-
Die Erfindung betrifft ein Lamellensperrdifferential mit einem Differentialkorb, mehreren Sonnenrädern, einen Planetenradträger sowie wenigstens einem an dem Planetenradträger drehbar gelagerten Planetenrad, das mit den Sonnenrädern kämmt.
-
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
DE 32 12 495 C2 bekannt. Diese beschreibt ein sperrbareres Differentialgetriebe für Kraftfahrzeuge mit wählbarer Sperrwirkung, bei dem eine Lamellenkupplung über ein Einrücklager und mindestens ein Betätigungsglied sowie über eine im Übertragungsweg angeordnete, als Kraftspeicher wirkende Feder betätigt wird. Dabei ist vorgesehen, dass die Feder eine Tellerfeder ist, die sich zwischen dem Einrücklager und dem Betätigungsglied, welches auf die im Differentialgehäuse angeordnete Lamellenkupplung arbeitet, am Differentialgehäuse abstützt und dass die Lamellenkupplung durch Kenngrößen des Kraftfahrzeugs über ein Steuergerät ansteuerbar ist.
-
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Lamellensperrdifferential vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Lamellensperrdifferentialen den Vorteil aufweist, dass es rein mechanisch arbeitet und dennoch eine einfache Einstellbarkeit ermöglicht.
-
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Lamellensperrdifferential mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass jedem der Sonnenräder jeweils eine in axialer Richtung verlagerbare Druckplatte zugeordnet ist, die eine mit einer Gegenverzahnung des Differentialkorbs in Eingriff stehende Verzahnung aufweist, und mit dem Planetenradträger in Umfangsrichtung mit Spiel gekoppelt ist, wobei jeder der beiden Druckplatten eine Lamelleneinrichtung zugeordnet ist, die wenigstens eine axial verlagerbare und mit der jeweiligen Druckplatte drehfest gekoppelte Außenlamelle und wenigstens eine axial verlagerbare und mit dem jeweiligen Sonnenrad drehfest gekoppelte Innenlamelle aufweist, wobei die Druckplatte über wenigstens eine axial verlagerbare Zwischenplatte in Umfangsrichtung mit Spiel mit dem Planetenradträger gekoppelt ist und eine Koppeleinrichtung aufweist, die zur Kopplung der Druckplatte mit der Zwischenplatte mit Spiel in Umfangsrichtung mit einer Koppelgegeneinrichtung der Zwischenplatte zusammenwirkt, und die wenigstens eine Zwischenplatte eine weitere Koppeleinrichtung aufweist, die zur Kopplung mit dem Planetenradträger mit Spiel in Umfangsrichtung mit einer weiteren Koppelgegeneinrichtung zusammenwirkt, sodass die Zwischenplatte umso weiter von dem Planetenradträger in axialer Richtung fortgedrängt wird, je weiter die Zwischenplatte und der Planetenradträger in Umfangsrichtung innerhalb des Spiels gegeneinander verlagert werden.
-
Das Lamellensperrdifferential ist beispielsweise Bestandteil einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug. Das Lamellensperrdifferential ist insoweit einerseits an ein Antriebsaggregat der Antriebseinrichtung und andererseits an wenigstens eine Radachse angeschlossen. Bevorzugt ist es vorgesehen, dass das Lamellensperrdifferential als Achsdifferential verwendet wird, sodass es entsprechend einerseits an das Antriebsaggregat und andererseits an zwei Teilachsen derselben Radachse angeschlossen ist. An jeder der Teilachsen ist hierbei wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs angeordnet. Alternativ kann das Lamellensperrdifferential jedoch auch als Mittendifferential herangezogen werden, wobei es einerseits an das Antriebsaggregat und andererseits sowohl an eine erste Radachse als auch an eine zweite Radachse angeschlossen ist.
-
In jedem Fall ist der Differentialkorb mechanisch mit dem Antriebsaggregat gekoppelt, beispielsweise über eine Kupplung, insbesondere über eine Anfahrkupplung. Die Sonnenräder hingegen sind mechanisch mit dem Teilachsen derselben Radachse oder den mehreren Radachsen mechanisch gekoppelt. In anderen Worten überträgt das Lamellensperrdifferential ein Drehmoment zwischen dem Differentialkorb und den mehreren Sonnenrädern und teilt dieses dabei auf die mehreren Sonnenräder und entsprechend auf die mehreren Teilachsen beziehungsweise die mehreren Radachsen auf.
-
Das Lamellensperrdifferential ist ein selbstsperrendes Differential. Insbesondere ist das Lamellensperrdifferential drehmomentfühlend. Das bedeutet, dass das Lamellensperrdifferential den Differentialkorb umso stärker unmittelbar mit den Sonnenrädern oder zumindest einem der Sonnenräder koppelt, umso mehr Drehmoment an dem Differentialkorb bereitgestellt wird, insbesondere von dem Antriebsaggregat. Die Kopplung des Differentialkorbs mit dem Sonnenrad oder den Sonnenrädern erfolgt über die jeweilige Lamelleneinrichtung und unter zumindest teilweiser oder sogar vollständiger Umgehung des Planetenradträgers und/oder des wenigstens einen Planetenrads.
-
Jede der Lamelleneinrichtungen verfügt über die wenigstens eine Außenlamelle und die wenigstens eine Innenlamelle. Selbstverständlich sind vorzugsweise jeweils mehrere Außenlamellen und mehrere Innenlamellen vorgesehen, welche in axialer Richtung bezüglich einer Drehachse der Sonnenräder abwechselnd angeordnet sind. Das bedeutet, dass zwei der Innenlamellen jeweils eine Außenlamelle zwischen sich aufnehmen und/oder umgekehrt jeweils zwei der Außenlamellen eine der Innenlamellen. Sofern nachfolgend lediglich von der Innenlamelle und/oder der Außenlamelle die Rede ist, so sind die entsprechenden Ausführungen stets auf jede der Außenlamellen beziehungsweise jede der Innenlamellen übertragbar.
-
Sowohl die Außenlamellen als auch die Innenlamellen sind in axialer Richtung verlagerbar. Je stärker die Innenlamelle und die Außenlamelle beziehungsweise die Innenlamellen und die Außenlamellen in axialer Richtung aneinandergepresst werden, umso stärker ist eine reibschlüssige Kopplung zwischen dem Differentialkorb und dem entsprechenden Sonnenrad beziehungsweise den Sonnenrädern. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Lamellensperrdifferentials ist jedem der Sonnenräder eine separate Druckplatte und eine separate Lamelleneinrichtung zugeordnet. Entsprechend liegen mehrere Druckplatten und mehrere Lamelleneinrichtungen vor. Sofern im Rahmen dieser Beschreibung lediglich von der Druckplatte und der Lamelleneinrichtung gesprochen wird, so sind die entsprechenden Ausführungen stets auf jede der Druckplatten und jede der Lamelleneinrichtungen übertragbar.
-
Jedem der Sonnenräder ist eine Druckplatte zugeordnet, also eine von den mehreren Druckplatten. Die Druckplatte verfügt über eine Verzahnung, die mit der Gegenverzahnung des Differentialkorbs in Eingriff steht, sodass die Druckplatte in Umfangsrichtung bezüglich einer Drehachse der Sonnenräder und/oder einer Drehachse des Differentialkorbs festgelegt ist, wobei insbesondere in Umfangsrichtung eine starre Kopplung zwischen Druckplatte und Differentialkorb realisiert ist. Die Verzahnung und die Gegenverzahnung sind derart ausgeführt, dass die Druckplatte in axialer Richtung verlagerbar ist, nämlich bezüglich des Differentialkorbs und/oder des jeweiligen Sonnenrads.
-
Die Druckplatte ist über die wenigstens eine axial verlagerbare Zwischenplatte mit dem Planetenradträger drehfest gekoppelt. Über die Zwischenplatte liegt insoweit eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen der Druckplatte und dem Planetenradträger vor. In anderen Worten ist der Differentialkorb über die Druckplatte und die wenigstens eine Zwischenplatte mit dem Planetenradträger in Umfangsrichtung gekoppelt. Die Kopplung zwischen der Druckplatte und dem Planetenradträger und mithin zwischen dem Differentialkorb und dem Planetenradträger weist ein Spiel in Umfangsrichtung auf, sodass der Planetenradträger bezüglich der Druckplatte in Umfangsrichtung innerhalb des Spiels zumindest zeitweise verlagerbar ist.
-
Die Zwischenplatte dient der Realisierung der einfachen Einstellbarkeit des Lamellensperrdifferentials. Sie ist axial verlagerbar angeordnet und in Umfangsrichtung mit der Druckplatte und dem Planetenradträger gekoppelt, nämlich wiederum mit Spiel. Somit ist einerseits die Zwischenplatte in Umfangsrichtung mit Spiel mit der Druckplatte gekoppelt und der Planetenradträger wiederum mit Spiel mit der Zwischenplatte. Zwischen der Druckplatte und dem Planetenradträger kann lediglich eine einzige Zwischenplatte vorliegen. Es können jedoch auch mehrere Zwischenplatten vorgesehen sein. In diesem Fall ist die Druckplatte in Umfangsrichtung über die mehreren Zwischenplatten mit dem Planetenradträger gekoppelt.
-
Hierbei liegt eine Kopplung der Druckplatte mit einer ersten der Zwischenplatten und eine Kopplung der ersten Zwischenplatte mit einer zweiten der Zwischenplatten vor, sodass die Druckplatte in Umfangsrichtung lediglich über die erste Zwischenplatte mit der zweiten Zwischenplatte gekoppelt ist. Die zweite Zwischenplatte kann nun in Umfangsrichtung mit Spiel mit dem Planetenradträger gekoppelt sein. Alternativ kann zwischen der zweiten Zwischenplatte und dem Planetenradträger wenigstens eine weitere Zwischenplatte vorliegen, wobei die Anzahl der Zwischenplatten, über welche die Druckplatte mit dem Planetenradträger gekoppelt ist, beliebig wählbar ist. Umso größer die Anzahl der Zwischenplatten ist, umso feiner ist das Lamellensperrdifferential einstellbar.
-
Die Kopplung der Druckplatte mit der Zwischenplatte in Umfangsrichtung erfolgt mittels der Koppeleinrichtung und der Koppelgegeneinrichtung, wobei die Koppeleinrichtung der Druckplatte und die Koppelgegeneinrichtung der Zwischenplatte zugeordnet ist. Die Koppeleinrichtung und die Koppelgegeneinrichtung wirken zur Kopplung der Druckplatte mit der Zwischenplatte in Umfangsrichtung zusammen, nämlich derart, dass ein Spiel in Umfangsrichtung vorliegt. Die Kopplung zwischen der wenigstens einen Zwischenplatte und dem Planetenradträger erfolgt hingegen mittels der weiteren Koppeleinrichtung und der weiteren Koppelgegeneinrichtung. Auch die weitere Koppeleinrichtung und die weitere Koppelgegeneinrichtung sind derart ausgestaltet, dass die Zwischenplatte und der Planetenradträger in Umfangsrichtung mit Spiel gekoppelt sind.
-
Die Koppeleinrichtung und die Koppelgegeneinrichtung wirken derart zusammen, dass bei einer Verlagerung der Druckplatte und der Zwischenplatte gegeneinander in Umfangsrichtung innerhalb des Spiels eine axiale Verlagerung zwischen der Druckplatte und der Zwischenplatte bewirkt. Insbesondere wird die Druckplatte in axialer Richtung umso weiter von der Zwischenplatte fortgedrängt, je weiter die Druckplatte und die Zwischenplatte in Umfangsrichtung innerhalb des Spiels gegeneinander verlagert werden. Entsprechendes gilt für die weitere Koppeleinrichtung und die weitere Koppelgegeneinrichtung hinsichtlich der Zwischenplatte und des Planetenträgers. Die weitere Koppeleinrichtung und die weitere Koppelgegeneinrichtung sind insoweit derart ausgestaltet, dass sie bei einer Verlagerung der Zwischenplatte und des Planetenradträgers in Umfangsrichtung gegeneinander innerhalb des Spiels eine axiale Verlagerung der Zwischenplatte und des Planetenradträgers bewirken. Hierbei wird insbesondere die Zwischenplatte umso weiter von dem Planetenradträger in axialer Richtung fortgedrängt, je weiter die Zwischenplatte und der Planetenradträger in Umfangsrichtung innerhalb des Spiels gegeneinander verlagert werden.
-
Über die Anzahl der Zwischenplatten und die Ausgestaltung der Koppeleinrichtung und der Koppelgegeneinrichtung sowie der weiteren Koppeleinrichtung und der weiteren Koppelgegeneinrichtung kann entsprechend die Verlagerung in axialer Richtung von Planetenradträger und Druckplatte gegeneinander bezüglich ihrer Verlagerung in Umfangsrichtung innerhalb des Spiels gegeneinander eingestellt werden. Insgesamt wird insoweit eingestellt, wie weit die Druckplatte in axialer Richtung von dem Planetenradträger fortgedrängt wird, wenn die Druckplatte und der Planetenradträger in Umfangsrichtung innerhalb des Spiels gegeneinander verlagert werden und mit welcher Abhängigkeit dies geschieht. Dies ermöglicht eine besonders gute Einstellbarkeit des Lamellensperrdifferentials.
-
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Koppeleinrichtung und die weitere Koppeleinrichtung jeweils als Axialvorsprung und die Koppelgegeneinrichtung und die weitere Koppelgegeneinrichtung jeweils als Ausnehmung ausgebildet sind. Jeweils einer der Axialvorsprünge ist jeweils einer der Ausnehmungen zugeordnet und zum Eingreifen in die jeweilige Ausnehmung vorgesehen und ausgebildet. Der Axialvorsprung und die dazugehörige Ausnehmung sind zum Festsetzen der Druckplatte bezüglich der Zwischenplatte beziehungsweise der Zwischenplatte bezüglich des Planetenradträgers in Umfangsrichtung mit Spiel ausgebildet. Hierzu greift der Axialvorsprung in die dazugehörige Ausnehmung ein, zumindest bereichsweise. Selbstverständlich ist auch eine umgekehrte Ausgestaltung realisierbar, sodass die Koppeleinrichtung und die weitere Koppeleinrichtung als Ausnehmung vorliegen und die Koppelgegeneinrichtung und die weitere Koppelgegeneinrichtung als Axialvorsprung vorliegen. Unter dem Axialvorsprung ist in jedem Fall ein Vorsprung zu verstehen, welcher sich in axialer Richtung erstreckt. Die beschriebene Ausgestaltung des Lamellensperrdifferentials ist konstruktiv einfach und kostengünstig umsetzbar.
-
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Axialvorsprünge in Umfangsrichtung jeweils eine Rampe mit einem bestimmten Steigungswinkel aufweisen, wobei die Rampe mit einer die jeweilige Ausnehmung begrenzenden und denselben Steigungswinkel aufweisenden Gegenrampe zur Kopplung in Umfangsrichtung zusammenwirkt. Jeder der Axialvorsprünge und die dazugehörige Ausnehmung weisen also in Umfangsrichtung die Rampe beziehungsweise die Gegenrampe auf. Die Rampen sind in Umfangsrichtung gesehen bevorzugt stets auf derselben Seite der Axialvorsprünge beziehungsweise der Ausnehmungen angeordnet. Die Rampe und die Gegenrampe weisen jeweils eine mit dem Steigungswinkel ausgeführte Steigung in Umfangsrichtung auf. Die Rampe und die Gegenrampe sind derart ausgestaltet, dass sie eine Kopplung in Umfangsrichtung mit Spiel bewirken, wobei sie umso weiter in axialer Richtung auseinandergedrängt werden, je weiter sie in Umfangsrichtung innerhalb des Spiels gegeneinander verlagert werden. Ein kleinerer Steigungswinkel bedeutet hierbei eine geringere Verlagerung in axialer Richtung bei gleicher Verlagerung in Umfangsrichtung als ein größerer Steigungswinkel. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht auf besonders vorteilhafte Art und Weise die Verwendung der wenigstens einen Zwischenplatte.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Steigungswinkel der Rampen der Axialvorsprünge voneinander verschieden sind. Die Axialvorsprünge sind der Druckplatte und der wenigstens einen Zwischenplatte zugeordnet beziehungsweise an diesen ausgebildet. Alternativ können sie selbstverständlich auch dem Planetenradträger und der wenigstens einen Zwischenplatte zugeordnet sein. Jeder der Axialvorsprünge weist eine der Rampen auf. Diese sind mit unterschiedlichen Steigungswinkeln ausgeführt, sodass dieselbe Verdrehung in Umfangsrichtung unterschiedliche Verlagerungen in axialer Richtung bewirken. Hierdurch wird eine abgestufte Verlagerung in axialer Richtung auf vorteilhafte Art und Weise bewirkt.
-
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Axialvorsprünge jeweils auf ihrer der Rampe in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Seite eine weitere Rampe aufweisen, die mit einer die jeweilige Ausnehmung begrenzenden weiteren Gegenrampe zur Kopplung in Umfangsrichtung zusammenwirkt. Die Axialvorsprünge verfügen insoweit über zwei gegenüberliegende Rampen, nämlich die Rampe und die weitere Rampe. Analog hierzu ist jede der Ausnehmungen in Umfangsrichtung von zwei Rampen begrenzt, nämlich von der Gegenrampe und der weiteren Gegenrampe. Eine derartige Ausgestaltung des Lamellensperrdifferentials hat den Vorteil, dass ein drehrichtungsunabhängiger Betrieb möglich ist.
-
Eine bevorzugte weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die weitere Koppelgegeneinrichtung an dem Planetenradträger ausgebildet ist. Die Zwischenplatte greift also über die weitere Koppeleinrichtung unmittelbar an dem Planetenradträger an, nämlich an dessen weiterer Koppelgegeneinrichtung. Liegen mehrere Zwischenplatten vor, so gilt dies für die dem Planetenradträger am nächsten gelegene Zwischenplatte beziehungsweise für die am weitesten von der Druckplatte entfernt angeordnete Zwischenplatte. Die unmittelbare Kopplung von Zwischenplatte und Planetenradträger hat den Vorteil, dass keine weiteren konstruktiven Elemente zur Kopplung notwendig sind.
-
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Ausnehmung in einer ersten von mehreren Zwischenplatten und die weitere Ausnehmung in einer zweiten der mehreren Zwischenplatten ausgebildet ist, wobei die erste Zwischenplatte über die zweite Zwischenplatte mit dem Planetenradträger in Umfangsrichtung gekoppelt ist. Auf eine derartige Ausgestaltung wurde vorstehend bereits hingewiesen. Die Verwendung mehrerer Zwischenplatten anstatt lediglich einer einzigen Zwischenplatte hat den Vorteil, dass eine besonders feine Einstellbarkeit des Lamellensperrdifferentials realisierbar ist.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die wenigstens eine Zwischenplatte bezüglich der Druckplatte in Umfangsrichtung mittels wenigstens einer Sperreinrichtung starr festsetzbar ist. Mithilfe der Sperreinrichtung kann also das Spiel zwischen der Zwischenplatte und der Druckplatte eliminiert werden, sodass eine starre Verbindung zwischen ihnen in Umfangsrichtung vorliegt. Bei einer ersten Einstellung der Sperreinrichtung ist die Zwischenplatte bezüglich der Druckplatte in Umfangsrichtung innerhalb des Spiels - verlagerbar, wohingegen sie bei einer zweiten Einstellung bezüglich der Druckplatte in Umfangsrichtung starr festgesetzt ist.
-
Aufgrund des Festsetzens in Umfangsrichtung wird auch eine Verlagerung der Zwischenplatte und der Druckplatte gegeneinander in axialer Richtung unterbunden, sodass die axiale Verlagerung - im Falle lediglich einer Zwischenplatte - lediglich durch das Zusammenwirken der weiteren Koppeleinrichtung und der weiteren Koppelgegeneinrichtung, also insbesondere durch das Zusammenwirken der wenigstens einen Zwischenplatte mit dem Planetenradträger, bewirkt wird. Liegen mehrere Zwischenplatten vor, so ist die Sperreinrichtung vorzugsweise derart ausgestaltet, dass jede der mehreren Zwischenplatten wahlweise festgesetzt oder freigegeben ist. Somit ist eine besonders feine Einstellbarkeit des Lamellensperrdifferentials realisiert.
-
Eine bevorzugte weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Sperreinrichtung ein Stellelement sowie eine Stellschraube aufweist, wobei das Stellelement mittels der Stellschraube in axialer Richtung verlagerbar ist. So ist beispielsweise in einer ersten Stellung des Stellelements eine Verlagerung der wenigstens einen Zwischenplatte bezüglich der Druckplatte oder dem Planetenradträger in Umfangsrichtung innerhalb des Spiels freigegeben, wohingegen in einer zweiten Stellung des Stellelements die Zwischenplatte bezüglich der Druckplatte oder dem Planetenradträger in Umfangsrichtung starr festgesetzt ist.
-
Das Stellelement ist mittels der Stellschraube in axialer Richtung verlagerbar. Hierzu verfügt die Stellschraube über ein Außengewinde und das Stellelement über ein Innengewinde, wobei das Außengewinde und das Innengewinde ineinander eingreifen. Die Stellschraube ist drehbar gelagert, nämlich an der Druckplatte oder dem Planetenradträger. Zusätzlich ist die Stellschraube in axialer Richtung bezüglich der Druckplatte beziehungsweise dem Planetenradträger festgesetzt. Liegen mehrere Zwischenplatten vor, so hängt die Anzahl der bezüglich der Druckplatte beziehungsweise des Planetenradträgers festgesetzten Zwischenplatten von der Stellung des Stellelements ab.. Die beschriebene Ausgestaltung der Sperreinrichtung ist besonders einfach und kostengünstig umsetzbar.
-
Schließlich kann im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass die Stellschraube drehbar an der Druckplatte oder dem Planetenradträger gelagert ist und die wenigstens eine Zwischenplatte eine Eingriffsöffnung zur Aufnahme des Stellelements aufweist. Die Lagerung der Stellschraube an der Druckplatte beziehungsweise dem Planetenradträger ist vorzugsweise als Axiallagerung ausgebildet, sodass die Stellschraube in axialer Richtung festgelegt ist. Die Zwischenplatte verfügt über die Eingriffsöffnung, in welche das Stellelement zum Festsetzen der Zwischenplatte bezüglich der Druckplatte beziehungsweise des Planetenradträgers eingreifen kann. Liegen mehrere Zwischenplatten vor, so verfügt jede der Zwischenplatten über eine solche Eingriffsöffnung, wobei die Eingriffsöffnungen der Zwischenplatten in zumindest einer Stellung der Zwischenplatten in Umfangsrichtung innerhalb des jeweiligen Spiels derart miteinander fluchten, dass das Stellelement in die Eingriffsöffnung eingebracht werden kann. Hierdurch ist eine besonders einfache Einstellbarkeit des Lamellensperrdifferentials realisiert.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Bereichs eines Lamellensperrdifferentials,
- 2 eine Detaillängsschnittdarstellung eines Bereichs des Lamellensperrdifferentials, sowie
- 3 eine weitere Detaillängsschnittdarstellung durch einen Bereich des Lamellensperrdifferentials.
-
Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Bereichs eines Lamellensperrdifferentials 1, beispielsweise für ein Kraftfahrzeug beziehungsweise eine Antriebseinrichtung eines Kraftfahrzeugs. Das Lamellensperrdifferential verfügt über einen hier nicht dargestellten Differentialkorb, zwei Sonnenräder 2 und 3, einen Planetenradträger 4, sowie über wenigstens ein an dem Planetenradträger 4 drehbar gelagertes Planetenrad 5. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zu dem Planetenrad 5 wenigstens ein weiteres Planetenrad 6 an dem Planetenradträger 4 drehbar gelagert. Es ist erkennbar, dass jeweils mehrere Planetenräder 5 und mehrere Planetenräder 6 vorliegen, die über den Umfang des Planetenradträgers 4 verteilt angeordnet sind.
-
Das Sonnenrad 2 ist drehfest mit einer ersten Abtriebswelle 7 und das zweite Sonnenrad 3 drehfest mit einer zweiten Abtriebswelle 8 gekoppelt. Beispielsweise sind die Sonnenräder 2 und 3 einstückig und/oder materialeinheitlich mit der jeweiligen Abtriebswelle 7 beziehungsweise 8 ausgebildet.
-
Die Sonnenräder 2 und 3 sowie Planetenräder 5 und 6 sind als Stirnräder ausgebildet, sodass das Lamellensperrdifferential 1 als Stirnraddifferential vorliegt. Das erste Planetenrad 5 kämmt mit dem ersten Sonnenrad 2 und ist von dem zweiten Sonnenrad 3 beabstandet angeordnet, kämmt also nicht mit diesem. Das Planetenrad 6 kämmt mit dem zweiten Sonnenrad 3 und ist von dem ersten Sonnenrad 2 beabstandet angeordnet, kämmt also nicht mit diesem. Die Planetenräder 5 und 6 kämmen miteinander, sodass über die Planetenräder 5 und 6 das erste Sonnenrad 2 mit dem zweiten Sonnenrad 3 beziehungsweise umgekehrt in Wirkverbindung steht.
-
Der Planetenradträger 4 ist mit dem nicht dargestellten Differentialkorb in Umfangsrichtung bezüglich einer hier lediglich angedeuteten Drehachse 9 der Sonnenräder 2 und 3 gekoppelt, nämlich mit Spiel in Umfangsrichtung gekoppelt. Hierzu ist jedem der Sonnenräder 2 und 3 eine Druckplatte 10 zugeordnet, welche eine Verzahnung 11 aufweist, die mit einer Gegenverzahnung des Differentialkorbs permanent in Eingriff steht, sodass die Druckplatte 10 in Umfangsrichtung bezüglich des Differentialkorbs festgelegt ist. Die Druckplatte 10 ist jedoch in axialer Richtung verlagerbar gelagert.
-
Zusätzlich zu der Druckplatte 10 sind jedem der Sonnenräder 2 und 3 wenigstens eine Zwischenplatte 12, in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mehrere Zwischenplatten 12 und 13 zugeordnet, die in axialer Richtung zwischen der jeweiligen Druckplatte 10 und dem Planetenradträger 4 angeordnet sind. Im Rahmen dieser Beschreibung wird lediglich auf eine der Druckplatten 10 eingegangen. Die Ausführungen sind jedoch stets für beide Druckplatten 10 und die weiteren Elemente anwendbar.
-
Die Druckplatte 10 verfügt über eine Koppeleinrichtung 14 in Form eines Axialvorsprungs, die mit einer Koppelgegeneinrichtung 15 in Form einer Ausnehmung der Zwischenplatte 12 zum Koppeln der Druckplatte 10 und der Zwischenplatte 12 in Umfangsrichtung mit Spiel zusammenwirkt. Die Zwischenplatte 12 wiederum verfügt über eine weitere Koppeleinrichtung 16, erneut in Form eines Axialvorsprungs, die mit einer weiteren Koppelgegeneinrichtung 17 in Form einer Ausnehmung zusammenwirkt, um die Zwischenplatte 12 mit der Zwischenplatte 13 in Umfangsrichtung mit Spiel zu koppeln.
-
Die Zwischenplatte 13 verfügt ebenfalls über eine weitere Koppeleinrichtung 18 in Form eines Axialvorsprungs, die mit einer weiteren Koppelgegeneinrichtung 19 in Form einer Ausnehmung des Planetenradträgers 4 zusammenwirkt, um die Zwischenplatte 13 mit dem Planetenradträger 4 in Umfangsrichtung mit Spiel zu koppeln. Zwischen der Druckplatte 10 und der Zwischenplatte 12, der Zwischenplatte 12 und der Zwischenplatte 13 sowie der Zwischenplatte 13 und dem Planetenradträger 4 liegt insoweit jeweils eine formschlüssige Verbindung in Umfangsrichtung vor. die Zwischenplatten 12 und 13 sind jedoch analog zu der Druckplatte 10 in axialer Richtung verlagerbar.
-
Die Koppeleinrichtungen 14, 16 und 18 sowie die Koppelgegeneinrichtungen 15, 17 und 19 sind derart ausgestaltet, dass sie die Druckplatte, die Zwischenplatte 12, die Zwischenplatte 13 und den Planetenradträger 4 in axialer Richtung umso stärker auseinanderdrücken, je weiter sie in Umfangsrichtung gegeneinander verlagert sind. Eine Verlagerung der genannten Elemente in Umfangsrichtung gegeneinander bewirkt also stets eine Verlagerung der Elemente gegeneinander in axialer Richtung. Hierzu weisen die Koppeleinrichtungen 14, 16 und 18 in Umfangsrichtung jeweils eine Rampe 20 sowie eine weitere Rampe 21 auf, die jeweils mit einer Gegenrampe 22 beziehungsweise 23 der entsprechenden Koppelgegeneinrichtung 15, 17 beziehungsweise 19 zum Koppeln in Umfangsrichtung mit Spiel zusammenwirken. Die Gegenrampen 22 und 23 sind lediglich teilweise gekennzeichnet.
-
Die Rampen 20 und 21 weisen jeweils einen bestimmten Steigungswinkel auf, wobei die Steigungswinkel der Rampen 20 und 21 identisch oder voneinander verschieden sein können. Die Gegenrampen 22 und 23 weisen ebenfalls jeweils einen bestimmten Steigungswinkel auf, wobei der Steigungswinkel der Gegenrampe 22 dem Steigungswinkel der jeweiligen Rampe 20 und der Steigungswinkel der Gegenrampe 23 dem Steigungswinkel der jeweiligen Rampe 21 entspricht. Je größer der Steigungswinkel ist, umso größer ist eine Verlagerung in axialer Richtung gegeneinander bei einer Verlagerung gegeneinander in Umfangsrichtung. Es ist erkennbar, dass die Rampen 22 und 21 der Druckplatte 10 einen kleineren Steigungswinkel aufweisen als die der Zwischenplatte 12, welche wiederum einen kleineren Steigungswinkel aufweisen als die der Zwischenplatte 13. In anderen Worten nimmt der Steigungswinkel der Rampen 20 und 21 in axialer Richtung ausgehend von der Druckplatte 10 in Richtung des Planetenradträgers 4 stetig ab.
-
Der Druckplatte 10 ist eine Lamelleneinrichtung 24 zugeordnet, welche wenigstens eine mit der Druckplatte 10 drehfest gekoppelte und in axialer Richtung verlagerbare Außenlamelle 25 sowie wenigstens eine mit dem Sonnenrad 2 beziehungsweise 3 drehfest gekoppelte und in axialer Richtung verlagerbare Innenlamelle 26 aufweist. Die Außenlamelle 25 weist eine Verzahnung auf, die mit einer Gegenverzahnung der Druckplatte 10 kämmt. Die Innenlamelle 26 hingegen weist eine Verzahnung auf, die mit einer Gegenverzahnung kämmt, die mit dem jeweiligen Sonnenrad 2 und 3 starr verbunden ist. Beispielsweise ist die Gegenverzahnung auf der jeweiligen Abtriebswelle 7 beziehungsweise 8 ausgebildet.
-
Das Lamellensperrdifferential 1 weist eine Sperreinrichtung 27 auf, die über ein hier nicht dargestelltes Stellelement 28 sowie eine Stellschraube 29 verfügt. Mittels der Stellschraube 29 kann das Stellelement 28 in axialer Richtung verlagert werden. In unterschiedlichen Stellungen des Stellelements 28 ist eine unterschiedliche Anzahl der Zwischenplatten 12 und 13 bezüglich des Planetenradträgers 4 in Umfangsrichtung starr, also im Wesentlichen spielfrei, festgesetzt. Entsprechend tragen die festgesetzten Zwischenplatten 12 und 13 nicht zu einer axialen Verlagerung der Druckplatte 10 in die von dem Planetenradträger 4 abgewandte Richtung bei.
-
Die 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch einen Bereich des Lamellensperrdifferentials 1. Zu erkennen ist der Planetenradträger 4, die Druckplatte 10 und die Zwischenplatten 12 und 13 sowie die Koppeleinrichtungen 16 und 18 und die Koppelgegeneinrichtungen 17 und 19. Zudem ist die Sperreinrichtung 27 dargestellt, wobei auf der Stellschraube 29 in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Stellelemente 28 vorliegen. Die Stellelemente 28 weisen vorzugsweise entgegengerichtete Gewinde auf, sodass bei einer Drehbewegung der Stellschraube 29 die Stellelemente 28 entweder voneinander fort oder aufeinander zu verlagert werden.
-
Zu erkennen ist ebenfalls, dass die Zwischenplatten 12 und 13 Eingriffsöffnungen 30 aufweisen, welche zur Aufnahme des Stellelements 28 vorgesehen und ausgebildet sind, insbesondere zur im Wesentlichen spielfreien Aufnahme. Bei einer Anordnung des Stellelements 28 derart, dass es eine der Eingriffsöffnungen 30 aufweist, ist die entsprechende Zwischenplatte 12 beziehungsweise 13 bezüglich des Planetenradträgers 4 in Umfangsrichtung festgesetzt. Diese Zwischenplatte 12 beziehungsweise 13 bewirkt insoweit keine Verlagerung der Druckplatte 10 in axialer Richtung von dem Planetenradträger 4 weg, weil hierzu eine Verlagerung in Umfangsrichtung innerhalb des nun nicht mehr vorhandenen Spiels bezüglich des Planetenradträgers 4 notwendig wäre.
-
Die 3 zeigt eine weitere Detailschnittdarstellung des Lamellensperrdifferentials 1. Gezeigt ist insbesondere die Sperreinrichtung 27 und die Lagerung des Stellelements 28 beziehungsweise der Stellelemente 28 in dem Planetenradträger 4. Es ist erkennbar, dass das Stellelement 28 eine Führungsnut 31 aufweist, welche seinen Außenumfang 32 durchgreift. Die Führungsnut 31 erstreckt sich in axialer Richtung bezüglich der Drehachse 9, die hier lediglich beispielhaft angedeutet ist. Von der Führungsnut 31 gehen Rastausnehmungen 33 aus, in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel drei Rastausnehmungen 33. Es kann jedoch eine beliebige Anzahl an Rastausnehmungen 33 vorgesehen sein, beispielsweise lediglich eine einzige Rastausnehmung 33 oder zwei Rastausnehmungen 33.
-
In die Führungsnut 31 greift ein Rastkörper 34 ein, welcher mittels eines Federelements 35 in Richtung des Stellelements 28 federkraftbeaufschlagt ist. In anderen Worten drängt das Federelement 35 den Rastkörper 34 in Richtung des Stellelements 28 beziehungsweise an das Stellelement 28. Der Rastkörper 34 wird zumindest in die Führungsnut 31 gedrängt beziehungsweise in dieser gehalten. Bei entsprechender Anordnung des Stellelements 28 greift der Rastkörper 34 zudem in eine der Rastausnehmungen 33 ein, um das Stellelement 28 in axialer Richtung festzusetzen, bis mittels der Stellschraube 29 eine hinreichend große Kraft in axialer Richtung auf ihn aufgebracht wird, welche ausreicht, um den Rastkörper 34 aus der Rastausnehmung 33 herauszudrängen. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht zum einen eine Führung des Stellelements 28 in Umfangsrichtung, nämlich durch das Eingreifen des Rastkörpers 34 in Führungsnut 31, als auch ein zuverlässiges Halten des Stellelements 28 in axialer Richtung, sodass ein unbeabsichtigtes Verlagern des Stellelements 28, beispielsweise durch Vibrationen oder dergleichen, vermieden wird.
-
Das beschriebene Lamellensperrdifferential 1 ermöglicht ein Verstellen seiner Sperrwirkung mittels der Sperreinrichtung 27, nämlich durch Freigeben beziehungsweise Festsetzen einer unterschiedlichen Anzahl an Zwischenplatten 12 und 13. Vorzugsweise sind mehrere Sperreinrichtungen 27 über den Umfang des Planetenradträgers 4 beziehungsweise der Druckplatte 10 verteilt angeordnet, wobei sich beispielsweise jeweils zwei dieser Sperreinrichtungen 27 bezüglich der Drehachse 9 diametral gegenüberliegen. Besonders bevorzugt sind wenigstens vier dieser Sperreinrichtungen 27 vorgesehen und ausgebildet. Die Sperreinrichtung 27 ist besonders bevorzugt derart angeordnet, dass die Stellschraube 29 mittels eines geeigneten Stellwerkzeugs von außen zugänglich ist, also durch den Differentialkorb und/oder ein Getriebegehäuse des Lamellensperrdifferentials 1 hindurch. Somit kann ein Einstellen der Sperrwirkung des Lamellensperrdifferentials 1 ohne ein Öffnen des Differentialgehäuses, welches den Differentialkorb vorzugsweise vollständig aufnimmt, erfolgen.
