DE102022100802A1 - Differential gear with torque-sensing friction device - Google Patents

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Alexander Wenisch
Johann Averichev
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    • F16H48/285Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using self-locking gears or self-braking gears with self-braking intermeshing gears having parallel axes and having worms or helical teeth

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Differenzialgetriebe (1) für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einem Planetenträger (2), mehreren verdrehbar auf dem Planetenträger (2) gelagerten, verschiedenen Planetenradsätzen (3, 4, 5) zugeordneten Planetenrädern (6, 7, 8), einem, mit den Planetenrädern (6) eines ersten Planetenradsatzes (3) in Zahneingriff befindlichen, ersten Sonnenrad (9), einem, mit den Planetenrädern (7) eines zweiten Planetenradsatzes (4) in Zahneingriff befindlichen, zweiten Sonnenrad (10) sowie einer eine Relativverdrehung zwischen dem ersten Sonnenrad (9) und dem zweiten Sonnenrad (10) hemmenden Reibeinrichtung (12), wobei eine axial verschiebbar gelagerte sowie zur Erzeugung einer das erste Sonnenrad (9) und das zweite Sonnenrad (10) relativ zueinander oder eines der beiden Sonnenräder (9, 10) relativ zum Planetenträger (2) abbremsenden oder blockierenden Reibkraft eingesetzte Anlaufscheibe (13) der Reibeinrichtung (12) axial an einem, ebenfalls axial verschiebbar gelagerten, schrägverzahnten Planetenrad (8) eines dritten Planetenradsatzes (5) abgestützt ist.The invention relates to a differential gear (1) for a motor vehicle drive train, with a planetary carrier (2), several planetary gears (6, 7, 8) rotatably mounted on the planetary carrier (2) and assigned to different planetary gear sets (3, 4, 5), a first sun gear (9) in meshing engagement with the planetary gears (6) of a first planetary gear set (3), a first sun gear (9) in meshing engagement with the planetary gears (7) of a second planetary gear set (4). n, second sun gear (10) and a friction device (12) that inhibits relative rotation between the first sun gear (9) and the second sun gear (10), with an axially displaceably mounted thrust washer (13) of the friction device (12) used to generate a friction force that brakes or blocks the first sun gear (9) and the second sun gear (10) relative to one another or one of the two sun gears (9, 10) relative to the planet carrier (2) on one, also axially displaceably mounted, helical planet gear (8) of a third planetary gear set (5) is supported.

Description

Die Erfindung betrifft ein Differenzialgetriebe für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, vorzugsweise einen Antriebsstrang eines rein elektrisch oder hybridisch angetriebenen Kraftfahrzeuges, mit einem Planetenträger, mehreren verdrehbar auf dem Planetenträger gelagerten, verschiedenen Planetenradsätzen zugeordneten Planetenrädern, einem, mit den Planetenrädern eines ersten Planetenradsatzes in Zahneingriff befindlichen, ersten Sonnenrad, einem, mit den Planetenrädern eines zweiten Planetenradsatzes in Zahneingriff befindlichen, zweiten Sonnenrad sowie einer eine Relativverdrehung zwischen dem ersten Sonnenrad und dem zweiten Sonnenrad hemmenden Reibeinrichtung.The invention relates to a differential gear for a motor vehicle drive train, preferably a drive train of a purely electrically or hybrid motor vehicle, with a planetary carrier, a plurality of planetary gears rotatably mounted on the planetary carrier and assigned to different planetary gear sets, a first sun gear meshing with the planetary gears of a first planetary gear set , a second sun gear meshing with the planet gears of a second planetary gear set, and a friction device inhibiting relative rotation between the first sun gear and the second sun gear.

Gattungsgemäße Differenzialgetriebe, die auch als Stirnraddifferenziale bezeichnet sind und nach dem Prinzip eines Planetengetriebes aufgebaut sind, sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Diesbezüglich offenbart beispielsweise die DE 10 2011 085 119 B3 ein Stirnraddifferenzial mit wenigstens einer Reibscheibe und wenigstens einem zwei Sonnenräder relativ zu einem Planetenradträger vorspannenden Federmittel. Somit sind bereits Differenzialgetriebe mit integrierter Sperrfunktion bekannt. Anhand zumindest eines Reibelementes werden die beiden relativ zueinander verdrehbaren Sonnenräder im Betrieb zueinander abgebremst.Generic differential gears, which are also referred to as spur gear differentials and are constructed according to the principle of a planetary gear, are already well known from the prior art. In this regard, disclosed for example DE 10 2011 085 119 B3 a spur gear differential with at least one friction disk and at least one spring means preloading two sun gears relative to a planet gear carrier. Thus, differential gears with an integrated locking function are already known. Using at least one friction element, the two sun gears, which can be rotated relative to one another, are braked relative to one another during operation.

Die bekannten Reibeinrichtungen weisen jedoch stets einen vorbestimmten, festen Grenzwert auf, unterhalb dessen die beiden Sonnenräder drehfest aneinander festgelegt sind / zueinander blockieren. Bei Kraftfahrzeugen hat es sich gezeigt, dass es in Abhängigkeit des Betriebszustandes erforderlich ist, diesen Grenzwert unterschiedlich zu wählen. So ist etwa bei winterlichen Witterungsbedingungen und bei Off-Road- oder Rennsport-Anwendungen meist ein hoher Grenzwert / Sperrwert gefordert. Im lastfreien Betrieb ist hingegen ein niedriger Grenzwert gewünscht.However, the known friction devices always have a predetermined, fixed limit value, below which the two sun gears are fixed to one another in a rotationally fixed manner/block one another. In the case of motor vehicles, it has been shown that depending on the operating state, it is necessary to select this limit value differently. For example, in wintry weather conditions and in off-road or racing applications, a high limit value / blocking value is usually required. In the case of no-load operation, on the other hand, a lower limit value is desired.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Differenzialgetriebe zur Verfügung zu stellen, dessen Sperrfunktion möglichst variabel an die unterschiedlichen Betriebszustände und Einsatzbereiche des Kraftfahrzeuges adaptierbar ist, wobei zugleich ein kompakter und einfacher Aufbau ermöglicht ist.It is therefore the object of the present invention to provide a differential gear whose locking function can be adapted as variably as possible to the different operating states and areas of use of the motor vehicle, while at the same time enabling a compact and simple design.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine axial verschiebbar gelagerte sowie zur Erzeugung einer das erste Sonnenrad und das zweite Sonnenrad relativ zueinander oder eines der beiden Sonnenräder relativ zum Planetenträger abbremsenden oder blockierenden Reibkraft eingesetzte Anlaufscheibe der Reibeinrichtung axial an einem, ebenfalls axial verschiebbar gelagerten, schrägverzahnten Planetenrad eines dritten Planetenradsatzes abgestützt / angelegt ist.According to the invention, this is achieved in that an axially displaceably mounted thrust washer of the friction device is used to generate a frictional force that brakes or blocks the first sun gear and the second sun gear relative to one another or one of the two sun gears relative to the planet carrier Planet gear of a third planetary gear set is supported/created.

Durch die Anordnung der Anlaufscheibe an dem schrägverzahnten Planetenrad wird diese direkt in Abhängigkeit eines durch das Planetenrad zu übertragenden Drehmomentes axial kraftbeaufschlagt. Dadurch sind die auf die Sonnenräder einwirkenden Reibkräfte lastabhängig einstellbar. Somit ergibt sich eine möglichst flexible Einsetzbarkeit des Differenzialgetriebes, insbesondere auch für Anwendungen bei winterlichen Witterungsbedingungen und bei Off-Road- oder Rennsport-Anwendungen.Due to the arrangement of the thrust washer on the helical planet wheel, this is subjected to axial force directly as a function of a torque to be transmitted through the planet wheel. As a result, the frictional forces acting on the sun gears can be adjusted as a function of the load. This results in the most flexible possible use of the differential gear, in particular also for applications in wintry weather conditions and in off-road or racing applications.

Weitergehende vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.Further advantageous embodiments are claimed with the dependent claims and explained in more detail below.

Demnach ist es weiterhin von Vorteil, wenn die Anlaufscheibe derart eingesetzt und mittels einer Federeinrichtung axial abgestützt ist, dass eine Steigerung eines (im Betrieb) über das schrägverzahnte Planetenrad übertragenen Antriebsdrehmomentes eine Vergrößerung der die beiden Sonnenräder zueinander oder eines der Sonnenräder zu dem Planetenträger abbremsenden Reibkraft (entgegen einer Vorspannkraft der Federeinrichtung) bewirkt. Dadurch wird der Aufbau möglichst einfach gehalten. Die Federeinrichtung dient bevorzugt als Rückstellfeder, sodass im lastfreien Zustand (Zustand, in dem keine ausreichend hohe Axialkraft auf das schrägverzahnte Planetenrad wirkt) die übliche Differenzial-Funktion gewährleistet ist.Accordingly, it is also advantageous if the thrust washer is inserted and axially supported by a spring device in such a way that an increase in a drive torque transmitted (during operation) via the helical planetary gear increases the frictional force that brakes the two sun gears relative to one another or one of the sun gears to the planet carrier (against a biasing force of the spring device) causes. This keeps the structure as simple as possible. The spring device preferably serves as a restoring spring, so that in the load-free state (state in which no sufficiently high axial force acts on the helical planet wheel), the usual differential function is ensured.

Ist die Anlaufscheibe mechanisch oder hydraulisch (alternativ auch pneumatisch) mit einem an zumindest einem Sonnenrad anliegenden oder anlegbaren Reibbelag gekoppelt, kann die Reibeinrichtung möglichst bauraumsparend integriert werden.If the thrust washer is mechanically or hydraulically (alternatively also pneumatically) coupled to a friction lining that is or can be placed on at least one sun gear, the friction device can be integrated in a space-saving manner.

Diesbezüglich ist es weiterhin von Vorteil, wenn die Anlaufscheibe direkt mit einem (ersten) Reibbelag ausgestattet oder verbunden ist, wobei dieser (erste) Reibbelag an einem der beiden Sonnenräder anliegt. Dadurch wird der Aufbau ebenfalls möglichst einfach gehalten.In this regard, it is also advantageous if the thrust washer is equipped or connected directly to a (first) friction lining, this (first) friction lining being in contact with one of the two sun gears. This also keeps the structure as simple as possible.

Alternativ hierzu ist jedoch vorteilhaft, wenn die Anlaufscheibe mittels einer Hydraulikeinheit (oder alternativ mechanisch) mit einem an einem der beiden Sonnenräder anliegenden (zweiten) Reibbelag gekoppelt ist.As an alternative to this, however, it is advantageous if the thrust washer is coupled by means of a hydraulic unit (or alternatively mechanically) to a (second) friction lining that is in contact with one of the two sun gears.

Ist die Anlaufscheibe an einer axialen Stirnseite des schrägverzahnten Planetenrades abgestützt, wird deren Anordnung noch bauraumsparender realisiert.If the thrust washer is supported on an axial end face of the helical planet gear, its arrangement is realized in an even more space-saving manner.

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn das schrägverzahnte Planetenrad als ein Doppelzahnrad / gestuftes Zahnrad ausgebildet ist. Das schrägverzahnte Planetenrad befindet sich dann mit zumindest einem schrägverzahnten Verzahnungsabschnitt mit einem weiteren (zweiten) Planetenrad in Zahneingriff.Furthermore, it is expedient if the helical planet wheel is designed as a double gear wheel/stepped gear wheel. The helical planet wheel is then in meshing engagement with at least one helical gear section with a further (second) planet wheel.

Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren exemplarisch dargestellt, womit auch verschiedene Ausführungsbeispiele erläutert sind.The invention is now presented below by way of example using figures, which also explain various exemplary embodiments.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Differenzialgetriebes nach einem ersten Ausführungsbeispiel, wobei ein Gesamtaufbau des Differenzialgetriebes gut zu erkennen ist, sowie
  • 2 eine schematische Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Differenzialgetriebes nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei eine alternative Koppelung der Anlaufscheibe mit einem weiteren Reibbelag zu erkennen ist.
Show it:
  • 1 a schematic longitudinal sectional view of a differential gear according to the invention according to a first embodiment, wherein an overall structure of the differential gear is clearly visible, and
  • 2 a schematic longitudinal sectional view of a differential gear according to the invention according to a second embodiment, wherein an alternative coupling of the thrust washer can be seen with a further friction lining.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are only of a schematic nature and serve exclusively for understanding the invention. The same elements are provided with the same reference numbers.

Mit der 1 ist ein erfindungsgemäßes Differenzialgetriebe 1 nach einem ersten Ausführungsbeispiel hinsichtlich seines Gesamtaufbaus gut zu erkennen. Das Differenzialgetriebe 1 ist als ein Stirnraddifferenzial realisiert. Das Differenzialgetriebe 1 ist in seinem bevorzugten Einsatzbereich auf übliche Weise in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang wirkend eingesetzt. Ein erstes Sonnenrad 9 sowie ein zweites Sonnenrad 10 des nach Art eines Planetengetriebes aufgebauten Differenzialgetriebes 1 bilden jeweils einen Drehmomentausgang / Leistungsausgang des Differenzialgetriebes 1 und sind im Betrieb mit bereiften Rädern des Kraftfahrzeuges rotatorisch gekoppelt. Ein weiteres, drittes Sonnenrad 11 bildet einen Drehmomenteingang / Leistungseingang des Differenzialgetriebes 1.With the 1 a differential gear 1 according to the invention according to a first exemplary embodiment can be seen clearly with regard to its overall structure. The differential gear 1 is implemented as a spur gear differential. In its preferred area of use, the differential gear 1 is used in a conventional manner in a motor vehicle drive train. A first sun gear 9 and a second sun gear 10 of the differential gear 1 constructed in the manner of a planetary gear each form a torque output/power output of the differential gear 1 and are rotationally coupled during operation with tires on the motor vehicle wheels. Another, third sun wheel 11 forms a torque input/power input of the differential gear 1.

Das Differenzialgetriebe 1 weist einen gemeinsamen Planetenträger 2 auf. In diesem Planetenträger 2 sind mehrere Planetenradsätze 3, 4, 5, aufweisend jeweils mehrere Planetenräder 6, 7, 8, verdrehbar gelagert. Das erste Sonnenrad 9 befindet sich mit ersten Planetenrädern 6 (eines ersten Planetenradsatzes 3) in Zahneingriff. Das zweite Sonnenrad 10 befindet sich mit zweiten Planetenrädern 7 (eines zweiten Planetenradsatzes 4) in Zahneingriff, wobei die zweiten Planetenräder 7 der einfacheren Darstellbarkeit halber lediglich hinsichtlich ihrer Position angedeutet sind. Das dritte Sonnenrad 11 befindet sich mit mehreren dritten Planetenrädern 8 (eines dritten Planetenradsatzes 5) in Zahneingriff.The differential gear 1 has a common planet carrier 2 . In this planet carrier 2 are several planetary gear sets 3, 4, 5, each having several planetary gears 6, 7, 8, rotatably mounted. The first sun gear 9 meshes with first planet gears 6 (of a first planetary gear set 3). The second sun gear 10 is in meshing engagement with the second planetary gears 7 (of a second planetary gear set 4), the second planetary gears 7 only being indicated with regard to their position for the sake of simplicity. The third sun gear 11 meshes with a plurality of third planetary gears 8 (a third planetary gear set 5).

Es ist ferner zu erkennen, dass das jeweilige dritte Planetenrad 8 als ein Doppelzahnrad 19 ausgebildet ist und somit zwei axial beabstandete, sich hinsichtlich ihrer Durchmesser unterscheidende Verzahnungsabschnitte 20a, 20b aufweist. Ein erster Verzahnungsabschnitt 20a ist (durchmesser-) größer als ein zweiter Verzahnungsabschnitt 20b ausgebildet. Der erste Verzahnungsabschnitt 20a befindet sich in Zahneingriff mit dem dritten Sonnenrad 11. Der zweite Verzahnungsabschnitt 20b befindet sich bevorzugt mit den zweiten Planetenrädern 7 in Zahneingriff.It can also be seen that the respective third planet wheel 8 is designed as a double gear wheel 19 and thus has two axially spaced toothed sections 20a, 20b that differ in terms of their diameter. A first toothed section 20a is (diameter) larger than a second toothed section 20b. The first toothed portion 20a is in meshing engagement with the third sun gear 11. The second toothed portion 20b is preferably in meshing engagement with the second planet gears 7.

Jedes dritte Planetenrad 8 ist als schrägverzahntes Planetenrad 8 ausgebildet. Insbesondere sind in dieser Ausführung beide Verzahnungsabschnitte 20a und 20b des dritten Planetenrades 8 schrägverzahnt ausgebildet. Auch ist jedes dritte Planetenrad 8 innerhalb eines begrenzten Verschiebebereiches gezielt axial verschiebbar in dem Planetenträger 2 aufgenommen.Every third planet wheel 8 is designed as a helical planet wheel 8 . In particular, in this embodiment both toothed sections 20a and 20b of the third planet wheel 8 are designed with helical teeth. Every third planet wheel 8 is also accommodated in the planet carrier 2 in a targeted, axially displaceable manner within a limited displacement range.

Es sei der Vollständigkeit halber erwähnt, dass die gegenständlich verwendeten Richtungsangaben axial, radial und Umfangsrichtung in Bezug auf eine zentrale Drehachse 21 des Planetenträgers 2 zu sehen sind. Unter axial / axialer Richtung ist somit eine Richtung entlang / parallel zu der Drehachse 21, unter radial / radialer Richtung ist eine Richtung senkrecht zu der Drehachse 21 und unter Umfangsrichtung eine Richtung entlang einer koaxial zur Drehachse 21 umlaufenden Kreislinie zu verstehen.For the sake of completeness, it should be mentioned that the directional information used in the present case is to be seen as axial, radial and circumferential in relation to a central axis of rotation 21 of the planetary carrier 2 . The axial/axial direction is therefore a direction along/parallel to the axis of rotation 21, the radial/radial direction is a direction perpendicular to the axis of rotation 21 and the circumferential direction is a direction along a circular line coaxial with the axis of rotation 21.

Erfindungsgemäß ist eine Reibeinrichtung 12 vorhanden, die auf eine Relativverdrehung der beiden ersten und zweiten Sonnenräder 9, 10 blockierend / bremsend / hemmend einwirkt. Jene Reibeinrichtung 12 weist eine Anlaufscheibe 13 auf, die axialfest an einer Stirnseite 18 des schrägverzahnten (dritten) Planetenrades 8 abgestützt / angelegt ist. Ferner ist bevorzugt jedem dritten Planetenrad 8 eine Anlaufscheibe 13 zugeordnet, wobei diese Anlaufscheiben 13 nach der nachfolgend beschriebenen Weise identisch aufgebaut und wirkend eingesetzt sind.According to the invention, a friction device 12 is present, which has a blocking/braking/inhibiting effect on a relative rotation of the two first and second sun gears 9, 10. That friction device 12 has a thrust washer 13 which is supported/applied in an axially fixed manner on an end face 18 of the helically toothed (third) planet wheel 8 . Furthermore, a thrust washer 13 is preferably associated with each third planet wheel 8, these thrust washers 13 being constructed and used in an identical manner in the manner described below.

Die jeweilige Anlaufscheibe 13 ist in diesem ersten Ausführungsbeispiel der 1 weiter mit zumindest einem (ersten) Reibbelag 15 bewegungsgekoppelt, welcher (erste) Reibbelag 15 dazu dient, die Relativbewegung zwischen den beiden Sonnenrädern 9, 10 im Betrieb aneinander anzugleichen / die beiden Sonnenräder 9, 10 zueinander abzubremsen / zu blockieren. Der erste Reibbelag 15 ist in dieser Ausführung direkt an der Anlaufscheibe 13 angebracht.The respective thrust washer 13 is in this first embodiment 1 further coupled for movement with at least one (first) friction lining 15, which (first) friction lining 15 serves to align the relative movement between the two sun gears 9, 10 during operation/to brake/block the two sun gears 9, 10 to one another. In this embodiment, the first friction lining 15 is attached directly to the thrust washer 13 .

Die Anlaufscheibe 13 erzeugt durch eine drehmomentabhängige Verschiebung des dritten Planetenrades 8 im Betrieb auf den ersten Reibbelag 15 eine axiale Kraft / Anpresskraft, wodurch der erste Reibbelag 15 mit einer bestimmten axialen Anpresskraft an zumindest einem der Sonnenräder 9, 10 angelegt wird.The thrust washer 13 generates an axial force/contact force on the first friction lining 15 through a torque-dependent displacement of the third planet wheel 8 during operation, as a result of which the first friction lining 15 is applied to at least one of the sun wheels 9, 10 with a specific axial contact force.

Darauf abgestimmt ist die Anlaufscheibe 13 zu einer dem dritten Planetenrad 8 axial abgewandten Seite mittels einer Federeinrichtung 14 elastisch vorgespannt. Die Federeinrichtung 14 dient dazu die Anlaufscheibe 13 gegen die Stirnseite 18 anzudrücken. Die Federeinrichtung 14 dient folglich als Rückstellfeder, um die Anlaufscheibe 13 in einen Ausgangszustand, in der sie keine Bremswirkung auf die Sonnenräder 9, 10 erzeugt, zurückzuführen.Matched to this, the thrust washer 13 is elastically prestressed by means of a spring device 14 on a side facing away axially from the third planet wheel 8 . The spring device 14 serves to press the thrust washer 13 against the end face 18 . The spring device 14 consequently serves as a restoring spring in order to return the thrust washer 13 to an initial state in which it does not produce any braking effect on the sun gears 9, 10.

Es wird somit wiederum deutlich, dass die Anlaufscheibe 13 derart eingesetzt und mittels der Federeinrichtung 14 axial vorgespannt ist, dass eine Steigerung eines im Betrieb über das dritte Planetenrad 8 übertragenen Drehmomentes eine Vergrößerung der die beiden ersten und zweiten Sonnenräder 9, 10 zueinander abbremsenden Reibkraft bewirkt. Die Federeinrichtung 14 weist bevorzugt zumindest eine Druckfeder, wie eine Schraubendruckfeder oder mehrere Tellerfedern oder Blattfedern oder Wellfedern auf. Die Anlaufscheibe 13 dient in 1 zum Andrücken / zum Erzeugen eines Bremsmomentes an dem ersten Sonnenrad 9. Bevorzugt wird das erste Sonnenrad 9 dabei relativ zu dem zweiten Sonnenrad 10, alternativ auch direkt zum Planetenträger 2 abgebremst.It is thus clear again that the thrust washer 13 is inserted and axially preloaded by the spring device 14 in such a way that an increase in the torque transmitted during operation via the third planet gear 8 causes an increase in the frictional force that brakes the two first and second sun gears 9, 10 relative to one another . The spring device 14 preferably has at least one compression spring, such as a helical compression spring or a plurality of plate springs or leaf springs or corrugated springs. The thrust washer 13 is used in 1 for pressing / for generating a braking torque on the first sun gear 9. The first sun gear 9 is preferably braked relative to the second sun gear 10, alternatively also directly to the planet carrier 2.

In Verbindung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel der 2 sei darauf hingewiesen, dass die Anlaufscheibe 13 auch alternativ mit einem radial beabstandet zu der Anlaufscheibe 13 angeordneten (zweiten) Reibbelag 16 gekoppelt sein kann. In 2 ist prinzipiell eine alternative mechanische Koppelung der Anlaufscheibe 13 mit dem zweiten Reibbelag 16 angedeutet, es kann stattdessen jedoch prinzipiell auch eine hydraulische Koppelung vorgesehen werden, wie mittels des Bezugszeichens 17 angedeutet. Dabei könnte beispielsweise die Anlaufscheibe 13 mit einem hydraulischen Geberraum und der zweite Reibbelag 16 mit einem hydraulischen Nehmerraum einer gemeinsamen Hydraulikeinheit 17 gekoppelt sein.In connection with the second embodiment of the 2 it should be pointed out that the thrust washer 13 can also alternatively be coupled to a (second) friction lining 16 arranged at a radial distance from the thrust washer 13 . In 2 In principle, an alternative mechanical coupling of the thrust washer 13 to the second friction lining 16 is indicated, but in principle a hydraulic coupling can also be provided instead, as indicated by reference number 17 . In this case, for example, the thrust washer 13 could be coupled to a hydraulic master chamber and the second friction lining 16 to a hydraulic slave chamber of a common hydraulic unit 17 .

Mit 2 ist zur mechanischen Koppelung der Anlaufscheibe 13 mit dem radial außerhalb der Anlaufscheibe 13 liegenden zweiten Reibbelag 16 ein Verbindungssteg 22 vorhanden. Die Anlaufscheibe 13 wirkt hierbei über den zweiten Reibbelag 16 unmittelbar auf das zweite Sonnenrad 10 bremsend ein. Auch sind auf dem zweiten Reibbelag 16 axial abgewandten Seiten der ersten und zweiten Sonnenräder 9, 10 Reibscheiben 23 vorhanden, die ebenfalls der Abbremsung der ersten und zweiten Sonnenräder 9, 10 zueinander dienen.With 2 A connecting web 22 is present for the mechanical coupling of the thrust washer 13 to the second friction lining 16 lying radially outside of the thrust washer 13 . The thrust washer 13 has a direct braking effect on the second sun gear 10 via the second friction lining 16 . Also on the second friction lining 16 are axially remote sides of the first and second sun gears 9, 10 friction disks 23 which are also used to brake the first and second sun gears 9, 10 relative to one another.

Mit anderen Worten ausgedrückt, ist erfindungsgemäß ein gestufter Planet (drittes Planetenrad 8) dazu eingesetzt, um mit einer im Betrieb durch ihn erzeugten Axialkraft das Stirnrad-Differenzial (Differenzialgetriebe 1) zu sperren bzw. den Sperrwert zu verändern.In other words, according to the invention a stepped planet (third planet gear 8) is used to lock the spur gear differential (differential gear 1) or to change the locking value with an axial force generated by it during operation.

Die Flächen des Planetenträgers 2, an dem die Anlaufscheiben 13 die Axialkraft an den Träger weiterleiten, werden im Träger verschiebbar (federnd) gelagert, sodass bei einer Axialkraft im Zugbetrieb die Anlauffläche und somit die Anlaufscheibe 13 verschoben werden kann.The surfaces of the planetary carrier 2, on which the thrust washers 13 transmit the axial force to the carrier, are slidably (spring-mounted) in the carrier so that the thrust surface and thus the thrust washer 13 can be displaced in the event of an axial force in traction operation.

Diese Verschiebung der Anlauffläche kann mechanisch, sowie hydraulisch genutzt werden, um eine Axialbewegung einer Reibfläche im Differenzial zu erreichen. Wird die Reibfläche im Differenzial axialverschoben, tritt zusätzliche Reibung bei einer Differenzdrehzahl der Sonnen auf und das Sperrmoment des Differenzial wird erhöht.This displacement of the contact surface can be used mechanically and hydraulically to achieve an axial movement of a friction surface in the differential. If the friction surface in the differential is axially displaced, additional friction occurs when the suns rotate at different speeds and the locking torque of the differential is increased.

In dem ersten Ausführungsbeispiel ist die rechte Anlauffläche (Stirnseite 18) des Planeten (dritten Planetenrades 8) über eine Feder (Federeinrichtung 14) axial beweglich im Planetenträger 2 gelagert.In the first exemplary embodiment, the right contact surface (front side 18) of the planet (third planet wheel 8) is mounted in the planet carrier 2 so that it can move axially via a spring (spring device 14).

Durch einen Steg an der Anlaufscheibe 13 ist ein Reibbelag 15 angebracht, welcher bei axialer Bewegung und dem damit verbundenen Spannen der Feder auf die Differenzialsonne (erstes Sonnenrad 9 bremsend einwirkt). Die dadurch entstehende Reibung erhöht den Sperrwert des Differentials.A friction lining 15 is attached through a ridge on the thrust washer 13, which has a braking effect on the differential sun (first sun gear 9) during axial movement and the associated tensioning of the spring. The resulting friction increases the locking value of the differential.

BezugszeichenlisteReference List

11
Differenzialgetriebedifferential gear
22
Planetenträgerplanet carrier
33
erster Planetenradsatzfirst planetary gear set
44
zweiter Planetenradsatzsecond planetary gear set
55
dritter Planetenradsatzthird planetary gear set
66
erstes Planetenradfirst planet wheel
77
zweites Planetenradsecond planet gear
88th
drittes Planetenradthird planet gear
99
erstes Sonnenradfirst sun wheel
1010
zweites Sonnenradsecond sun wheel
1111
drittes Sonnenradthird sun wheel
1212
Reibeinrichtungfriction device
1313
Anlaufscheibethrust washer
1414
Federeinrichtungspring device
1515
erster Reibbelagfirst friction lining
1616
zweiter Reibbelagsecond friction lining
1717
Hydraulikeinheithydraulic unit
1818
Stirnseiteface
1919
Doppelzahnraddouble gear
20a20a
erster Verzahnungsabschnittfirst gear section
20b20b
zweiter Verzahnungsabschnittsecond gear section
2121
Drehachseaxis of rotation
2222
Verbindungsstegconnecting bar
2323
Reibscheibefriction disc

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  • DE 102011085119 B3 [0002]DE 102011085119 B3 [0002]

Claims (7)

Differenzialgetriebe (1) für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einem Planetenträger (2), mehreren verdrehbar auf dem Planetenträger (2) gelagerten, verschiedenen Planetenradsätzen (3, 4, 5) zugeordneten Planetenrädern (6, 7, 8), einem, mit den Planetenrädern (6) eines ersten Planetenradsatzes (3) in Zahneingriff befindlichen, ersten Sonnenrad (9), einem, mit den Planetenrädern (7) eines zweiten Planetenradsatzes (4) in Zahneingriff befindlichen, zweiten Sonnenrad (10) sowie einer eine Relativverdrehung zwischen dem ersten Sonnenrad (9) und dem zweiten Sonnenrad (10) hemmenden Reibeinrichtung (12), dadurch gekennzeichnet, dass eine axial verschiebbar gelagerte sowie zur Erzeugung einer das erste Sonnenrad (9) und das zweite Sonnenrad (10) relativ zueinander oder eines der beiden Sonnenräder (9, 10) relativ zum Planetenträger (2) abbremsenden oder blockierenden Reibkraft eingesetzte Anlaufscheibe (13) der Reibeinrichtung (12) axial an einem, ebenfalls axial verschiebbar gelagerten, schrägverzahnten Planetenrad (8) eines dritten Planetenradsatzes (5) abgestützt ist.Differential gear (1) for a motor vehicle drive train, with a planetary carrier (2), several planetary gears (6, 7, 8) rotatably mounted on the planetary carrier (2) and assigned to different planetary gear sets (3, 4, 5), one, with the planetary gears ( 6) a first planetary gear set (3) in meshing, a first sun gear (9), with the planetary gears (7) of a second planetary gear set (4) in meshing, second sun gear (10) and a relative rotation between the first sun gear ( 9) and the second sun gear (10), characterized in that a friction device (12) is mounted so as to be axially displaceable and for generating a the first sun gear (9) and the second sun gear (10) relative to one another or one of the two sun gears (9, 10) the thrust washer (13) of the friction device (12) used to brake or block the frictional force relative to the planetary carrier (2) is supported axially on a helical-toothed planet wheel (8) of a third planetary wheel set (5), also mounted so that it can be moved axially. Differenzialgetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufscheibe (13) derart eingesetzt und mittels einer Federeinrichtung (14) axial abgestützt ist, dass eine Steigerung eines über das schrägverzahnte Planetenrad (8) übertragenen Antriebsdrehmomentes eine Vergrößerung der die beiden Sonnenräder (9, 10) zueinander abbremsenden Reibkraft bewirkt.Differential gear (1) after claim 1 , characterized in that the thrust washer (13) is inserted and axially supported by a spring device (14) in such a way that an increase in the drive torque transmitted via the helical planet wheel (8) results in an increase in the frictional force braking the two sun wheels (9, 10) relative to one another causes. Differenzialgetriebe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufscheibe (13) mechanisch oder hydraulisch mit einem an zumindest einem Sonnenrad (9) anliegenden oder anlegbaren Reibbelag (15, 16) gekoppelt ist.Differential gear (1) after claim 1 or 2 , characterized in that the thrust washer (13) is coupled mechanically or hydraulically to a friction lining (15, 16) which rests or can be placed on at least one sun wheel (9). Differenzialgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufscheibe (13) direkt mit einem Reibbelag (15) ausgestattet oder verbunden ist, wobei der Reibbelag (15) an einem der beiden Sonnenräder (9, 10) anliegt.Differential gear (1) according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the thrust washer (13) is equipped or connected directly to a friction lining (15), the friction lining (15) resting on one of the two sun gears (9, 10). Differenzialgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufscheibe (13) mittels einer Hydraulikeinheit (17) mit einem an einem der beiden Sonnenräder (9, 10) anliegenden Reibbelag (16) gekoppelt ist.Differential gear (1) according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the thrust washer (13) is coupled by means of a hydraulic unit (17) to a friction lining (16) resting on one of the two sun gears (9, 10). Differenzialgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufscheibe (13) an einer axialen Stirnseite (18) des schrägverzahnten Planetenrades (8) abgestützt ist.Differential gear (1) according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the thrust washer (13) is supported on an axial end face (18) of the helical planet wheel (8). Differenzialgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das schrägverzahnte Planetenrad (8) als ein Doppelzahnrad (19) ausgebildet ist.Differential gear (1) according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the helical planet gear (8) is designed as a double gear (19).
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