere über die Ausgleichsräder 18 und über den Träger 12 von dem Antriebszahnrad 16 antreibbar und dadurch um die erste Drehachse 14, insbesondere relativ zu dem Aufbau, drehbar sind. Die Abtriebsräder 22 und 24 sind drehfest mit jeweiligen, in den Fig. nicht dargestellten Seitenwellen verbindbar, wobei über die jeweiligen Seitenwellen die zuvor genannten Räder des Kraftwagens antreibbar sind. Hierzu sind die Abtriebsräder 22 und 24 jeweils drehfest mit jeweiligen Abtriebsnaben 26 und 28 verbunden. Die Abtriebsnaben 26 und 28 weisen jeweilige Verzahnungen 30 auf, über welche die Abtriebsnaben 26 und 28 drehfest mit den Seitenwellen verbindbar sind. Auf diese Weise können beispielsweise die Antriebsmomente von dem Antriebszahnrad 16 über den Träger 12, die Ausgleichsräder 18, die Abtriebsräder 22 und 24 und die Abtriebsnaben 26 und 28 auf die Seitenwellen und von diesen auf die Räder übertragen werden, wodurch die Räder und somit der Kraftwagen insgesamt angetrieben werden. Des Weiteren umfasst das Achsdifferential 10 beispielsweise Gehäuseelemente 32 und 34, welche beispielsweise als jeweilige Kegelbleche ausgebildet sind und einen Aufnahmeraum 36 begrenzen.
  • Um nun das Gewicht des Achsgetriebes 10 besonders gering halten zu können, ist das Antriebszahnrad als ein Stirnrad ausgebildet. Die Ausgleichsräder 18 sind ebenfalls als Stirnräder ausgebildet und werden als Ritzel bezeichnet, wobei die Ritzel drehbar an dem Träger 12 gelagert sind. Somit wird der Träger 12 auch als Ritzelträger bezeichnet. Der Ritzelträger weist zwei entlang der ersten Drehachse 14 aufeinanderfolgende beziehungsweise hintereinander angeordnete und entlang der ersten Drehachse 14 relativ zueinander translatorisch bewegbare und somit verschiebbare Trägerteile 38 und 40 auf, welche somit zwei getrennte und entlang der ersten Drehachse 14 relativ zueinander und relativ zu dem Antriebszahnrad 16 verschiebbare Ritzelträgerteile sind. Darüber hinaus sind die Abtriebsräder 22 und 24, welche auch als Abtriebszahnräder bezeichnet werden, als Kronräder ausgebildet, die mit den Ritzeln kämmen.
  • Zur Realisierung einer Sperrfunktion weist das Achsdifferential 10 eine Differentialsperre 42 auf, welche ein erstes Lamellenpaket 44 und ein zweites Lamellenpaket 46 umfasst. Das erste Lamellenpaket 44 ist dabei entlang der ersten Drehachse 14 und somit in axialer Richtung des Achsdifferentials 10 zwischen dem Trägerteil 38 und dem Abtriebsrad 22 angeordnet, wobei das zweite Lamellenpaket 46 in axialer Richtung des Achsdifferentials 10 zwischen dem Trägerteil 40 und dem Abtriebsrad 24 angeordnet ist. Über die Lamellenpakete 44 und 46 sind die jeweiligen Trägerteile 38 und 40 drehmomentübertragend mit den Abtriebsrädern 22 und 24 und über diese mit den Seitenwellen beziehungsweise mit den Rädern verbindbar, sodass die zuvor beschriebene Ausgleichsfunktion des Achsdifferentials 10 mittels der Differentialsperre 42 zumindest teilweise gesperrt beziehungsweise aufgehoben werden kann beziehungsweise wird.
  • Während 2 das Achsdifferential 10 in einer schematischen Explosionsansicht zeigt, ist aus 1, 3, 4 und 5 besonders gut erkennbar, dass das jeweilige Ausgleichsrad 18 (Ritzel) über ein jeweiliges, als Bolzen 48 ausgebildetes Lagerteil um die jeweilige zweite Drehachse 20 relativ zu dem Träger 12 drehbar an dem Träger 12 gelagert ist. Dabei ist beispielsweise das jeweilige Ausgleichsrad 18 um die Drehachse 20 relativ zu dem Bolzen 48 drehbar und/oder der Bolzen 48 ist um die Drehachse 20 relativ zu dem Träger 12 drehbar. Der Bolzen 48 ist dabei zumindest teilweise in einer korrespondierenden, durch die Trägerteile 38 und 40 jeweils teilweise und somit durch den Träger 12 begrenzten Aufnahme 50 angeordnet und beispielsweise über die Aufnahme 50 beziehungsweise in dieser an dem Träger 12 gehalten.
  • Besonders gut aus 5 ist erkennbar, dass die Aufnahme 50 in um die erste Drehachse 14 verlaufender Umfangsrichtung des Trägers 12 auf einer ersten Seite 52 durch einen ersten Wandungsbereich 55 des Trägerteils 38 und durch einen zweiten Wandungsbereich 56 des zweiten Trägerteils 40 begrenzt ist. In Umfangsrichtung des Trägers 12 ist die Aufnahme 50 auf einer in Umfangsrichtung des Trägers 12 der ersten Seite 52 gegenüberliegenden zweiten Seite 54 durch einen dritten Wandungsbereich 58 des Trägerteils 38 und durch einen vierten Wandungsbereich 60 des Trägerteils 40 begrenzt. Die Wandungsbereiche 55 und 56 verlaufen in eine erste, von dem Bolzen 48 wegweisender und mit der Umfangsrichtung zusammenfallende Richtung aufeinander zu, wobei diese erste Richtung in 5 durch einen Pfeil 62 veranschaulicht ist. Die Wandungsbereiche 58 und 60 verlaufen in eine zweite, von dem Bolzen 48 wegweisende, mit der Umfangsrichtung des Trägers 12 zusammenfallende und der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung aufeinander zu, wobei die zweite Richtung in 5 durch einen Pfeil 64 veranschaulicht ist. Mit anderen Worten verlaufen die Wandungsbereiche 55 und 56 beziehungsweise 58 und 60 schräg zueinander, insbesondere bezogen auf eine Ebene, in welcher der Träger 12 abgewickelt dargestellt wird beziehungsweise auf welche der Träger 12 projiziert wird. Der jeweilige Wandungsbereich 55 beziehungsweise 56 ist somit ein Keil beziehungsweise eine Rampe mit einem ersten Rampenwinkel a, wobei der jeweilige Wandungsbereiche 58, 60 einen Keil beziehungsweise eine Rampe mit einem zweiten Rampenwinkel β ist. Die Wandungsbereiche 55 und 56 schließen somit einen ersten Keilwinkel ein, welcher beispielsweise zweimal dem Rampenwinkel α entspricht. Demzufolge schließen beispielsweise die Wandungsbereiche 58 und 60 einen zweiten Keilwinkel ein, welcher beispielsweise zweimal dem Rampenwinkel β entspricht. Dabei unterscheiden sich beispielsweise die Keilwinkel voneinander.
  • Wird nun beispielsweise der Bolzen 48 um die Drehachse 14 relativ zu den Trägerteilen 38 und 40 in die erste Richtung gedreht, so kommt der Bolzen 48 beispielsweise in Stützanlage mit den Wandungsbereichen 55 und 56. Da diese schräg zueinander verlaufen und in die erste Richtung aufeinander zu verlaufen, werden die Trägerteile 38 und 40 entlang der Drehachse 14 voneinander weg bewegt, das heißt aufgespreizt, wodurch die Lamellenpakete 44 und 46 entlang der Trägerachse 14 zusammengepresst beziehungsweise zusammengedrückt werden. Hierdurch wird beispielsweise ein von Null unterschiedliches, auch als Kupplungsmoment bezeichnetes Drehmoment erzeugt, welches von dem Träger 12 über das jeweilige Lamellenpaket 44 beziehungsweise 46 auf die Abtriebsräder 22 und 24 insbesondere unter Umgehung der Ausgleichsräder 18 übertragen werden kann. Diese Bewegung des Bolzens 48 relativ zu dem Träger 12 in die erste Richtung ist in 5 durch einen Pfeil 66 veranschaulicht, wobei in 5 Pfeile 68 veranschaulichen, dass durch die zuvor beschriebene Relativbewegung zwischen dem Bolzen 48 und dem Träger 12 die Trägerteile 38 und 40 voneinander weg bewegt werden.
  • Wird entsprechend der Bolzen 48 um die Drehachse 14 relativ zu den Trägerteilen 38 und 40 in die ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung bewegt beziehungsweise gedreht, so kommt der Bolzen 48 zunächst in Stützanlage mit den Wandungsbereichen 58 und 60. Da diese schräg zueinander verlaufen und in die zweite Richtung aufeinander zu verlaufen, werden die Trägerteile 38 und 40 entlang der Drehachse 14 aufgespreizt beziehungsweise voneinander wegbewegt, wodurch die Lamellenpakete 44 und 46 zusammengepresst beziehungsweise zusammengedrückt werden. Auch hierdurch wird das Kupplungsmoment entsprechend eingestellt. Ein Weg, um welchen die Trägerteile 38 und 40 mittels des Bolzens 48 auf die beschriebene Weise entlang der Drehachse 14 voneinander weg bewegt werden, korrespondiert mit dem einzustellenden Kupplungsmoment und mit dem Antriebsmoment, mittels welchem das Antriebszahnrad 16 und der Träger 12 um die Drehachse 14 gedreht werden. Somit wird das Kupplungsmoment in Abhängigkeit von dem jeweiligen Antriebsmoment, das heißt drehmomentfühlend eingestellt. Das Kupplungsmoment wird auch als Sperrmoment beziehungsweise Übertragungsmoment bezeichnet und ist nicht etwa frei variabel steuerbar, sondern wird insbesondere über die jeweiligen Rampenwinkel konstruktiv festgelegt und ist insbesondere proportional zum jeweiligen, auch als Eingangsmoment bezeichneten Antriebsdrehmoment.
  • Die Seite 52 ist beispielsweise eine sogenannte Schubseite, sodass die Trägerteile 38 und 40 mittels des Bolzens 48 über die Wandungsbereiche 55 und 56 dann entlang der Drehachse 14 voneinander weg bewegt werden, wenn sich das Fahrzeug in seinem Schubbetrieb befindet. Demzufolge ist beispielsweise die Seite 54 auf einer Zugseite angeordnet, sodass die Trägerteile 38 und 40 mittels des Bolzens 48 über die Wandungsbereiche 58 und 60 dann entlang der Drehachse 14 voneinander weg bewegt werden, wenn sich der Kraftwagen in seinem Zugbetrieb befindet. In dem Zugbetrieb werden die Räder über das Achsdifferential 10 von dem Antriebsmotor angetrieben. In dem Schubbetrieb jedoch wird der Antriebsmotor, insbesondere dessen Abtriebswelle, über das Achsdifferential 10 von den Rädern angetrieben. Mit anderen Worten, im Zugbeziehungsweise Schubbetrieb des Kraftwagens drückt der Bolzen 48 des jeweiligen Ausgleichsrads 18 gegen die als Keilflächen ausgebildeten Wandungsbereiche 55 und 56 beziehungsweise 58 und 60 der beiden Ritzelträgerteile. Die Ritzelträgerteile drücken gegen jeweilige Kupplungslamellen der Lamellenpakete 44 und 46, sodass die Kupplungslamellen in axialer Richtung des Achsdifferentials 10 nach außen hin gegen jeweilige Druckplatten 70 und 72, wobei die Druckplatten 70 und 72 auch als Anlaufplatten bezeichnet werden. Die Anlaufplatten nehmen somit axiale Kräfte auf, die von den Trägerteilen 38 und 40 auf die Kupplungslamellen ausgeübt werden. Aus 2 ist erkennbar, dass beispielsweise zumindest ein Teil der Kupplungslamellen des jeweiligen Lamellenpakets 44 beziehungsweise 46 über jeweilige Verzahnungen 74 und 76 drehmomentübertragend mit den Kronrädern (Abtriebsräder 22 und 24) verbunden sind, sodass zwischen diesen Kupplungslamellen und den Kronrädern Drehmomente um die Drehachse 14 übertragen werden können. Auf diese Weise wird das Zusammenpressen der Lamellenpakete 44 und 46 die jeweiligen Antriebsmomente von dem Träger 12 auf die Kronräder insbesondere unter Umgehung der Ausgleichsräder 18 übertragen. Mit anderen Worten wird ein jeweiliges Drehmoment beim Zusammenpressen der Lamellenpakete 44 und 46 beispielsweise von einem der Kronräder über den Träger 12 auf das andere Kronrad übertragen beziehungsweise umgekehrt, wodurch die Ausgleichsfunktion zumindest teilweise gesperrt werden kann.
  • Insgesamt ist erkennbar, dass das Achsdifferential 10 als Sperrdifferential und dabei als Selbstsperrdifferential ausgebildet ist, da das Achsdifferential 10 auf die beschriebene Weise selbsttätig beziehungsweise selbständig sperrt, um das in Abhängigkeit von dem jeweiligen Antriebsdrehmoment und in Abhängigkeit von dem jeweiligen Rampenwinkel. Durch entsprechende Wahl des jeweiligen Rampenwinkels kann somit ein Sperrwert eingestellt werden, um welchen die Ausgleichsfunktion gesperrt wird. Durch unterschiedliche Rampenwinkel kann der Sperrwert für den Zugbetrieb und für den Schubbetrieb unterschiedlich gestaltet werden. Die Anlaufplatten sind vorgesehen, um bei Aktuierung der Lamellenpakete 44 und 46 und somit einer durch die Lamellenpakete 44 und 46 realisierten Lamellenkupplung entstehende Axialkräfte aufzunehmen. Außerdem sind die mehreren Bolzen 48 vorgesehen, an denen die Ausgleichsräder drehend gelagert sind, wobei die Bolzen 48 nicht miteinander verbunden sind, um eine Kraft auf den Träger 12 auszuüben. Dabei sind beide Trägerteile 48 und 30 in dem Aufnahmeraum 36 relativ zu den Gehäuseelementen 32 und 34 entlang der Drehachse 14 verschiebbar gelagert.
  • Um beispielsweise die Lamellenpakete 44 und 46 vorzuspannen, ist entlang der Drehachse 14 und somit in axialer Richtung des Achsdifferentials 10 zwischen den Lamellenpaketen 44 und 46 ein insbesondere als Tellerfeder 78 ausgebildetes Federelement vorgesehen, welche beispielsweise vorgespannt ist und dadurch eine Federkraft bereitstellt, welche entlang der Drehachse 14 auf die Lamellenpakete 44 und 46 wirkt und diese zusammendrückt und somit vorspannt.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Träger 12 über eine insbesondere außenumfangsseitige Mitnahmeverzahnung drehfest mit dem Antriebszahnrad 16 verbunden ist, insbesondere unter Vermittlung des Gehäuseelements 34. Hierzu ist beispielsweise das Antriebszahnrad 16 drehfest mit dem Gehäuseelement 34 verbunden. Außerdem ist das Antriebszahnrad 16 beispielsweise derart mit dem Gehäuseelement 34 verbunden, dass entlang der Drehachse 14 verlaufende, translatorische Relativbewegungen zwischen dem Antriebszahnrad 16 und dem Gehäuseelement 34 verhindert sind. Der Träger 12, insbesondere die Trägerteile 38, 40, sind um die Drehachse 14, insbesondere über die genannte Mitnahmeverzahnung, drehfest mit dem Gehäuseelement 34 verbunden und entlang der Drehachse 14 relativ zu dem Gehäuseelement 34 verschiebbar.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Achsdifferential
    12
    Träger
    14
    erste Drehachse
    16
    Antriebszahnrad
    18
    Ausgleichsrad
    20
    zweite Drehachse
    22
    Abtriebsrad
    24
    Abtriebsrad
    26
    Abtriebsnabe
    28
    Abtriebsnabe
    30
    Verzahnung
    32
    Gehäuseelement
    34
    Gehäuseelement
    36
    Aufnahmeraum
    38
    Trägerteil
    40
    Trägerteil
    42
    Differentialsperre
    44
    Lamellenpaket
    46
    Lamellenpaket
    48
    Bolzen
    50
    Aufnahme
    52
    erste Seite
    54
    zweite Seite
    55
    erster Wandungsbereich
    56
    zweiter Wandungsbereich
    58
    dritter Wandungsbereich
    60
    vierter Wandungsbereich
    62
    Pfeil
    64
    Pfeil
    66
    Pfeil
    68
    Pfeil
    70
    Druckplatte
    72
    Druckplatte
    74
    Verzahnungen
    76
    Verzahnungen
    α
    Rampenwinkel
    β
    Rampenwinkel
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1839927 A1 [0002]

Claims (5)

  1. Achsdifferential (10) für einen Kraftwagen, mit einem um eine erste Drehachse (14) drehbaren Träger (12), mit einem drehfest mit dem Träger (12) verbundenen und um die erste Drehachse (14) drehbaren Antriebszahnrad (16), über welches der Träger (12) antreibbar und dadurch um die erste Drehachse (14) drehbar ist, mit Ausgleichsrädern (18), welche um jeweilige, senkrecht zur ersten Drehachse (14) verlaufende zweite Drehachsen (20) relativ zu dem Träger (12) drehbar an dem Träger (12) gehalten sind, und mit mit den Ausgleichsrädern (18) kämmenden und um die erste Drehachse (14) drehbaren Abtriebsrädern (22, 24), welche drehfest mit jeweiligen Seitenwellen, über welche jeweilige Räder des Kraftwagens von den Abtriesrädern (22, 24) antreibbar sind, verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass: - das Antriebszahnrad (16) als ein Stirnrad ausgebildet ist; - die Ausgleichsräder (18) als Stirnräder ausgebildet sind; - der Träger (12) zwei entlang der ersten Drehachse (14) aufeinanderfolgende, entlang der ersten Drehachse (14) relativ zueinander translatorisch bewegbare Trägerteile (38, 40) aufweist; - die Abtriebsräder (22, 24) als Kronräder ausgebildet sind; und - zwischen dem jeweiligen Trägerteil (38, 40) und dem jeweiligen Kronrad ein Lamellenpaket (44, 46) angeordnet ist, über welches das jeweilige Trägerteil (38, 40) drehmomentübertragend mit dem jeweiligen Kronrad koppelbar ist.
  2. Achsdifferential (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Ausgleichsrad (18) an dem Träger (12) über ein jeweiliges Lagerteil (48) um die jeweilige zweite Drehachse (20) relativ zu dem Träger (12) drehbar gelagert ist, wobei das jeweilige Lagerteil (48) zumindest teilweise in einer korrespondierenden, durch die Trägerteile (38, 40) jeweils teilweise begrenzten Aufnahme (50) angeordnet ist.
  3. Achsdifferential (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (50) in Umfangsrichtung des Trägers (12) auf wenigstens einer Seite (52) durch einen ersten Wandungsbereich (55) eines ersten der Trägerteile (38, 40) und durch einen zweiten Wandungsbereich (56) des zweiten Trägerteils (40) begrenzt ist, wobei die Wandungsbereiche (55, 56) in von dem Lagerteil (48) wegweisender und mit der Umfangsrichtung zusammenfallender Richtung (62) aufeinander zu verlaufen, sodass durch Bewegen des Lagerteils (48) in die Richtung (62) relativ zu den Lagerteilen (38, 40) die Lagerteile (38, 40) entlang der ersten Drehachse (14) voneinander wegbewegbar und dadurch die Lamellenpakete (44, 46) entlang der ersten Drehachse (14) zusammenzupressen sind.
  4. Achsdifferential (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (50) in Umfangsrichtung des Trägers (12) auf einer in Umfangsrichtung der wenigstens einen Seite (52) gegenüberliegenden zweiten Seite (54) durch einen dritten Wandungsbereich (58) des ersten Trägerteils (38) und durch einen vierten Wandungsbereich (60) des zweiten Trägerteils (40) begrenzt ist, wobei der dritte Wandungsbereich (58) und der vierte Wandungsbereich (60) in von dem Lagerteil (48) wegweisender, mit der Umfangsrichtung zusammenfallender und der Richtung (62) entgegengesetzter zweiter Richtung (64) aufeinander zu verlaufen, sodass durch Bewegen des Lagerteils (48) in die zweite Richtung (64) relativ zu den Lagerteilen (38, 40) die Lagerteile (38, 40) entlang der ersten Drehachse (14) voneinander wegbewegbar und dadurch die Lamellenpakete (44, 46) entlang der ersten Drehachse (14) zusammenzupressen sind.
  5. Achsdifferential (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Wandungsbereich (55, 56) einen ersten Keilwinkel und der dritte und vierte Wandungsbereich (58, 60) einen von dem ersten Keilwinkel unterschiedlichen zweiten Keilwinkel miteinander einschließen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102020104837B3 (de) * 2020-02-25 2021-03-18 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugtriebstrangs und Kraftfahrzeugtriebstrang

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1839927A1 (de) 2006-03-31 2007-10-03 Audi Ag Antriebsvorrichtung für allradgetriebene Kraftfahrzeuge

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